af Thursday den 27 May 2004 kl. 15:09 [ Grafikkort ]Nye grafikkort fra ATi og Nvidia er på vej og forventes hos danske forhandlere om få dage eller uger. Det kan dog være svært at beslutte sig for, hvilket grafikkort, som virker bedst, idet flere faktorer end blot billedraten i aktuelle 3D-spil samt effektforbrug og støjniveau kan spille ind. I denne artikel ser vi nærmere på betydningsfulde forskelle mht. billedkvalitet på ATi Radeon X800-serien (R420) og Nvidia GeForce 6800-serien (NV40).
1.0 INDLEDNING
Overvejer man at ofre måske kr. 5.000,00 på et nyt Radeon X800XT Platinum Edition eller Nvidia GeForce 6800 Ultra grafikkort, så er der mange tanker, man kan gøre sig. Dels ønsker mange sikkert, at grafikkortet 1) ikke bliver hurtigt forældet, 2) besidder høj billedrate i aktuelle 3D-spil samt 3) har lavt effektforbrug og støjniveau.
Mht. effektforbrug er der imidlertid sket det, at Nvidia officielt har udtalt, at ønsker man ikke stor overclockning af grafikkortet, så vil GeForce 6800 Ultra kun kræve ét strømstik samt en strømforsyning på blot 350 watt:
"The card, as Nvidia's own Jen Hsun [=Nvidias øverste leder, red.] said, needs only one power plug if you don't want to overclock and 350W should be enough he told to its investors. 480W requirements are only meant for overclockers he said."
Kilde: http://www.theinquirer.net/?article=16101
Grundlaget for at kritisere GeForce 6800 Ultra for at kræve kraftigere strømforsyning og dobbelt så mange strømstik som Radeon X800XT er således smuldret, selv om GeForce 6800 Ultra naturligvis stadig bruger ca. 25 watt mere end X800XT ved maksimal belastning. Konklusionen er dog, at det næppe er specielt relevant at kritisere GeForce 6800 Ultra mht. strømforsynings-krav og brug af to strømstik.
Endvidere tyder alt på, at både Radeon X800XT og GeForce 6800 Ultra vil udkomme med særligt støjsvage kølesystemer (under 30 dBA), såfremt man køber grafikkort fra velvalgt producent, hvilket vi har været inde på i denne artikel:
http://www.hardwaretidende.dk/hard/artikel/04/05/17/0316793
Der er således ikke nødvendigvis grund til at lade støjniveau eller effektforbrug afgøre, hvilket grafikkort, som man vælger.
Ydelse, dvs. opnået billedrate i diverse aktuelle 3D-spil, er et andet parameter, som mange formodentlig vælger ud fra. Og her tyder meget på, at Radeon X800XT generelt er 5 - 13 % hurtigere end GeForce 6800 Ultra (med og uden FSAA og ANI i 1600x1200 eller 1280x1024), jf. disse artikler:
http://www.hardwaretidende.dk/hard/artikel/04/05/05/1323191
http://www.hardwaretidende.dk/hard/artikel/04/05/06/6335728
Men ydelse er ikke alt, eftersom billedkvaliteten bestemt er mindst lige så afgørende for spiloplevelsen, så derfor vil vi i denne artikel se nærmere på betydningsfulde områder, hvor ATi X800 og Nvidia 6800 ser ud til at adskille sig.
2.0 BILLEDKVALITET
Både Nvidia og ATi er blevet kritiseret for uheldige optimeringer (primært trilineær vs. brilineær), men disse er ikke genstand for denne artikel. Dvs., der er forskel på, hvorledes ATi og Nvidia implementerer kantudglatning, anisotropisk filtrering og trilineær filtrering, men generelt er disse forskelle nærmest umulige at se, når f.eks. et populært 3D-spil afvikles i høj billedrate. Så denne artikel handler ikke om de forskelle i billedkvalitet på ATi og Nvidia grafikkort, som kun de færreste lægger mærke til, men derimod om forskelle, der er så markante, at de straks kan ses med det blotte øje. Med andre ord handler denne artikel om områder, hvor ATi X800 og Nvidia 6800 adskiller sig i særlig grad mht. billedkvalitet; så resten af denne artikel er fokuseret på betydningen af ATis "3Dc" komprimering af normal maps (som er en særlig avanceret form for bump mapping) og Nvidias Shader Model 3.0. Vi vil således fokusere på, hvilke særligt alvorlige konsekvenser for billedkvaliteten i 3D-spil, som valg af X800 eller 6800 kan forventes at medføre.
2.1 FORSKELLE PÅ DIRECTX-SPECIFIKATIONER
Flere steder kan man læse, at X800-serien blot virker som et overclocket R300-grafikkort (R300 var navnet på den chip, der blev anvendt i ATi Radeon 9500 og 9700 (Pro) grafikkort). Selv Nvidia er inde på dette aspekt i et hemmeligt dokument (som dog ikke er specielt hemmeligt længere):
Kilde: http://www.elitebastards.com/page.php?pageid=4929&head=1&comments=1
Da understøttelse af avancerede DirectX9-egenskaber kan have stor betydning for billedkvaliteten i diverse særligt avancerede 3D-spil vil vi starte med at se nærmere på, hvorvidt det er korrekt, at X800 blot er gode gamle Radeon 9700 Pro på steroider.
The Tech Report har netop interviewet David Nalasco, som er "Technology Marketing Manager" hos ATi. Vi bringer nedenstående et uddrag fra dette interview, som netop omhandler, hvor Radeon X800 adskiller sig fra Radeon 9700/9800-serierne mht. DirectX-specificationer:
"TR: Tell us about Shader Model 2.0b. This spec was created to expose the new abilities of the Radeon X800 series, right?
Nalasco: Yeah. As you probably know, in DirectX 9 there's different shader models. There's a Shader Model 2 and a Shader Model 3 that are part of DirectX 9. There's also a 2.x kind of generic shader model which allows you to specify through caps bits, one by one, you can support a set of instructions that your particular hardware supports that are in between the 2.0 and 3.0 feature sets... the 2.a and 2.b are basically shader profiles that you can use when you're compiling HLSL shader code... 2.b was designed to reflect the hardware capabilities, specifically, of the X800 series... The main improvements in 2.b versus 2.0 are increased instruction counts. As I said, we increased it from 160 instructions in the 9800 which supports 2.0 to 1,536 instructions in 2.b... [In 2.0b] You can have up to 512 arithmetic instructions, 512 texture instructions, and also those 512 arithmetic instructions can be divided up into both scalar and vector instructions, so you can have 512 scalar and 512 vector instructions, whereas in 2.0 it was limited to a total of 96 instructions for the vector and scalar and 32 for the texture instructions. Another thing that was added was a facing register that allows you to determine which direction a given polygon that you're rendering is facing... I guess those are the main improvements in 2.b versus 2.0. Oh, sorry, the other was increasing the temp registers. We increased the number of temporary registers we support from 12 to 32—12 in 2.0 and 32 in 2.0b."
Kilde: http://techreport.com/etc/2004q2/nalasco/index.x?pg=1
Allerede her er det klart, at Radeon X800 bestemt er meget mere end blot en overclocket version af Radeon 9700 Pro eller Radeon 9800XT. Tom's Hardware har tidligere publiceret et skema, der dækker flere forskelle på Shader Model 2.0, 2.0A, 2.0B og 3.0:
Kilde: http://www4.tomshardware.com/graphic/20040414/index.html
Shader Model 2.0 er højeste niveau for Radeon 9800XT (R360), 2.0A er højeste niveau for GeForce FX 5950 Ultra (NV38), 2.0B er højeste niveau for Radeon X800XT (R420), mens 3.0 er højeste niveau for GeForce 6800 Ultra (NV40). Mht. egenskaber, så minder X800 således meget mere om NV38 end om R300-R360. Radeon X800XT er derfor meget mere end blot en turbo-version af Radeon 9700 Pro, men understøtter dog langt færre avancerede egenskaber end GeForce 6800 Ultra. At X800-serien ikke understøtter Shader Model 3.0 kan blive et problem, såfremt flere spil kommer til at understøtte Shader Model 3.0. Allerede nu ser det ud til, at disse spil vil få implementeret understøttelse af Shader Model 3.0:
FarCry
Painkiller
Everquest II
STALKER: Shadow of Chernobyl
Splinter Cell X
Madden 2005
Tiger Woods 2005
Lord of the Rings: Battle for Middle-Earth
Vampire: Bloodlines
Driver 3
Grafan
Kilde: http://www.pcper.com/article.php?aid=34&type=expert
Imidlertid findes der ikke mange billeder fra 3D-spil, der dokumenterer, at Shader Model 3.0 vil medføre nogen stor revolution mht. billedkvalitet ifht. Shader Model 2.0/A/B; men lidt er der dog dukket frem mht. Far Cry, hvilket vi vil se nærmere på i det følgende afsnit:
2.2 FORSKEL PÅ SHADER MODEL 2.0 OG 3.0 I AKTUELLE SPIL
Både ATi og Nvidia er begyndt at udgive specielle realtime software-præsentationer af deres produkter, og man kan naturligvis nemt lade sig tryllebinde af de fantastisk effekter, som er basis for Nvidias "Shader Model 3.0"-baserede Nalu-præsentation:
Nalu-havfruen (eller sirenen...), hvor håret alene skulle være udgjort af 170.000 polygoner
Desværre findes der ikke mange gode 3D-spil, der kun består af en figur og stort set ingen omgivelser, hvorfor Nalu næppe er at regne for mere end en avanceret screen-saver og reelt intet er værd, såfremt man ønsker at vide mere om spil baseret på Shader Model 3.0. Mere interessant er dog disse billeder fra Far Cry, som understøtter egenskaber ved Shader Model 3.0:
Far Cry med Shader Model 3.0 effekter via GeForce 6800 Ultra; dvs. bemærk skyggen af palmerne på standen
Det er uvist, hvorvidt tilsvarende effekter vil kunne opnåes med Radeon X800XT; endvidere kunne man forestille sig, at Far Cry, som er en del af "Nvidia - The Way It's Meant To Be Played"-kampagne ville kunne opnå tilsvarende skygge-effekter via Shader Model 2.0, men at patchen kun vil aktivere disse, såfremt Shader Model 3.0 er fuldt understøttet (hvorved Far Cry ville favorisere og blive argument for GeForce 6800 Ultra). Det hidtil mest overbevisende argument for betydningen af Shader Model 3.0 er vel denne sammenligning fra HardOCP:
Kilde: http://www.hardocp.com/article.html?art=NjA5
Billedet er ikke helt ensartet (to forskellige statuer), men indikerer alligevel, at der er stor forskel på overfladerendering med Shader Model 2.0 og 3.0. Mens Shader Model 2.0 får figurens overflade til at ligne smeltet plastik, så minder den "Shader Model 3.0"-renderede overflade langt mere om sten. Flere steder i Fr Cry gælder, at det er vanskeligt at se markant forskel på Shader Model 2.0 og 3.0:
Kilde: http://www.hardocp.com/article.html?art=NjA5
Ovenstående billede er atter ikke taget samme sted, men indikerer, at der her ikke er markant forskel på Shader Model 2.0 og 3.0. ATi har endvidere tidligere forsvaret sig med disse ord:
""It's pretty much impossible to make a sm3.0 game look noticeably different to a sm2.0 game, which is why Nvidia was comparing the 2.0/3.0 path with a 1.1 path." A CryTek representative responded on this matter with this answer: "Was Nvidia showing SM3.0 vs. SM2.0 or SM1.1?" He replied to his own question by saying that Nvidia was showing 3.0/2.0 vs. 1.1."
Kilde: http://www.theinquirer.net/?article=15502
Imidlertid tyder resultaterne fra HardOCP mht. de to stenstatuer på, at Shader Model 3.0 kan komme til at se meget flottere ud end 2.0. En faldgrube kan dog være, at der reelt stort set ingen Shader Model 2.0-effekter er i Far Cry, hvilket vi tidligere har været inde på, men vel godt kan gentage her:
"After further analysis with Far Cry, it turns out the game isn’t quite the technological tour de force we suggested... In fact, from what we can tell, Far Cry mainly uses 1.1 shaders to achieve the jaw-dropping visuals we discussed in the intro. In laymen’s terms, this means that NVIDIA’s three-year old GeForce3 GPU is capable of reproducing most of Far Cry’s brilliant eye candy, although at a significantly reduced frame rate... It turns out that Far Cry uses 1.1 shaders for rendering water, even in ultra high quality mode, which renders even more reflections on the water than the other modes"
Kilde: http://www.firingsquad.com/hardware/far_cry_nvidia/
Dette kan indikere, at stort set hele Far Cry er baseret på Shader Model 1.1, hvorfor det reelle spørgsmål må være, hvorvidt "SM3.0"-stenfiguren på billedet fra HardOCP reelt kræver Shader Model 3.0, eller måske i virkeligheden er baseret på Shader Model 2.0+, mens "SM2.0"-stenfiguren måske reelt er baseret på Shader Model 1.1. Dette får vi næppe afklaret, før ny patch udkommer til Far Cry. Konklusionen må indtil videre være, at vælger man GeForce 6800 Ultra, så burde man være sikret fantastisk flot grafik i Far Cry, mens det aktuelt er uvist, hvorvidt valg af X800XT vil medføre tilsvarende flot grafik i dette spil. Flere spil er også på vej, som nævnt i forrige afsnit, men vi har ikke kunnet opstøve flere beviser på særlige Shader Model 3.0-effekter.
Everquest 2 - er Shader Model 2.0 nok til at producere dette billede?
ATi er trods mangel på Shader Model 3.0 langt fra fortabt, hvilket skyldes understøttelse af 3Dc komprimeringsteknologi, som vi ser nærmere på i næste afsnit:
2.3 BETYDNING AF 3Dc KOMPRIMERINGSTEKNOLOGI
Vi kan her starte med et billede fra ATi's Ruby-præsentation, som netop understøtter 3Dc-komprimeringsteknologi (men som derudover hverken er mere eller mindre interessant end Nvidias Nalu-præsentation):
Pigen ved navn Ruby anvender normal mapping, som også anvendes i Doom3, Far Cry, Half-Life 2 mm.
Flere ejere af ATi Radeon 9500-9800 grafikkort har måske undret sig over, at de ikke har kunnet afvikle Ruby-præsentationen. Tidligere kunne ejere af Radeon 9500-9700 nemlig fint afvikle diverse præsentationer i forbindelse med lancering af Radeon 9600-9800, men selv ikke ejere af 9800XT kan afvikle Ruby-præsentationen. Dette skyldes primært, at uden 3Dc komprimeringsunderstøttelse, så kræver Ruby-præsentationen meget mere end 256MB ram på grafikkortet - men med 3DC komprimeringsteknologi (som komprimerer med op til en faktor 4), så virker Ruby-præsentationen fint med 256MB:
"The demo occupies about 249MB of video memory and uses the new 3Dc compression technique. Without 3Dc support the VRAM budget would go up dramatically and no hardware could store the whole thing in local vid mem. I do not think that the code currently attempts to cope in the absence of 3Dc."
Kilde: http://www.elitebastards.com/page.php?pageid=4641&head=1&comments=1
Der er dog kommet en "Ruby-wrapper", så denne demo kan afvikles på ældre grafikkort, men kvaliteten er milevidt fra afvikling på ægte X800-grafikkort. Men nuvel, Ruby-præsentationen er principielt ligegyldig mht. estimering af 3Dc-effekt på kommende 3D-spil. Lad os derfor se lidt nærmere på konkret bevismateriale, så som Serious Sam 2 (den rigtige 2'er, ikke "The Second Encounter"), som netop understøtter 3Dc:
Serious Sam 2 - til venstre uden 3Dc og til højre med 3Dc - sammenlign arme, hals osv.
Her er endnu et billede med 3Dc aktiveret:
3Dc muliggør langt højere detaljeniveau end uden 3Dc
Set fra en anden vinkel, så diverse resultater med og uden 3Dc således ud:
Til venstre er 3Dc aktiveret, men ikke til højre
Zoomer vi ind på ovenstående billede omkring nakken ses:
Forskellen ser ud til at svare nogenlunde til en faktor 4 i detaljeniveau
I Serious Sam 2 er der således en meget stor forskel på at anvende 3Dc eller ej; se evt. også denne videofilm fra Serious Sam 2 (118MB):
http://files.seriouszone.com/download.php?fileid=867
Half-Life 2 vil også understøtte 3Dc, men desværre findes der stort set ingen billeder af, hvorledes 3Dc vil påvirke Half-Life 2. Vi har dog lokaliseret 2 billeder, med og uden 3Dc; men desværre er billederne taget fra en Half-Life 2 præsentationsfilm, hvilket betød, at billedet med 3Dc blev utydeligt (grundet film i bevægelse), mens billedet uden 3Dc blev taget, hvor filmen ikke var i bevægelse. Dette betyder, at billedet med 3Dc er uskarpt, mens billedet uden 3Dc er skarpt - men lad ikke dette snyde til at tro, at 3Dc medfører uskarpe billeder - i stedet er der helt bestemte elementer, som vi faktisk kan se på disse billeder fra Half-Life 2:
Half-Life 2 med 3Dc
Kilde: http://www.neoseeker.com/Articles/Hardware/Reviews/r420preview/
Selv om ovenstående billede desværre er uskarpt, som prøv at lægge mærke til vandoverfladen (der er en lille sø midt på billedet, som rumvæsnet står i, og som bålet i baggrunden afspejles i). Prøv nu at se, hvad der sker, når 3Dc deaktiveres:
Half-Life 2 uden 3Dc
Kilde: http://www.neoseeker.com/Articles/Hardware/Reviews/r420preview/
Vandet mister nu alt sit liv og virker langt mindre realistisk. Disse billeder indikerer således, at der vil være markant forskel på spiloplevelse i Half-Life 2 med og uden 3Dc. Flere spil er endvidere på vej, som understøtter 3Dc - såsom:
Darksector (Digital Extremes)
Half-Life 2 (Valve)
Kommende spil fra Ritual
Kommende spil fra Pseudo Interactive
Pirates (Firaxis)
Serious Sam 2 (Croteam)
Tribes Vengeance (Irrational Games)
Kilde: http://www.firingsquad.com/hardware/ati_radeon_x800/default.asp
Doom3 og Far Cry anvender også normal mapping på omfattende måde, men det er indtil videre uvist, hvorvidt disse spil også vil drage fordel af 3Dc. Interesserede i mere tekniske specifikationer kan læse mere om 3Dc her:
http://www.ati.com/products/radeonx800/3DcWhitePaper.pdf
3.0 KONKLUSION OG AFSLUTTENDE BEMÆRKNINGER
At vælge grafikkort er ikke nødvendigvis blevet nemmere efter udgivelse af Radeon X800 og GeForce 6800. Vælger man GeForce 6800, så må man leve med reduceret billedkvalitet grundet manglende 3Dc komprimeringsteknologi i særligt vigtige spil som Half-Life 2 og Serious Sam 2; men vælger man derimod Radeon X800, så mistes fuld understøttelse af Shader Model 3.0, hvorved særligt vigtige spil som Far Cry og STALKER: Shadows of Chernobyl muligvis vil få forringet billedkvaliteten markant. Der er således fordele og ulemper ved både Radeon X800-serien og GeForce 6800-serien, og vi søger med denne artikel ikke at kåre en vinder, men i stedet blot at gøre vore læsere opmærksomme på disse aspekter, så ens beslutningsgrundlag og købsargumenter kan være så velunderbyggede som muligt.