Seite 22: Benchmarks: NVIDIA Adaptive Shading

Mit Sicht auf die neuen GeForce-RTX-Karten dreht sich alles um die Zusatzfunktionen wie DXR und DLSS. Die Turing-Architektur besitzt allerdings auch viele neue Shading-Funktionen, welche weitreichende Optimierungen bieten. Dazu gehört das Variable Rate Shading (VRS). NVIDIA fasst das VRS als NVIDIA Adaptive Shading (NAS) zusammen. Bereits zur Vorstellung der GeForce-RTX-Karten präsentierte NVIDIA Titel Wolfenstein II: The New Colossus mit Vulkan-API mit dieser Technik. Davon soll nun auch die GeForce GTX 1660 Ti profitieren.

Einfach gesagt handelt es sich beim Variable Rate Shading um eine "Kompression" für das Shading. Wir kennen dies bereits von Kompressionsverfahren für Musik (MP3), Bilder (JPG) aber auch in GPU-Architekturen in Form einer Speicherkomprimierung. Normalerweise wird jeder Pixel pro Shading-Vorgang einmal gezeichnet. Bei mehreren Frames pro Sekunde, werden viele Objekte aber immer wieder mehrfach gleich gezeichnet, denn in den seltensten Fällen ändert sich die komplette Szene von Frame zu Frame. Dies macht sich das Variable Rate Shading zu Nutze.

Für das Variable Rate Shading wird der Frame in mehrere Blöcke aufgeteilt. Abhängig vom Inhalt des jeweiligen Frame und der Geschwindigkeit, in der sich Änderungen zum nächsten Frame ergeben, können diese Blöcke unterschiedlich groß sein. Es gibt daher unterschiedliche Methoden des Variable Rate Shading.

Beim Content Adaptive Shading geht es um den Inhalt des jeweiligen Frames. Gleichförmigen Flächen ohne große Unterschiede im 3D-Modell oder der Textur können zusammengefasst werden. Das Motion Adaptive Shading bewertet die Bewegungen und Änderungen von Frame zu Frame. Für Wolfenstein II: The new Colossus wird das Motion Adaptive Shading verwendet. Dabei wird der Umstand genutzt, dass sich bewegende Objekte vom menschlichen Auge mit einer geringeren Auflösung wahrgenommen werden als solche, die stillstehen. Das Motion Adaptive Shading soll keinerlei Unterschiede in der Darstellungsqualität zeigen. In den ersten Sekunden der Demo (siehe Video unten) wird daher zwischen aktiviertem und deaktiviertem Motion Adaptive Shading hin und her geschaltet.

Per Overlay zeigt NVIDIA wo und wie stark das Motion Adaptive Shading aktiv ist. Wo kein Overlay sichtbar ist, ist auch kein Motion Adaptive Shading aktiv. Die Farbe der Blöcke zeigt deren Größe an (siehe erste Präsentationsfolie in dieser News). NVIDIA erwartet durch das Motion Adaptive Shading ein Leistungsplus von etwa 20 Prozent bei Spielen, die bisher mit etwa 60 FPS liefen.


In Wolfenstein II: The New Colossus kann das NVIDIA Adaptive Shading (NAS) als derzeit einzige Umsetzung in einem Spiel aktiviert werden. Es stehen die Presets "Balanciert" (standardmäßig aktiviert), "Spiel-Leistung" und "Qualität" zur Verfügung. Wir haben einige Benchmarks dazu gemacht.

Wolfenstein II: The New Colossus

3.840 x 2.160 Pixel - Extreme

Bilder pro Sekunde
Mehr ist besser

Durch das Einschalten das Adaptive Shading steigt die Leistung im Extremfall mit in den niedrigen Qualitätsstufen für diese Funktion um 6,8 % bzw. 9,4 %. Soll die Darstellungsqualität weitestgehend unberührt bleiben, sprechen wir sogar von nur etwa 2 %.

Gerade im Falle von Wolfenstein II: The New Colossus und den neuen RTX-Karten ist die Leistung sicherlich nicht das größte Problem. Selbst eine GeForce RTX 2070 erreicht bei einer Auflösung von 3.840 x 2.160 Pixel und dem Extreme-Preset ausreichende FPS. Für eine GeForce GTX 1660 Ti kann dies schon ganz anders aussehen. Mit leistungsschwächeren Karten und neuen Spielen mit Vulkan-API könnte das NVIDIA Adaptive Shading einen größeren Einfluss haben.

Hinsichtlich der Bildqualität können wir im Bewegtbild meist keinerlei Unterschiede feststellen. Hier und da lassen sich allerdings einige Artefakte finden, die durch das Adaptive Shading begründet sind und stören können. Im folgenden Beispiel sieht es mit aktivem NAS so aus, als würde eine Flüssigkeit die Wand herunterlaufen oder ein Schatten darauf geworfen werden, was ohne NAS nicht der Fall ist.

Aktivieren lässt sich das Adaptive Shading nur mit Karten auf Basis der Turing-Architektur. Ist eine Grafikkarte mit Pascal-GPU (beispielsweise eine GeForce GTX 1080) verbaut, steht die Option nicht zur Verfügung.