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Clever für die Zukunft rüsten: VR und Nvidias Maxwell-Architektur

Die Zukunft ist hier! – und außerdem teuer und leistungshungrig… oder?

Während viele Gamer bereits Computer besitzen, die VR im Kern unterstützen könnten, mangelt es in der Regel an einer ungenügenden Grafikleistung, um das vorhandene Potential auch ausschöpfen zu können.

Schuld sind die immensen Auflösungen, die VR-Headsets verlangen: 2160×1200 bei der Oculus Rift (1080×1200 Pixel pro Auge) und sogar 2400×1080 bei Valve’s HTC Vive (1200×1080 Pixel pro Auge). Die Bildwiederholrate von letzterem liegt bei 90 Hz. Entsprechend viele Frames werden für ein flüssiges Spielerlebnis auch empfohlen – denn Framerateneinbrüche sind gerade in Virtual-Reality-Anwendungen aufs ärgste zu beachten, um komische Gefühle in der Magengegend zu vermeiden und die wahrgenommene Realität nicht einfach aussetzen zu lassen. Aus diesem Grund sollte hier entsprechend leistungsstarke Vorsorge getroffen werden.

Die gute Nachricht: Grafikkartenhersteller haben (in ihrer ganzen Weisheit) diese Entwicklung vorhersehen können und so hat Nvidia beispielsweise ihre neustes Grafikkartenarchitektur Maxwell bereits für VR optimiert, um Kosten und Rechenzeit bei den Nutzern einzusparen. Zur Maxwell-Serie zählen alle Grafikkarten von dem aktuellen Flaggschiff GTX Titan X (ab 1000€) bis hinunter zur GTX 950 (150€).

NVIDIA_GeForce_GTX_970_3Qtr

NVIDIA GeForce GTX 970 3Qtr

Während Oculus nun für einen gelungenen VR-Einstieg die GTX 970 oder eine AMD 290 als Equivalent empfiehlt, hält Nvidia selbst ihre GTX 970 für zu schwach und empfiehlt stattdessen als Mindestleistung die GTX 980! Um ein wenig mehr Klarheit in diese Verhältnisse zu bringen, hat Nvidia in enger Zusammenarbeit mit diversen Computer- und Laptopherstellern das „GeForce GTX VR Ready“-Programm ins Leben gerufen. Dieses Gütesiegel bekommen Laptops und Computer, die ein hochqualitatives und reibungsloses VR-Erlebnis liefern können. Zu diesen Partnern gehören zum Beispiel Alienware, EVGA, Falcon Northwest und auch Maingear. Die ersten als „ready“ betitelten Laptops sind zum Beispiel das MSI GT72(1500€) und das GT80 Titan(ab 2000€). Generell sollte beim VR-Laptopkauf darauf geachtet werden, dass der benötigte HDMI 1.3-Anschluss auch mit der Hauptgrafikkarte verbunden ist – und nicht etwa mit einer lahmenenden integrierten.

VR muss aber nicht unbedingt so teuer werden, wie es bei diesen exklusiven Laptopmodellen der Fall ist! Für die meisten Gamer mit Pioniergeist ergibt es mehr Sinn, den bereits vorhandenen Gaming-Computer entsprechend aufzurüsten. Die GTX 980 (500€) wird von Nvidia als „Mindestgrafikkarte“ empfohlen und ist auch in den Bauanleitungen vieler einschlägiger Foren für ebenjene VR-Maschinen vorgesehen. Da VR aber noch in den Kinderschuhen steckt und auch in den direkt anstehenden Jahren die Grafikanforderungen weiter steigen werden, stellt sich die Frage, wie lange sich eine GTX 980 halten kann (insbesondere, da obengenannte Framerateneinbrüche katastrophal sind). Die GTX 980 TI (650€) bringt für ein wenig mehr Geld ein deutliches Leistungsplus.

Sie liegt trotz der irreführenden Namensgebung mit ihrer Architektur und Leistungsfähigkeit eher an Nvidias Flaggschiff, der GTX Titan X (ab 1000€) als der bereits angesprochenen GTX 980. Die Titan X scheint sich währenddessen im Preis-Leistungsverhältnis schon nicht mehr zu lohnen. Mit einem nur geringen realen FPS-Überschuss im Vergleich zur GTX 980 TI, aber bei fast 50% Mehrkosten, macht sie sich weniger attraktiv.

Die Maxwell-Architektur bringt vor allem das Multi-Res-Shading mit sich, welches bei gleichbleibender Bildqualität die VR-Performance um bis zu 50% steigert. Der Trick ist es, mit Hilfe der zugrundliegenden Multi-Projektions-Architektur jeden Bildteil anhand der entsprechenden Pixeldichte des verkrümmten Bildes im Headset zu rendern.

Weiterhin unterstützt die Maxwell-Architektur das in den letzten Jahren aufgekommene DSR (Dynamic Super Resolution). Hier rechnet die Grafikkarte intern (im Frambuffer) auf einer höheren Auflösung (z.B. 4k) als der verwendete Bildschirm eigentlich unterstützt (zB. 1920×1080). Durch entsprechende Algorithmen wird das Bild herunterskaliert und die darzustellende Auflösung gebracht. Die Vorteile sind direkt ersichtlich: Artefakte niedriger Auflösungen verschwinden vollends. Damit gemeint sind zum Beispiel Gräser, Sträucher, also all die pixelfeinen Details, die sich mit der DSR-Methode zu einem wesentlich überzeugenderen Gesamtbild ergeben. Auch Bewegungen und sich schnell verändernde Texturen wirken glatter und harmonischer.

Außerdem versucht sich Nvidia daran, Fortschritte in Richtung Path-Tracing zu machen. Die VXGI-Technologie arbeitet mit Voxeln und hilft dabei, indirektes Licht dynamisch rendern zu können. Im Klartext bedeutet das ein größeres Volumen an indirektem Lichteinfall und damit realistischere Ergebnisse. (Indirektes Licht ist eine der rechenaufwändigsten Operationen für Grafikkarten, aber auch am wichtigsten für die Wahrnehmung als natürliches Bild.)

VR ist selbstverständlich nicht nur für Gamer interessant, sondern auch für Entwickler und jeden, der sich mit digitalen 3D-Modellen und Konstrukten beschäftigt, dabei aber nicht immer auf ein zweidimensionales Display angewiesen sein möchte. Die Kombination aus einer VR-fähigen Grafikkarte und der CUDA-Technologie macht die Maxwell-Architektur-Serie, allen voran die GTX 980 TI mit ihrem Preis-Leistungsverhältnis) besonders interessant. Nvidias CUDA kann von 3D-Artists dazu benutzt werden, Rendervorgänge in dafür vorgesehener Software unter der Zuhilfenahme von Grafikprozessoren massiv zu beschleunigen, so schneller zu iterieren und an ansprechende Ergebnisse zu gelangen.