Kommentar

RTX und DLSS auf dem richtigen Weg, aber ...

In dieser Woche hat NVIDIA in Zusammenarbeit mit den Entwicklern und Publishern die Anzahl an Spielen, die RTX und DLSS unterstützen, verdoppelt bzw. sogar verdreifacht. Was zunächst nach einer unglaublich hohen Zahl klingt, relativiert sich allerdings recht schnell, bei einem Blick auf die nackten Zahlen. Dennoch deuten wir dies als Zeichen dafür, dass beide Techniken so langsam einen Stand erreicht haben, der es für Spieler interessant macht, sie einmal genauer ins Auge zu fassen.

Doch wir müssen zunächst einmal die Basis dessen, was nun geboten wird, erläutern. Im August hat NVIDIA die GeForce-RTX-Karten vorgestellt. Zwar wurde auch die reine Shader-Leistung verbessert, doch der Fokus der neuen Generation liegt ganz klar auf den Techniken namens RTX (eine Schnittstelle für Ray-Tracing-Berechnungen) und DLSS (Deep Learning Super Sampling, eine AI-basierte Möglichkeit der Leistungssteigerung oder aber Verbesserung der Darstellungsqualität). Für beiden Techniken verbaut NVIDIA in der GPU-Architektur - und damit der Hardware - dedizierte Hardwarebeschleuniger namens RT Cores und Tensor Cores.

Doch zum Start fehlte es an der Unterstützung der entsprechenden Spiele. Genauer gesagt war anfangs keines verfügbar. Erst Mitte November erschien der DXR-Patch für Battlefield V und ermöglicht seither die Darstellung realistischer Reflexionen. Dass die Technik noch ganz am Anfang steht, erkennt man auch daran, dass etwa einen Monat später ein weiterer Patch nachgeschoben wurde, der die Leistung auf ein annehmbares Niveau zurückbrachte.

Mitte Dezember erschien ein Update für Final Fantasy XV, welches das DLSS aktivierte. Bis auf einige wenige Details in der Darstellung konnte das DLSS in der Funktion überzeugen und ermöglicht es selbst bei höchsten Qualitätseinstellungen auf einer GeForce RTX 2080 und GeForce RTX 2080 Ti in UHD noch ausreichende FPS an das Display zu liefern. Als erste Implementierung von DLSS in einem Spiel konnte die Technik überzeugen.

Doch nun sollte es noch einmal zwei Monate dauern, bis es weitere Neuigkeiten gab. In dieser Woche gab es ein Update für Battlefield V, welches das DLSS auch hier ermöglicht. Weiterhin ist Metro: Exodus erschienen und startet sowohl mit DXR-Effekten, als auch DLSS.

Zudem dürfte es nicht mehr lange dauern, bis auch Shadow of the Tomb Raider den DXR-Patch erhalten wird. Zum Start der Turing-Generation im August gab es eine spielbare Alpha-Version zu sehen, warum es mehr als sechs Monate dauert, bis die finale Version erscheint, ist unklar. Dennoch zeichnet sich ab, dass der Zug so langsam ins Rollen kommt. Dass dies hätte schneller passieren müssen, steht ausser Frage. Außerdem müsste die Anzahl der Spiele zum jetzigen Zeitpunkt schon weitaus höher sein, um eine echte Plattform für den Verkauf der Hardware bilden zu können.

NVIDIA hat in diesem Zusammenhang einige Fehler gemacht: Die Versprechungen zu Beginn waren vollmundig. Lange Listen an Spielen für RTX und DLSS wurden präsentiert, von denen noch immer nur ein Bruchteil die Unterstützung erfahren haben bzw. erschienen sind. Inzwischen sind diese Listen weitaus schwieriger auf den Produktseiten von NVIDIA zu finden – ein Schelm wer böses dabei denkt.

RTX bietet ein neues grafisches Level

Was die einzelnen Techniken betrifft, muss man die Versprechungen etwas differenzierter betrachten.

RTX ist die Hard- und Softwareschnittstelle für die Ray-Tracing-Berechnungen. Spiele nutzen die DXR-Erweiterung in DirectX 12, um die entsprechenden Effekten darzustellen. In Battlefield V wird dies verwendet um Reflexionen und Spiegelungen darzustellen. 15 bis 40 % eines Frames werden dann per Ray Tracing berechnet. Reicht die Rechenleistung nicht aus, springen die Tensor Cores ein und entrauschen das Bild bzw. die fehlenden Bereiche.

Die Spiegelungen und Reflexionen heben Battlefield V auf ein neues visuelles Level. Auch ohne die DXR-Effekte sieht Battlefield V schon sehr gut aus. Mit DXR wird es zu einem optischen Highlight. Die Frage, die sich stellt ist, ob die Reflexionen und Spiegelungen auch unmittelbar wahrnehmbar sind. Doch diese Frage kann man sich bei vielen grafischen Effekten stellen und am Ende müssen alle Effekte und Techniken ein Gesamtbild erzeugen – einzelne Effekte müssen und sollen nicht herausstechen. Aus diesem Blickwinkel heraus ist DXR ein Zugewinn für den Spieler.

Ähnlich sieht dies für die RTX-Umsetzung in Metro: Exodus aus. Hier werden allerdings keine Reflexionen und Spiegelungen berechnet, sondern die gesamte Beleuchtung einer Szenerie mittels Ray Traced Global Illumination. Die Berechnungen der Ray Traced Global Illumination sind weniger an einzelnen Effekten auszumachen. Vielmehr wird recht schnell deutlich, dass sich die Beleuchtung insgesamt deutlich näher an der Realität orientiert. Bereiche, die dunkler sein müssten, sind auch entsprechend dunkel und werden nicht durch eine Pre-Backed-Beleuchtung verfälscht. Auch für Metro: Exodus gilt: die RTX-Technik ist ein Zugewinn an visueller Qualität im Spiel – dies steht außer Frage.

Sowohl die Berechnungen von Reflexionen und Spiegelungen als auch die des Umgebungslichtes per Ray Tracing machen einen spürbaren Unterschied. Nicht, wenn man sie gezielt sucht, sondern im Spielfluss und auch teilweise der Hektik eines Spiels. Gerade in Metro: Exodus profitiert die Atmosphäre enorm durch die realistischere Beleuchtungssituation.

Hinsichtlich der Leistung hat dies seinen Preis. Das Zuschalten der Effekte kostet Leistung und reduziert die FPS um 20 bis 40 % – je nach Szene sogar noch mehr. Dies nun aber so zu sehen, als habe NVIDIA die Leistung der Turing-Generation um diesen Faktor reduziert, ist falsch. Sicherlich ist der Leistungssprung nicht so groß ausgefallen, wie ihn viele erwartet haben und wer eine GeForce GTX 1080 Ti sein Eigen nennt, wird sich gut überlegen müssen, ob es nun auch eine GeForce RTX 2080 oder gar GeForce RTX 2080 Ti sein muss, aber diese Entscheidung ist ihm selbst überlassen.

Letztendlich stimmt jeder PC-Spieler über seinen Geldbeutel ab, ob er mehr als 1.000 Euro für eine GeForce RTX 2080 Ti ausgeben möchte oder nicht. Auch stimmt er damit darüber ab, wie groß das Einsatzfeld der Ray-Tracing-Techniken wird. Langfristig werden die Spiele diesen Schritt aber gehen, man muss aber sicherlich nicht zwangsläufig auch in der ersten Reihe stehen.

DLSS mit sehr gemischten Ergebnissen

Etwas anders ist unsere Sicht auf das Deep Learning Super Sampling. NVIDIA hat das DLSS im Hinblick auf zwei Einsatzmöglichkeiten entwickelt und auch so vorgestellt. DLSS 1x soll es auch leistungsschwächeren Karten ermöglichen, ausreichende FPS zu liefern. Dazu wird die Auflösung, in der das Spiel berechnet werden, reduziert. Im letzten Schritt des DLSS-Prozesses findet ein Abgleich durch das Deep-Learning-Netzwerk mit der gewünschten Zielauflösung statt – der Frame wird komplett neu zusammengesetzt. DLSS soll ein flüssiges Spielen in höheren Auflösungen ermöglichen, ohne dass darunter die Darstellungsqualität merklich leidet.

Doch der letzte Punkte sorgt in der Umsetzung für Battlefield V und Metro: Exodus für viel Kritik. Während die Darstellungsqualität in Final Fantasy XV tatsächlich nur unmerklich und in bestimmten Bereichen leidet, scheint für Battlefield V und Metro: Exodus eine größere Diskrepanz zwischen Anspruch und Wirklichkeit zu bestehen.

In Metro: Exodus zeigt DLSS ein deutlich verwaschenes Bild. Dieses weichgezeichnete Bild ist in fast allen Szenen sichtbar, vor allem aber natürlich wenn keine größere Bewegungen stattfinden. Auch ein Flimmern senkrechter und waagerechter Kanten ist in der Vergrößerung sichtbar. Hat man die Weichzeichung einmal bemerkt, fällt diese auch immer wieder auf. Der Leistungsgewinn durch DLSS ist messbar vorhanden, allerdings auch eine Verschlechterung der Darstellungsqualität.

Ähnlich das Bild in Battlefield V: Auf Flächen mit vielen Details fällt die Anwendung von DLSS vor allem dadurch auf, dass ein Großteil der Details verloren geht. Besonders wenn viele kleine Details in einer Szene abgebildet werden, kommt das DLSS an seine Grenzen. Was sich in der Bewegung noch ausblenden lässt, wird im Standbild aber schnell störend – nicht immer ist in einem Shooter alles in Bewegung.

Insgesamt ist die Umsetzung von DLSS also noch wenig überzeugend. Auf einer Zielauflösung von 2.560 x 1.440 und 3.840 x 2.160 Pixel fällt das Abflachen der Bildqualität noch weniger auf. Mit 1.920 x 1.080 Pixel aber kann dann bei weitem nicht mehr von einer gleichwertigen Darstellungsqualität die Rede sein.

Dabei soll das DLSS ein Steigbügelhalter für schwächere Hardware sein, auch mit RTX-Effekten noch ausreichende FPS zu liefern. Die GeForce RTX 2060 und GeForce RTX 2070 sind hier insbesondere Kandidaten davon zu profitieren. Reicht die Leistung für eine flüssige Darstellung in 1080p oder 1440p nicht mehr aus, soll das DLSS sie darin unterstützen, dies zu tun.

Doch es gibt bestimmte Einschränkungen für das Zusammenspiel von RTX, DLSS und Hardware. Für Battlefield V und Metro: Exodus hat NVIDIA das DLSS an die Anwendung der DRX-Effekte gekoppelt. DLSS lässt sich ohne aktive DXR-Effekte also nicht anwenden. Warum es diese Einschränkung gibt, ist unklar. In Final Fantasy XV sind keine DXR-Effekte vorhanden und dennoch funktioniert das DLSS.

Weiterhin koppelt NVIDIA das DLSS an die Anwendung in bestimmten Auflösungen. Da das Deep-Learning-Netzwerk auf bestimmte Zielauflösungen trainiert werden muss, verwundert es eigentlich nicht, dass NVIDIA in der Auswahl der Auflösungen gewisse Einschränkungen machen muss. 1080p, 1440p und 2160p sind nun einmal recht gängig. Allerdings darf man schon die Frage stellen, warum nicht auf 3.440 x 1.440 und 2.560 x 1.080 Pixel bedacht wurden, denn mehr und mehr Gaming-Monitore setzen auf solche Auflösungsverhältnisse. NVIDIA wird dies sicherlich im Auge behalten und sollten andere Auflösungen vermehrt Anwendung finden, auch diese bei der Umsetzung von DLSS mit einbeziehen.

DLSS ist in der aktuellen Umsetzung (DLSS 1x) also vor allem eine Möglichkeit trotz der ressourcenhungrigen DXR-Effekte noch ausreichende FPS abzuliefern. Zum Start der Turing-Generation im August 2018 sprach NVIDIA von einer weiteren Umsetzung namens DLSS 2x, die auf das Reduzieren der Rendering-Auflösung verzichtet und dann beim Zusammensetzen in der Zielauflösung auch von denen im Training verwendeten 64x Supersampling-Samles profitieren soll. DLSS 2x ist aber von der Leistungsfähigkeit der verfügbaren Hardware abhängig und derzeit spielt NVIDIA die DLSS-Karte vor allem dazu aus, mehr Leistung zu generieren.

NVIDIA hat noch viel Arbeit vor sich

"RTX und DLSS auf dem richtigen Weg, aber ..." – so der Titel dieses Kommentars und dies beschreibt die aktuelle Situation ganz gut. NVIDIA hat den Softwarestart sicherlich mehr als nur unterschätzt. Die GeForce-RTX-Karten sind nicht zwangsläufig schneller als die Vorgänger der Pascal-Generation, beziehen ihren Mehrwert also vor allem aus der RTX- und DLSS-Techniken. Können diese aber aufgrund fehlender Softwareunterstützung gar nicht verwendet werden, verliert die Hardware an Sinn und Reiz für einen Neukauf. Dies hat auch NVIDIA bereits erkannt:

"... some customers may have delayed their purchase while waiting for lower price points and further demonstrations of RTX technology in actual games." – so NVIDIAs CEO Jen-Hsen Huang.

RTX hat in den verschiedenen Umsetzungen der Ray-Tracing-Techniken das Potenzial dazu die Darstellungsqualität aller Spiele zu erhöhen. Da die DXR-Schnittstelle von Microsoft verwendet wird, haben auch die Konkurrenten wie AMD und später auch Intel die Möglichkeit mitzumachen. Dies werden sie sicherlich auch tun, wenngleich eine Unterstützung von DXR derzeit nur dann sinnvoll ist, wenn die GPU auch über die notwendige Hardwarebeschleunigung verfügt. Dies ist sicherlich der Punkt, mit dem NVIDIA viele im Sommer 2018 überrascht hat, nachdem es im Frühjahr die Vorstellung der DXR-Schnittstelle durch Microsoft gab. RTX ist im Zusammenspiel mit DXR gekommen, um zu bleiben. NVIDIA hat viel Geld in die Volta- und Turing-Architektur investiert und wird sicherlich auch für den Nachfolger weiterhin auf RT Cores und Tensor Cores setzen.

Die Umsetzung von DLSS sehen wir aktuell aber noch etwas kritisch. Gerade in niedrigeren Auflösungen sorgt das DLSS zwar für mehr FPS, es verschlechtert die Darstellungsqualität aber spürbar. Dass es anders geht, zeigt Final Fantasy XV. Nun muss man aber auch sagen, dass nicht jeder das Auge für besonders gute Effekte oder eine derartige "Verschlechterung" der Bildqualität hat. Dies ist sicherlich auch immer etwas vom Spieler und dessen Prioritäten abhängig. Auch hat NVIDIA zahlreiche Stellschrauben, an denen gedreht werden kann. DLSS ist so konzipiert, dass immer wieder Verbesserungen einfließen können und dies wird sicherlich auch geschehen.