Digital Foundry vs. HDMI-Video

Verlustfreie Screenshot-Exporte auf der 360 sind nicht ganz so verbreitet, glücklicherweise stattet Microsoft Journalisten mit einem Tool aus dem XDK Development Kit aus, das uns erlaubt, per FTP in die Debug-Konsolen zu schauen und – ja – den Video-RAM für Screenshots auszulesen. Sony ist mit seinem Äquivalent nicht ganz so entgegenkommend (ProDG's Target Manager).

Hier also ein paar Spiele, bei denen wir das gleiche Bild zunächst über das XDK-Tool ausgelesen haben und dann ein HDMI-Capture auf jedem der drei Referenzpegel machten: Standard, Mittel und Erweitert. Obwohl wir die erwartet präzisen RGB-Level sehen, ist der Gamma-Level auf keinem der Bilder annähernd so, wie er sein sollte.

In Assassin's Creed: Brotherhood kommt der Framebuffer-Dump aus dem Capture auf Mittel-Einstellung. Wir mussten das Capture für die anderen beiden Einstellungen erneut starten, was kleinere Unterschiede im Bild erklärt.

Man sollte dazu sagen, dass man dabei immer noch die gleiche Präzision erhält, die HDMI bietet, die richtige Farb-Balance zu erhalten erfordert allerdings ein geschicktes Händchen beim Tweaken des Displays. Es besteht die Gefahr, dass das gesteigerte Gamma Black-Crush-artige Artefakte erzeugt, das dem Bild etwas Schärfe nimmt. Die Genauigkeit unseres Framrate-Analyse-Tools wird jedoch nicht beeinträchtigt.

Viele Spiele, auch Assassin's Creed: Brotherhood, nutzen ein dynamisches Beleuchtungssystem, das durch Objekte in der Welt auf subtile Weise beeinflusst wird, daher kann sich das Bild in verschiedenen Capturing-Sitzungen leicht verändern. Um die Unterschiede der verschiedenen Modi besser herauszuarbeiten, nehmen wir Teenage Mutant Ninja Turtles: Reshelled als Beispiel. Das Spiel verfügt über eine sehr statische Beleuchtung, die in diesem Fall vorteilhaft ist.

Hier sehen wir ähnliche Unterschiede und kein Bild deckt sich mit dem Framebuffer.

Die Xbox 360 rechnet intern in 10-Bit-Komponente und man kann Dithering-Artefakte sehen, wenn man auf Pixelebene nur genau genug hinschaut. Und natürlich startete die Xbox 360 ohne jeglichen HDMI-Support. Der wurde erst mit dem Zephyr-Modell eingeführt, das in Form der Xbox 360 Elite debütierte. Vorher bekam man das bestmögliche Bild über analoge Komponentenkabel oder VGA. Könnte die seltsame Gamma-Verschiebung ein Bug im neuen HANA-Controller sein, der den vorherigen, rein analogen ANA-Chip ersetzte?

Nun, ein Vergleich von Komponenten-Ausgabe mit dem Framebuffer legt nahe, dass das Problem nicht allein beim HDMI-Output der 360 liegt. Obwohl der Grad der Gamma-Verschiebung anders ist, ist es ganz klar immer noch nicht die richtige Farbbalance, egal ob man analoge Komponentenkabel benutzt oder die digitale YPrPb-Alternative des HDMI Interfaces.

Wir waren nicht sicher, warum dies passiert, bis ein freundlicher Entwickler es uns verriet. Ausgehend von dem, was wir diese Woche herausgefunden haben, scheint es, dass die Steigerung im Gamma tatsächlich von Microsoft beabsichtigt ist. Der Grund dafür ist, dass Microsoft denkt, dass es auf dem durchschnittlichen Fernseher besser aussieht. Wenn man das breite Angebot an Fernsehern bedenkt und die Tatsache, dass sie immer so schlecht kalibriert sind, wenn man sie kauft (Helligkeit und Kontrast werden meistens nach oben geschraubt, damit die Geräte im Laden stärker auffallen), finden wir, dass dies eher eine Entscheidung ist, die der Entwickler treffen sollte.

Die Entwickler werden auf die Veränderung beim Gamma aufmerksam gemacht und Microsoft liefert ihnen eine exakte Tabelle der Transformation, falls die Spieleschaffenden sie rückgängig machen wollen, während der Framebuffer erstellt wird. Bei dem Black Crush, den wir manchmal bemerken, fragen wir uns allerdings, ob dies ein zu 100 Prozent unbedenklicher Vorgang ist. Die Tatsache, dass diese Option überhaupt besteht, bedeutet, dass dieses Problem vermutlich nicht mit einem Firmware-Update behoben werden kann. Es könnte immerhin sein, dass die "korrigierten" Spiele anschließend sehr seltsam aussehen. Vernünftig kalibrierte Spiele, wie zum Beispiel Burnout Paradise, würden nicht mehr korrekt dargestellt.

Wenn man in diesem Licht an unsere Face-Off-Vergleichsbilder denkt, gibt die beschriebene Leserreaktion, dass die PS3-Versionen meistens "ausgewaschener" aussähen, Microsoft offenbar recht. Vielleicht ist das Bild durch das angepasste Gamma tatsächlich attraktiver für das menschliche Auge.

Update: Eine interessante Email eines großen Multiplattform-Entwicklers, die uns jetzt erreichte, bekräftigt die Tatsache, dass die 360 intern in Komponente rechnet, mit dem REC.709-Standard um genau zu sein. Und dieser Konakt sagt, dass dies theoretisch die korrekte Art ist, einen HDTV anzusteuern. In der Praxis ist es aber entwicklerfreundlicher, bei RGB zu bleiben, wie es PS3 und PC tun. Er deutet auch an, dass die reichhaltigeren Farben in den 360-Face-Off-Bildern darauf zurückzuführen sind, dass so viele Spiele mit der 360 als Leitplattform entwickelt werden. Die Kalibrierung findet auf der 360 statt und wird auf der PS3 nicht korrigiert, was zu dem "ausgewaschenen" Look führt. Auch abgesehen vom REC.709-Standard denkt dieser Entwickler aber, dass der HDMI-Output der 360 eine Anpassung erfordert.

Trotzdem bleiben einige Dinge weiterhin seltsam – was ist der Grund für die Referenzpegel? Die Displays laufen entweder bei eingeschränktem RGB (der "Standard" der 360) oder bei vollem RGB ("Erweitert" im Dashboard). Es verwundert also, dass es überhaupt eine "Mittel"-Einstellung gibt, wenn es – jedenfalls soweit wir wissen – überhaupt keine Hardware gibt, die ihn unterstützt. Die "Mittel"-Einstellung nimmt das Gamma etwas zurück, aber diese Einstellung arbeitet definitiv nicht im vollen RGB.

Die PlayStation 3 hingegen scheint den Framebuffer auf exakt die Weise auszugeben, wie die Entwickler ihn erschaffen. Mit der PS3 Slim hat Sony einige Dinge in Bezug auf die Hardware des HDMI-Interfaces geändert, was einen seltsamen Nebeneffekt erzeugt.

DTS-HD MA und Dolby TrueHD Audio Bitstreaming wurden dem HDMI-Interface hinzugefügt, ebenso die Bravia-Link-Funktionalität. Dies geschah über den neuen HDMI-Controller-Chip von Panasonic, der scheinbar den bedauernswerten Nebeneffekt hat, dem Video-Output ein leichtes Rauschen hinzuzufügen. Wir können nur annehmen, dass es sich dabei um einen Bug im Design handelt.

Glücklicherweise ist dies für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar, aber unser HDMI-Kabel-Hash hätte daher mit der PS3 Slim nicht mehr funktioniert. Das ist auch der Grund, warum wir die PS3 Slim nicht für die Performance-Analysen nutzen, weil das Zählen einzelner Frames erfordert, dass das Rauschen herausgefiltert wird. Wir haben sehr schnell einen Fix dafür implementiert, aber im Sinne der Präzision und der Einfachheit halber entschieden wir uns für den Störungsfreien Output der "dicken", alten PS3.

Abschließend lässt sich also sagen, dass die Ankunft von HDMI die Ära der lächerlich teuren AV-Kabel mit diskutabler Qualität gewissermaßen beendet hat. Das Amazon-Kabel für 1,50 inklusive Versand verrichtet auf Xbox 360 wie auch auf der PS3 oder dem Medien-PC einen tadellosen Job – und sollte das einmal nicht der Fall sein, seht ihr es in Form digitaler Artefakte sofort. Nur wenn ihr eine extrem lange Verbindung benötigt, könnte ein spezielleres Kabel vonnöten sein. Und selbst dann ist es gut möglich, dass es eine gut funktionierende, günstige Alternative gibt.

Was die Daten angeht, die die HDMI Ports aktueller HD-Konsolen ausgeben: Obwohl die Präzision und die Qualität des puren digitalen Signals unvergleichbar sind, können Bugs oder Filter des Plattform-Herstellers dafür sorgen, dass wir in vielen Fällen noch einen Schritt entfernt sind, vom sagenumwobenen verlustfreien Transfer vom Video-RAM zum Display.