Schärfer als echtes 4K: Diese neue Grafiktechnik sollte jedes Spiel beherrschen!

Forspoken wird das erste Spiel, das AMDs Fidelity FX Super Resolution in der neuesten Version auf einer Konsole verwendet – und hoffentlich nicht das Einzige.

von Chris Werian,
12.06.2022 10:00 Uhr

Pixelig wird der Performance-Modus von Forspoken dank FSR 2.0 aller Voraussicht nach nicht. Pixelig wird der Performance-Modus von Forspoken dank FSR 2.0 aller Voraussicht nach nicht.

Im PC-Bereich ist vor einigen Jahren ein regelrechter Wettkampf um die beste Skalierungstechnik, also eine Methode ein niedrig aufgelöstes Bild in ein größeres umzuwandeln, entbrannt. Nvidia machte mit einer KI-gestützten Methode den Anfang, über ihren Einsatz in der Nachfolgekonsole der Nintendo Switch wird häufig spekuliert. AMD veröffentlichte mit Fidelity FX Super Resolution (FSR) einen konkurrierenden Algorithmus, der hingegen auch mit der Xbox Series X|S und der PS5 genutzt werden kann.

Verwendung fand die Technologie jedoch nur äußerst sporadisch. Auf Nachfrage verwiesen uns Microsoft, Sony und AMD lediglich auf die einzigen zwei öffentlich bestätigten Konsolenspiele: Arcadegeddon und das Remake des Adventure-Klassikers Myst.

Mit FSR 2.0 wird alles besser

Der Grund für die geringe Anzahl an Implementierungen könnte direkt mit der mangelhaften Bildqualität der ersten Version von FSR zusammenhängen. Diese war arg unscharf, feine Details gehen in einem Wust aus Artefakten unter. Mit dem nun veröffentlichten FSR 2.0 gehören solche Nachteile jedoch der Vergangenheit an.

Wie Hardware Unboxed in einem Vergleich zeigt, ist der Fortschritt in Deathloop immens:

FSR 1.0 FSR 1.0
FSR 2.0 FSR 2.0

Die erste Version von FSR war selbst in der höchsten Stufe unscharf und voller Bildfehler, die neue Version gibt in Deathloop sogar eine besser Figur als das native 4K-Bild ab. (Bildquelle: Hardware Unboxed / Youtube)

Aber auch den Vergleich zum nativen 4K-Rendering muss FSR 2.0 nicht scheuen. Die Bildschärfe bleibt erhalten, kleinste Details werden scharf abgebildet. Teilweise sogar besser als mit echten 4K, wie TechPowerUp im Farming Simulator 22 zeigt:

4K nativ 4K nativ
FSR 2.0 FSR 2.0

In Bewegung flimmert der Farming Simulator 22 stark, mit FSR 2.0 wird dieser Effekt hingegen eliminiert, gleichzeitig steigt die Bildschärfe und feine Details, wie das Laub an Bäumen, wird viel besser ausdefiniert. (Bildquelle: TechPowerUp)

Wie kann das sein? Um Treppchen an schrägen Polygonkanten entgegenzuwirken, wird bei einem Großteil aller Spiele eine Form der Kantenglättung verwendet. Bei modernen Titeln handelt es sich dabei meist um eine Lösung, die Informationen aus vorher gerenderten Frames einbringt. Da die Datengrundlage jedoch äußerst klein ist, werden Kanten sehr weich dargestellt.

Der Algorithmus von FSR 2.0 funktioniert ähnlich, kann allerdings auf ein komplexes Geflecht aus Farb-, Tiefen- und Bewegungsinformationen zurückgreifen, um ein viel besseres Ergebnis zu erzielen.

Skalierung gibt Unmengen an Ressourcen frei

Der Grundgedanke von FSR 2.0 beruht vorrangig darauf, Rechenlast zu minimieren, indem ein Spiel in einer niedrigen Auflösung gerendert und dann verlustfrei hochskaliert wird. Da dabei im gleichen Atemzug Kanten geglättet werden, wird sogar ein aufwendiger Zwischenschritt umgangen.

Freigewordene Ressourcen können dann für bessere Effekte oder eine höhere Framerate genutzt werden. Auch Ray-Tracing ist somit für viele Spiele greifbarer, da die präzise Lichtstrahlenberechnung in niedrigeren Auflösungen leichter umgesetzt werden kann.

Trotz aktiviertem Ray-Tracing erreichte Deathloop mit FSR 2.0 fast 50 Prozent höhere fps-Werte bei weitgehend besserer Bildqualität im Vergleich zu nativem 4K. (Bildquelle: Hardware Unboxed) Trotz aktiviertem Ray-Tracing erreichte Deathloop mit FSR 2.0 fast 50 Prozent höhere fps-Werte bei weitgehend besserer Bildqualität im Vergleich zu nativem 4K. (Bildquelle: Hardware Unboxed)

Hardware Unboxed stellte bei Tests in Deathloop einen Leistungszuwachs von fast 50 Prozent bei einer Zielauflösung von 4K fest. In 1440p beziehungsweise 1080p sank der Performance-Vorteil, für uns Konsolenspieler*innen wäre eine Zielauflösung von 4K aber ohnehin deutlich interessanter.

Auf der PS5 und der Xbox Series X werden grundsätzlich alle Spiele in 4K berechnet, auf der Xbox Series S in 1440p, auch wenn dafür Skalierungsverfahren notwendig sind. Die interne Auflösung ist dabei völlig unabhängig von eurer Systemeinstellung!

FSR 2.0 würde perfekt in die derzeitige Spielelandschaft passen

Bislang wird die angestrebte 4K-Auflösung in aufwendigen Spielen wenn überhaupt mit einer Limitierung auf 30 fps erreicht. In Performance-Modi wird zumeist auf 1440p zurückgegriffen, was für den Einsatz von FSR 2.0 schlicht und ergreifend optimal ist, denn die höchste Qualitätsstufe des Skalierungsverfahrens setzt genau dort an. 

Wir erhielten also ungefähr die Bildwiederholrate von aktuellen Performance-Modi, allerdings bei einer Bildschärfe, die teilweise sogar echtes 4K übersteigt oder knapp darunter liegt. Selbst dynamische Auflösungen, wie sie immer häufiger in Konsolenspielen eingesetzt werden, würden keine Hürde für FSR 2.0 darstellen, da der Algorithmus damit umgehen kann.

Noch nicht einhundertprozentig perfekt

Wie gut FSR 2.0 arbeitet, ist sehr von der dargestellten Szene abhängig. Passt der gerenderte Frame gut zum Skalierungs-Algorithmus, erhalten wir eine gestochen scharfe Bildausgabe, fehlen ihm die notwendige Daten, wird das ausgegebene Bild verwaschen. Außerdem hat FSR 2.0 noch mit feingliedrigen, teilweise transparenten Objekten, wie Gittern, und Partikeln zu kämpfen.

So neigt FSR 2.0 in der PC-Version von God of War dazu, einige Wassereffekte zu verschlucken:

FSR 2.0 Mit FSR 2.0 büßen Nebeleffekte an Details ein, außerdem verliert der Wasserstrom seinen Glanz. (Bildquelle: Testing Games / Youtube)

natives 4K Beim nativen Render wird der kleine Wasserfall viel schärfer abgebildet, kleinste Ströme sind zu erkennen. (Bildquelle: Testing Games / Youtube)

Ohnehin fällt FSR 2.0 in Sonys Action-Meilenstein ein Stückchen hinter das native 4K-Bild zurück, da die ursprüngliche Kantenglättung des Titels exzellente Ergebnisse liefert. Der Leistungsschub ist mit einer ein Drittel höheren Framerate aber dennoch spürbar und darum soll es letztendlich ja auch gehen - eine bessere Spielbarkeit mit nur minimalen Einbußen einer niedrigeren Auflösung.

Wann kommen endlich die ersten Spiele?

Chris Werian
@DrChrisRespect

Meine Nachfragen, welche Spiele und Studios FSR 2.0 in der Zukunft verwenden werden, blieben von Sony, Microsoft und AMD leider unbeantwortet. Dieses Mal aber wohl aus dem Grund, dass FSR 2.0 erst nach und nach in Entwicklungs-Tools integriert wird. Mit Forspoken ist immerhin ein Titel angekündigt, der FSR 2.0 nutzen wird, und mit der PC-Version von God of War konnte Sony erst kürzlich erste Berührungspunkte sammeln.

Ich hoffe seit der Ankündigung der PS5 und der Xbox Series X, dass Skalierungstechniken mehr Verbreitung finden, da der Gewinn an Bildqualität enorm ist und gleichzeitig die Spielbarkeit in höheren Framerates steigt. Es hat sich vorab und schlussendlich auch in den ersten Spielen abgezeichnet, dass 4K bei 60 fps in vielen Spielen eine Traumvorstellung bleibt. Zumal Ray-Tracing für seinen Ressourcenhunger berüchtigt ist.

Für mich persönlich war Control dahingehend ein absolutes Erweckungserlebnis. Mein damaliger (High-End)-PC hat es gerade so geschafft, 45 fps bei aktiviertem Ray-Tracing aus dem Mystery-Shooter zu pressen. Dank Nvidias Skalierungsverfahren konnte ich jedoch mit stabilen 60 Bildern pro Sekunde spielen, wodurch Control zu einem wahren Augenschmaus wurde. FSR 2.0 bietet dasselbe Potenzial, weshalb ich nur allzu gern viele Titel mit der Technik auf den Konsolen erleben würde.

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