NVIDIA erklärt HBAO+ und TXAA anhand von Watch Dogs

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nvidia 2013Morgen ist es soweit, dann erscheint Watch Dogs für den PC, die Xbox One und die Playstation 4. Den dazugehörigen Release-Treiber in Form des GeForce 337.88 WHQL hat man bereits veröffentlicht und folgt auch noch ein Blog-Post, der die Beleuchtungstechnologie HBAO+ und TXAA anhand des Open-World-Titels näher erläutert und schöne Beispiele für die optischen Verbesserungen gibt.

HBAO+

Ambient Occlusion (AO) beschreibt die Erzeugung eines Schattens auf Basis einer oder mehrerer Lichtquellen. In seiner einfachsten Form bildet AO bei einer kleinen Lichtquelle einen harten Schatten. Je größer die Lichtquelle wird, desto weicher muss auch der Übergang zwischen Schatten und restlicher Szenerie werden. Screen Space Ambient Occlusion (SSAO) ist eine Weiterentwicklung des einfachen AO und reduziert den Rechenaufwand auf den sichtbaren Bereich. So müssen keine Schatten berechnet werden, die gar nicht sichtbar sind. Einer der vielen verfügbaren Algorithmen für SSAO ist das von NVIDIA entwickelte Horizon Based Ambient Occlusion (HBAO). Aus Performance-Gründen berechnet HBAO aber nicht die komplette Szene in voller Auflösung (nicht für jeden Pixel wird ein entsprechendes Sample angelegt), sondern in einer niedrigeren. Dies kann dann aber dazu führen, dass es zu Artefakten in der Darstellung der Beleuchtung kommt, die dann auch noch störend flackern. Paradebeispiele sind die Implementation in Battlefield 3 und Batman Arkham City.

HBAO+ ist wiederum eine Weiterentwicklung von HBAO, die es aber einer GeForce GTX 660 möglich machen soll, die Berechnung von Licht und Schatten in voller Auflösung durchzuführen. Doch nicht nur die Performance wurde hier verbessert, sondern auch die Qualität der Samples. Möglich wird dies durch 36 Beleuchtungs-Samples pro AO-Pixel. So ist es HBAO+ auf einer GeForce GTX 680 möglich eine Szene bei 1.920 x 1.200 Pixel innerhalb von 2,7 ms korrekt auszuleuchten. Ein klassischer HBAO-Algorithmus benötigt dazu 9,2 ms.

Im Blog-Post zu Watch Dogs und HBAO+ bietet NVIDIA zahlreiche interaktive Vergleichsmöglichkeiten zwischen den verschiedenen Beleuchtungs-Modi.

TXAA

TXAA ist eine Anti-Aliasing-Technik, die mit der ersten "Kepler"-GPU eingeführt wurde. TXAA kombiniert die Vorteile von MSAA und FXAA. TXAA basiert auf einem temporären Super-Sampling, das allerdings nicht den Speicherbedarf eines klassischen Super-Sampling haben soll. Besonders in Bewegung und bei filigranen Elementen wie Zäunen spielt TXAA seine Vorteile aus.

Auch zu den unterschiedlichen Anti-Aliasing-Modi (TXAA, MSAA, SMAA und FXAA) bietet NVIDIA im Blog-Post zahlreiche Vergleichs-Screenshots.

Ebenfalls noch angeboten werden einige Details zum Verhalten der verschiedenen Einstellungen von Level of Detail, Reflexionen, Schatte, Texturen und des Wassers.