F1 2021 mit Raytracing-Effekten im Test

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f1-2021Nachdem DIRT5 von Codemasters einige Raytracing-Effekte erhalten hat, bekommt diese auch die Neuauflage des offiziellen F1-Rennspiels F1 2021 spendiert. Außerdem unterstützt, wird in eingeschränkter Form das DLSS mit den Alternativen des Upscalings und Nachschärfens über FidelityFX von AMD. Wie sich die Effekte auf die Darstellungsqualität auswirken und welche Hardware noch in der Lage ist, ausreichende FPS zu liefern, all das schauen wir uns auf den kommenden Seiten an.

Rennspiele, ob nun mit Arcade- oder Simulationsanspruch, haben zumeist das Ziel, aus optischer Sicht möglichst realistisch zu sein. Da das menschliche Auge weiß, wie die Rennwagen und deren Umgebung in der Realität aussehen, liegt die Latte daher hier häufig besonders hoch. 

F1 2021 verwendet die EGO-Engine 4.0, die im Vergleich zur Version in F1 2020 in einige Details verbessert wurde, die vor allem aber einige Raytracing-Effekte spendiert bekommen hat. Auf die Unterschiede in der Darstellung gehen wir dann gleich ein. Außerdem unterstützt F1 2021 ein rudimentäres DLSS (an/aus, keine Profile) sowie die AMD-Techniken FidelityFX Upscaling und FidelityFX Sharpening. 

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Das Grafikmenü von F1 2021 bietet zahlreiche Möglichkeiten. Die meisten Spieler werden sich auf die Auswahl der Presets beschränken. Diese liegen in Schritten von Ultraniedrig, Niedrig, Mittel, Hoch bis Ultrahoch vor. Auf die Unterschiede in der Darstellung sowie Leistung gehen wir ebenfalls noch ein. In den Details zu den Presets kann der Spieler dann für die einzelnen Effekte eigene Einstellungen machen. Bei der Umgebungsverdeckung wird für Grafikkarten mit NVIDIA-GPU zwischen HBAO+ und für Karten mit AMD-GPU zwischen ASSAO unterschieden. Das ASSAO läuft aber ebenso auf GeForce-Karten.

Erstmals halten Raytracing-Effekte Einzug in das offizielle F1-Spiel. Neben per Raytracing berechneten Reflexionen gibt es auch eine Berechnung der Schatten über die Strahlenverfolgung. Die Raytracing-Effekte stehen für alle GeForce-RTX- und Radeon-RX-6000-Karten zur Verfügung. Auch hier werfen wir einen Blick auf unterschiedliche Darstellung und Auswirkungen auf die Leistung.

Neben der Auswahl der Auflösung und der Presets ist es vor allem möglich, eine bestimmte FPS-Vorgabe zu machen bzw. die FPS auf einen Wert zu limitieren. Die 30, 40, 60, 120 oder 144 FPS werden also entweder von der Hardware direkt erreicht oder aber über eine dynamische Auflösung versucht das Spiel diese FPS einzuhalten. Eine Mindestauflösung kann ebenso festgelegt werden.

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Zwischen Niedrig und Ultraniedrig fallen vor allem die Texturen mit weniger Details auf. Außerdem werden die Schatten nur rudimentär dargestellt. Zwischen Niedrig und Mittel werden die Schatten noch etwas detaillierter, vor allem aber kommt am Streckenrand etwas Vegetation hinzu und in der Ferne wird volumetrischer Nebel dargestellt, was die "Distanz" etwas greifbarer macht. Von Mittel zu Hoch werden die Schatten dann nicht einmal mehr nur unabhängig von der Distanz zur Lichtquelle mit harten Kanten dargestellt, sondern es werden weiche Schatten hinzugefügt. Mit dem Ultrahoch-Preset hinzugefügt werden dann die Raytracing-Reflexionen und Schatten.

Die Auswirkungen der Presets auf die Leistung sehen wie folgt aus:

F1 2021

3.840 x 2.160 Pixel (Ultrahoch)

Bilder pro Sekunde
Mehr ist besser

Die Presets skalieren sowohl bei AMD als auch bei NVIDIA fast linear. Abhängig von der gewünschten Auflösung und den erforderlichen FPS kann der Spieler hier schnell und relativ einfach die Einstellungen umstellen, ohne dabei jede einzelne Funktion kennen und ausprobieren zu müssen.

Einen gesonderten Blick wollen wir auch die Raytracing-Effekte werfen:

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Besonders auf den Rennboliden und den Reifen sind die Reflexionen zu erkennen. Diese werden aber auch nur in der Hälfte oder einem Viertel der Originalauflösung berechnet, was je nachdem wie nahe man an den Reflexionen dran ist, deutlich sichtbar ist. Die Reflexionen in den Spiegeln scheinen weiterhin Screen Space Reflections zu verwenden – zumindest konnten wir hier keinerlei Effekte eines Echtzeit-Raytracings entdecken.

Die Berechnung der Schatten zeigt sich vor allen in der Darstellung der Umgebung. Hier werden viele Elemente ohne ein Raytracing einfach als beleuchtet dargestellt, obwohl sie sich eigentlich im Schatten befinden bzw. darauf ein Schatten geworfen werden sollte. Auf der anderen Seite gibt es auch Bereiche auf den Fahrzeugen, die eigentlich durch einen Schatten keine direkte Beleuchtung erhalten sollten. Auch dieser werden per Raytracing realistischer berechnet. Alle Screenshots könnt ihr hier in voller Auflösung herunterladen.

Die Auswirkungen auf die FPS schauen wir uns dann in den Benchmarks an. Zunächst einmal werfen wir noch einen Blick auf die Umsetzung des DLSS und FidelityFX Upscaling/Sharpening:

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F1 2021 bietet keinerlei DLSS-Profile sondern wendet offenbar nur ein einziges und damit festgelegtes Profil an. Anhand des Leistungsplus und der Darstellung würden wir von "Qualität" ausgehen. Die Darstellungsqualität bzw. die Schärfe leidet durch das DLSS spürbar.

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In alle Bildvergleichen mit DLSS gehen Details verloren und das gesamte Bild verliert an Schärfe. Für F1 2021 wurde aber durch die Wahl des Presets offenbar auch ein größerer Fokus auf die Leistung und weniger auf die Bildqualität gelegt. Dies zeigt sich auch in den Benchmarks:

F1 2021

3.840 x 2.160 Pixel (Ultrahoch)

Bilder pro Sekunde
Mehr ist besser

Durch das Zuschalten der Raytraing-Effekte fallen die FPS. DLSS stellt eben diese FPS wieder her und wer auf die Raytracing-Effekte verzichtet, bekommt dieses Leistungsplus noch on top.

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Das FidelityFX Upscaling ist eigentlich nicht zu empfehlen oder nur dann, wenn extrem leistungsschwache Hardware zum Einsatz kommt. Die FPS steigen zwar stark an, die Darstellungsqualität leidet aber spürbar.

Das FidelityFX Sharpening kann dem Bild ein deutliches Plus an Schärfe hinzufügen. Hier hat man dann aber nicht mehr den Vorteil des Leistungsplus.

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Durch das FidelityFX Sharpening gewinnt das Bild an Schärfe, allerdings tritt auch ein Flimmern häufiger auf. Je niedriger die Auflösung, desto häufiger tritt das Flimmern auf und das Bild wird unruhig. Im Grund ist das FidelityFX Sharpening nur für höhere Auflösungen zu empfehlen.

Grafikkarten-Benchmarks

Kommen wir nun zu den Grafikkarten-Benchmarks. Wir haben hier unser Grafikkarten-Testsytem mit Intel Core i9-10900K, MSI MAG Z490 Tomahawk und 2x 16 GB DDR4-3600 verwendet. An Grafikkarten zum Einsatz gekommen sind:

Als Treiber haben wir den GeForce 471.11 und Radeon Software 21.7.1 verwendet.

F1 2021

1.920 x 1.080 Pixel Ultrahoch

Bilder pro Sekunde
Mehr ist besser

F1 2021

2.560 x 1.440 Pixel Ultrahoch

Bilder pro Sekunde
Mehr ist besser

F1 2021

3.840 x 2.160 Pixel Ultrahoch

Bilder pro Sekunde
Mehr ist besser

Wie die Benchmarks im höchsten Preset mit und ohne die Raytracing-Effekte zeigen, kommen die Radeon-Karten sehr gut mit diesem Titel klar und sind teilweise schneller, als ihre GeForce-Gegenstücke. Allerdings zeigen die 99th-Percentile hin und wieder, dass die Radeon-Karten nicht die konstantesten Frametimes haben. Da wir uns auf einem hohen FPS-Niveau bewegen, fällt dieser Umstand nicht immer direkt auf. Auch mit den Raytracing-Effekten müssen sich die Karten von AMD nicht vor der Konkurrenz verstecken, was eher untypisch ist, denn bisher zeigten sich die GeForce-RTX-Karten durchweg mit der besseren Raytracing-Rohleistung.

Finale Einschätzung

F1 2021 macht gegenüber seinem Vorgänger vor allem durch das Raytracing einen großen Sprung. Mit den für TV-Übertragungen üblichen Einblendungen war aber auch der Vorgänger schon in der Lage, den Betrachter zu täuschen, ob es sich nun um ein echtes Fernsehbild oder ein Rendering handelt. Mit F1 2021 dauert es nun unter Umständen etwas länger, bis man dies erkennen kann. Diese Einschätzung der grafischen Darstellung trifft allerdings nur auf die Rennwagen und die Rennstrecken zu. Sobald Charaktermodelle in den Cutscenes oder Nahaufnahmen der Marshals und des Publikums hinzukommen, lässt sich das menschliche Auge nicht mehr täuschen.

Ohne die Raytracing-Effekte stellen selbst eine Radeon RX Vega 64 oder GeForce GTX 1660 Ti in 1080p ausreichende FPS dar. Die Effekte lassen sich mangels Hardwareunterstützung aber ohnehin nicht hinzuschalten. Für 1440p müssen dann für 120 Hz und mehr ein paar Qualitätsstufen angepasst werden, aber insgesamt präsentiert sich F1 2021 sehr genügsam und sieht, wie im ersten Abschnitt erwähnt, immer noch gut aus. Mit den Raytracing-Effekten reichen die Einsteigerkarten mit Hardwarebeschleunigung dann immer noch aus – zumindest bis 1440p. Darüber hinaus sollte es dann schon eine GeForce RTX 2080 oder Radeon RX 6800 sein.

Die Raytracing-Effekte kosten natürlich einiges an Leistung. 30 bis 35 % bei den GeForce-Karten und fast 40 % für die Radeon-Modelle. Dies wäre für ein Spiel mit höheren Hardwareanforderungen nicht so einfach zu handhaben, wie dies nun für F1 2021 der Fall ist. Ob man die Raytracing-Effekte benötigt oder nicht, ist wieder ein ganz individuelle Entscheidung. Das Spiel lebt auch etwas von der Atmosphäre die erzeugt wird und hier spielt dann jedes Detail eine Rolle. Wenn man die Leistung übrig hat oder ohnehin mit einem Framelimiter arbeitet, sollte man sich in jedem Fall mit den Effekten herantasten und schauen, ob die FPS auch dann noch ausreichend sind.

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Das DLSS oder FidelityFX Upscaling können wir grundsätzlich nicht empfehlen. DLSS lässt zu viele Details verschwinden und das zusätzliche Ghosting stört den Gesamteindruck. Hier kommt der Algorithmus offenbar nicht mit der Geschwindigkeit klar, mit der sich Objekte über den Bildschirm bewegen. Das FidelityFX Upscaling verwendet eine zu niedrige Ausgangsauflösung, um noch ein akzeptables Ergebnis abzuliefern. Das FidelityFX Sharpening erfüllt seinen Zweck und liefert ein Bild mit mehr Schärfe. Wem das TAA also zu schlecht ist, sollte sich sowohl auf Radeon- als auch GeForce-Hardware den Schärfefilter einmal anschauen.

F1 2021 ist ein schönes und vor allem selbst auf nicht topaktueller Hardware noch schnelles Spiel, das optisch zu überzeugen weiß. Die Raytracing-Effekte sind ein Baustein, die zu dieser optischen Überzeugung sich auf der Rennstrecke zu befinden, beitragen. Woran Codemasters noch arbeiten sollte wäre eine vollumfängliche Integration von DLSS und/oder FSR.