Ray Reconstruction, DLSS und Co.: Was bedeuten diese Gaming-Begriffe eigentlich?
Beim Gaming kommt es meistens auf zwei zentrale Faktoren an: Bildqualität und Bildrate, die einander beeinflussen. Legt ihr Wert auf hohe Qualität, geht das meistens mit einer niedrigeren Bildrate einher und andersherum. In der Branche gibt es deshalb mehrere Begriffe für Tools, die eure Bildqualität und Bildrate beeinflussen. Wir erklären, was sie bedeuten und wie sie funktionieren.
Kantenglättung (Anti-Aliasing)
Anti-Aliasing (AA) bedeutet, dass ihr damit die visuelle Qualität der Grafiken verbessern könnt, indem scharfe Übergänge in Bildern geglättet werden. Dabei gibt es mehrere Arten, die sich entsprechend auf die Balance aus Qualität und Performance auswirken. Genauer gesagt betrifft es Linien oder Kanten, die nicht exakt horizontal oder vertikal durch das Bild verlaufen. Wenn ihr euch im Spiel bewegt, erscheinen euch mit schwachen AA-Einstellungen flimmernde Kanten auf. Um hier gegenzusteuern, verändert AA vereinfacht gesagt die Farbe der Pixel rund um diese Linie oder Kanten, um sie an den Farbbereich der angrenzenden Pixel anzupassen. Dabei gibt es mehrere Auswahlmöglichkeiten.
Wir erklären die Funktion anhand des Beispiels SSAA (Super-Sampling-Anti-Aliasing). Das bedeutet, dass das Bild von eurer Grafikkarte mit einer höheren Auflösung gerendert und dann auf die Auflösung eures Bildschirms heruntergebrochen wird (zum Beispiel von 4K zurück auf euren WQHD-Bildschirm). Dank des höher aufgelösten Bilds besitzt die Spiele-Engine jetzt mehr Informationen. Sie kann die Kanten deshalb besser darstellen, was also ein klareres Bild zur Folge hat. Als Nachteil benötigt die Berechnung aber auch mehr Grafikkartenleistung. Ihr habt als negative Folge etwa eine niedrigere Bildrate. Zusammenfassend kann festgehalten werden:
- Antia-Aliasing glättet Kanten, um die Bildqualität zu verbessern
- Es verstärkt die Immersion, weil Kanten weniger flimmern
- Hohes AA kann eine niedrigere Bildrate zu Folge haben
DLSS: Nvidias Upscaling-Lösung
Unter der Begrifflichkeit DLSS fasst Nvidia neben dem Begriff Upscaling noch Raytracing beziehungsweise Ray Reconstruction und Frame-Generierung. Doch dazu später mehr. Vielleicht werden sich einige die Frage stellen, was der Unterschied zwischen SSAA und DLSS (Deep Learning Super Sampling)? Beide Optionen sollen grundsätzlich die Qualität verbessern. Sie setzen dabei aber auf gegensätzliche Herangehensweisen.
Stark vereinfacht gesagt wird bei SSAA das Bild hochskaliert, um es anschließend wieder auf die niedrigere Auflösung des Monitors zu bringen, was Leistung und Bilder pro Sekunde kostet. Bei Nvidias KI-basierten DLSS wird das Bild niedriger berechnet (zum Beispiel in FHD statt QHD), um es anschließend mit Hilfe von KI wieder auf die Monitor-Auflösung QHD hochskalieren (= Upscaling) zu können. Das spart Rechenleistung und ihr bekommt eine deutlich höhere Bildrate pro Sekunde. Wie das aussieht, seht ihr hier:
Dabei muss man natürlich beachten, dass es sich um ein Video von Nvidia handelt und das Unternehmen die Funktion so gut wie möglich verkaufen will. Grundsätzlich zeigt es aber die Vorteile. Ihr könnt bei DLSS meist zwischen verschiedenen Presets wählen, zum Beispiel Qualität, Ausgewogen und Leistung. Qualität setzt Wert auf höhere Bildqualität, wodurch der Hochskalier-Faktor geringer ist und mehr Details erhalten bleiben. Dadurch sinkt aber auch der Bildraten-Bonus. Bei „Ausgewogen“ sucht man einen Kompromiss aus Bildqualität und Leistung, also flüssiger Bildrate. „Leistung“ setzt voll auf die Bildrate, verringert dadurch aber die Bildqualität. Wem das Feintuning zu kompliziert ist, kann sich durch die neue Nvidia-App (Nachfolger von Geforce Experience) die besten Einstellungen vorgeben lassen.
- Upscaling verbessert die Bildrate
- Durch eine höhere Bildrate wirkt das Spiel flüssiger und weniger ruckelig
- Allerdings weniger Bilddetails als bei nativer Auflösung
AMD FSR und Intel XeSS
FSR steht für FidelityFX Super Resolution und ist AMDs Gegenstück zu DLSS. Anders als bei Nvidia setzt AMD vereinfacht gesagt auf einen Algorithmus beim Upscaling statt künstlicher Intelligenz. Das wird sich mit der kommenden Version FSR 4.0 aber ändern. AMD arbeitet nämlich schon seit einiger Zeit an einem KI-Support, um eine möglichst gute Bildqualität zu erreichen. Ab der Version 3.0 beinhaltet FSR ebenfalls Frame Generation.
Intel produziert ebenfalls Grafikkarten. Hier heißt die Lösung XeSS (Xe Super Sampling). Das funktioniert ähnlich wie Nvidias DLSS mittels KI-Unterstützung, indem Bilder in niedrigerer Auflösung hochskaliert werden. 2023 kündigte Intel ebenfalls an, dass die Frame-Generation in Arbeit ist. Jedoch ließ Intel im Sommer 2024 durchscheinen, dass dieses Feature keine Priorität besitzt – wann und ob es kommt, ist also unklar.
Frame Generation
Frame Generation, bei AMD auch Fluid Motion Frame genannt, ist eine Technologie neben DLSS und FSR. Sie ist also unabhängig. Die Technologie ist sehr komplex, deshalb folgt hier nur eine stark vereinfachte Erklärung. Wer genaue Zahlen zum Unterschied zwischen AMDs und Nvidias Frame Generation lesen möchte, kann das hier machen.
Im Endeffekt handelt es sich um eine Technik, die zusätzliche Zwischenbilder einfügt. Dabei werden diese Zwischenbilder aus vorherigen Bildern berechnet. Bei Nvidia hilft zusätzlich eine KI, um die Genauigkeit zu erhöhen. Durch zusätzliche Bilder erhöhen sich dann die sogenannten FPS, also Frames per Second (Bilder pro Sekunde). Je höher die Bildrate, desto flüssiger wirkt das Spiel. Niedrige Bildraten können zu Rucklern führen, die den Spieler aus der Immersion werfen können.
Als kleiner Nachteil steigt der sogenannte Input-Lag. Der Begriff bezeichnet die Verzögerung von der Eingabe via Maus, Tastatur oder Gamepad bis zur Umsetzung auf dem Bildschirm. Einen möglichst niedrigen Input Lag zu haben, ist aber meistens nur in kompetitiven Shootern wichtig, wo jede Millisekunde den Kampf entscheiden kann.
- Eine Möglichkeit, Spiele flüssiger darzustellen
- Erhöht den Input Lag
- Dieser Nachteil ist aber nur bei Shootern oder schnellen Echtzeit-Spielen relevant.
Raytracing und Ray Reconstruction
Raytracing bedeutet, dass Licht möglichst echt dargestellt wird. Dabei werden Lichtstrahlen so präzise wie möglich berechnet, um zum Beispiel realistische Schatten oder Spiegelungen in Pfützen darstellen zu können. Ein konkretes Beispiel könnt ihr euch in diesem Video anschauen. Dabei wirft der Rotor ohne Raytracing eher ungenaue, verwaschene Schatten. Schaltet man Raytracing an, sieht man klare Kanten:
Das Video zeigt dabei allerdings Ray Reconstruction. Das ist – salopp formuliert – die Weiterentwicklung von Raytracing. Genauer gesagt verbessert künstliche Intelligenz die Licht-Darstellung und optimiert das Bild weiter. Ziel des Features ist es, den Spieler in eine physikalisch „korrekte“ Spielwelt schicken zu können. Allerdings ist Raytracing leistungshungrig, weshalb Gamer eine je nach Auflösung eine stärkere Hardware benötigen. Hier könnt ihr übrigens sehen, welche Grafikkarten sich dafür anbieten für Auflösungen in FHD, QHD und 4K.
- Stärkt die Immersion im Spiel durch die „reale“ Darstellung von Licht
- Realismus geht auf Kosten von Bildern pro Sekunde
Übrigens: Wir haben schon einen Artikel zu weiteren Begriffen wie Lootboxen, Free to play und Co. – hier gehts zum Artikel.