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Nvidia GeForce GTX 980 und GTX 970 im Test - Energieeffizenz ist Trumpf (6/10)

DSR - Dynamic Super Resolution

Downsampling direkt im Treiber

Abseits der Bildverbesserung durch die bekannten direkt durch den Treiber oder in Games angebotenen Antialiasing Methoden, nutzen schon seit langem User, die eine noch bessere Bildqualität sehen wollen, das sogenannte "Downsampling". Beim Downsampling wird das gesamte Bild in der Grafikkarte in einer viel höheren Auflösung gerendert als es am Ende auf dem Monitor angezeigt wird. Es wird also herunterskaliert, ähnlich als ob man sich ein 4K Video auf einem 1080p HD-TV anschauen würde.

Bislang war diese Methode allerdings mit einigen Probleme behaftet, sodass sie nur für Experten interessant war. Abgesehen davon das Downsampling eine leistungsstarke Grafikkarte mit viel Speicher benötigt, der in der Vergangenheit eher nicht zur Verfügung stand, war das Einrichten von Downsampling alles andere als einfach. Denn dazu musste man der Grafikkarte vortäuschen, dass der angeschlossene Monitor eine höhere Auflösung unterstützt und das Bild entsprechend für den Monitor kompatibel herunter skalieren. Die Methode hing also sogar von der genutzten Hardware ab und musste mehr oder weniger an jedem System von Hand eingerichtet werden.

Downsampling sollte man nicht mit Supersampling verwechseln. Der Ansatz ist zwar ähnlich aber beim Downsampling denkt das Spiel selbst, dass die Zielauflösung höher ist und rendert dementsprechend die gesamte Szene für die hohe Auflösung. Beim Supersampling rendert das Game zunächst in der normalen Auflösung, dann wird das Bild durch die Grafikkarte hoch gerechnet und wieder herunter skaliert.  Zu sehen ist das zum Beispiel gut daran, dass das User-Interface beim Downsampling oft gleich mit herunterskaliert wird, beim Supersampling aber nicht.

Der Lohn für die Arbeit ist eine äußerst gute Bildqualität, denn Downsampling wirkt eben anders als viele Antialiasing Methode auf das gesamte Bild inklusive aller Texturen, Transparenzen oder Lichteffekte. Die erreichte Bildqualität beim Downsampling ist damit in der Regel besser als bei üblichen Anti-Aliasing-Methoden.

Nvidia hat im neusten Treiber mit der GeForce GTX 980/970 seine eigene Methode des Downsampling eingeführt und nennt sie "DSR", was für "Dynamic Super Resolution" steht. Im Prinzip arbeitet DSR genauso wie das bekannte Downsampling, aber es ist nun komplett im Treiber eingebaut und hat einen ganz einfachen Ein-Aus-Schalter. Zusätzlich benutzt Nvidia zum herunterskalieren des Bildes einen speziellen einstellbaren Gauss-Filter, der die Bildqualität gegeüber normalen Filtern noch einmal Verbessert und Artefakte verhindert.

DSR arbeitet mit den meisten Spielen einwandfrei, da die Spiele selbst gar nicht merken, das DSR aktiviert ist. Wie gesagt kann das zu kleinen Problemen zum Beispiel bei der Lesbarkeit von Texten oder Steuerelementen führen, weil diese eventuell auf die halbe Größe reduziert werden.

Dynamic Super Resolution wird einfach über das Nvidia Control Panel. Die Einstellung von Hand über den Treiber extrem einfach, denn man gibt im Treiber einfach Faktoren von 1,2 bis 4 frei, die einzeln aktiviert werden können. Bei einer Auflösung von 1080p (1920x1080) bedeutet ein Faktor von 4, dass das Bild horizontal und vertikal mit der zweifache Auflösung also insgesamt der vierfachen und somit in Ulltra-HD/4K (3840x2160) ausgegeben werden kann. Sobald der Faktor aktiviert ist, kann die entsprechende Auflösung in Games oder auch auf dem Windows Desktop einfach aktiviert werden. Man braucht aber nicht gleich zu zu übertreiben, wenn die performance dazu nicht reicht, kann man auch beliebige andere Auflösungen wie zum Beispiel 2560x1440 nutzen und auf dem 1080p Bildschirm ausgeben.

DSR ist prinzipiell kompatibel mit allen GeForce GPUs, funktioniert derzeit aber nur auf der GeForce GTX 9X0 Serie. Zudem soll die Performance auf Maxwell GPUs etwas besser sein. Die einzige echte Voraussetzung für DSR ist aber eigentlich, dass die Grafikkarte genug Rechenleistung und Speicher besitzt um das Bild auch in der hohen Auflösung berechnen zu können.

Natürlich haben wir DSR auch ausgiebig getestet und an vielen Games ausprobiert. Wer sich schon einmal mit Downsampling befasst hat, kennt die Wirkung sicherlich schon. Um es kurz zusagen, das gesamte Bild gewinnt obwohl die Auflösung am Ende die gleich ist, an Detailreichtum und Dynamic. Das fällt insbesondere dort auf, wo viele sehr ?schmale Objekte zu sehen sind, die normalerweise durch das "Raster" fallen, wenn in einer kleinen Auflösung gerendert wird. Das klassische Beispiel hier sind Pflanzen, Äste und andere dünnere sich bewegende Objekte. Diese werden drastisch durch DSR verbessert.

Wie schön DSR wirkt, lässt sich gut anhand von Beispiele demonstrieren. Besonders schön daran ist, dass DSR nicht nur neue Games besser aussehen lässt, sondern insbesondere auch bei älteren Games oder Spielen, die grafisch weniger aufwendig sind deutlich sichtbare Verbesserungen mit sich bringt.

Im Folgenden zeigen wir eine Szene aus dem Spiel Guild Wars 2, in der sich ein kahler Baum ganz leicht im Wind bewegt einmal als Screenshot und zusätzlich als kurze Video Sequenz. Wir haben die Szene einmal ohne DSR in Full-HD und einmal in DSR mit 4K ebenfalls auf Full-HD aufgenommen. Es handelt sich hierbei um ein Capture vom Monitorausgang, also - von der H.264 Kompression abgesehen - genau das was auf dem Monitor zu sehen ist. Ein Capture aus dem Framebuffer eines 4K DSR Bild würde nämlich ein 4K Bild und kein Full-HD Bild ergeben und damit nicht der Ausgabe auf dem Monitor entsprechen.


Screenshot Full-HD ohne DSR

Screenshot Full-HD mit 4K DSR

Das Ergebnis ist verblüffend, denn wo der Baum in der Full-HD Szene deutliche "Lücken" besitzt und Äste teilweise unsichtbar oder unterbrochen sind, sieht er in der DRS Szene schon aus wie "gemalt" und das, obwohl beides in der gleichen Auflösung dargestellt wird. Um das Ganze auch einmal in der Bewegung zu zeigen hier die gleiche Szene noch einmal als Videosequenz. Hie wird der Unterschied noch einmal viel drastischer deutlich, denn nicht nur das die Treppeneffekte verschwinden, auch die Bewegung des Baums wird deutlich verbessert.


Videosequenz Full-HD ohne DSR als normales Full-HD

Videosequenz Full-HD mit 4K DSR auf Full-HD

Wir haben natürlich auch das Ergebnis mit Supersampling und anderen Methoden verglichen. Dabei wird das Bild zwar auch zum Teil deutlich verbessert, aber an die Qualität von DSR kommen diese Methoden hier nicht heran.

DSR muss übrigens nicht immer gleich mit dem Holzhammer arbeiten und in voller 4K-Auflösung rendern. Die Performance in 4K ist nämlich auch mit der GTX 980 in Teilen eher Grenzwertig und gerade für schnelle Aktiongames etwas zu langsam. Aber schon das erhöhen auf die 1440p Auflösung in DSR führt zu einer erheblichen Detailverbesserung in der Grafik. Und die 1440p Auflösung ist für die GeForce GTX 980 in den meisten Games eigentlich kein Problem und führt zu wirklich ansehnlichen Ergebnissen.

Weil DSR auf das gesamte Bild wirkt und die Games die gesamte Szene in der hohen Auflösung rendern wirkt es auch auf Beleuchtungseffekte oder sehr leichte Bewegungen. Im folgenden sehen wir eine weitere Szene aus Crysis 3 in der ein Baum mit dahinter liegender Sonne gezeigt wird, dazu viel sich bewegende Gräser.


Screenshot Full-HD ohne DSR

Screenshot Full-HD mit 4K DSR

Leider ist die Szene so komplex, das Youtube hier mit seinem Kompressionsalgorithmus nicht mehr ganz klar kommt. Wir laden in Kürze daher hier die original Video-Files zum Download hoch.


Videosequenz Full-HD ohne DSR - normales Full-HD


Videosequenz Full-HD mit 4K DSR auf Full-HD

DSR funktioniert übrigens nicht nur mit 1080p sondern auch in 4K, dass heißt bei aktiviertem DSR mit einem 4K Bildschirm können Auflösungen bis zu 7680x4320, also quasi 8K genutzt werden.

 Das schafft derzeit natürlich keine Grafikkarte flüssig, aber wir haben uns nicht nehmen lassen auch in diesem Modus mal ein paar Screenshots zu erstellen. Vorsicht eine Bild ist komprimiert bereits etwa 5 bis 10 Megabyte groß. Ein komprimierter Screenshot war etwa 60 MB.



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