Technik-Analyse: Nicht ganz so hoch aufgelöst

Der Schocker der Woche auf Digital Foundry: Tekken 6, eines der heißerwartetsten Prügelgames des Jahres, hat ein dunkles Geheimnis. Klobig, verwaschen und eindeutig hochskaliert ist es das neueste Beispiel der „Nicht ganz so HD“- Generation: Spiele die für HD-Konsolen designed wurden, aber bei der grafischen Qualität dem hinterherhinken, was wir von unserer Hardware erwarten können.

Die Gerüchte um Namcos Flagschiff-Prügler – diesmal erstmalig als Multiplattform-Titel ausgelegt – kreisen seit einigen Wochen durch die Tech-Foren, allerdings basieren sie nur auf Screenshots und waren deshalb noch nicht endgültig. Die Analyse der Xbox 360–Screens reichte von 1280x720 über 1360x768 bis zu vollen 1080p. Auf der anderen Seite zeigten die PS3-Screens bis jetzt enttäuschende 1024x576, somit einfach mal ein Drittel der Details weniger als 720p bieten kann.

Die Verschiedenheit der 360-Screens reichte für Digital Foundry für die Vermutung, dass irgendetwas einfach nicht passte und, basierend auf dem uns vorliegenden Preview-Code, zeigen die HDMI-Dumps einen 1024x576 Framebuffer auf den Standardeinstellungen. Es deutet also alles auf eine weitere Multiplattform-Enttäuschung hin, aber die Realität ist dann doch etwas spannender und gleichzeitig ziemlich bizarr.

Auf einem generellen Level wird die Diskussion um das Sub-HD-Gaming bereits seit dem Erscheinen der Xbox 360 geführt, aber einige mit Adleraugen ausgestatten Journalisten merkten schon, dass etwas nicht stimmte, bevor die Konsole auf den Markt kam. Gary Cutlack, der für UK Resistance schreibt und damals an dem offiziellen UK Xbox Magazin mitarbeitete, entdeckte möglicherweise als erster, dass etwas so nicht sein kann. Lange bevor die allgemeine Presse etwas davon mitbekam, war für Cutlack klar, dass die HD-Revolution noch nicht ganz begonnen hatte.

“Ich bemerkte es zuerst, als ich den Launch-Titel Project Gotham Racing 3 ein paar Wochen vor dem Release der Konsole testete“, erzählte mir Cutlack. „Die Debug-Grabbing-Software der Xbox – die, wie ihr wisst, die Bilder direkt aus dem Speicher der Konsole auf den PC zieht – gab mir gegrabbte Spielbildschirme in 1024x600, während die Menüs in echtem 1280x720 gezeigt wurden. Ich dachte, dass dies nicht ganz das HD wäre, über das Microsoft so lange schon die Werbetrommel rührte. Ich verschickte auch entsprechende Emails an euch. Ich ahnte nicht, dass dies ein 'Skandal der runter skalierten Ausgabe' sein könnte, der eine Menge Traffic im Internet generiert hätte, wäre ich damit „an die Öffentlichkeit“ gegangen. Eine ganze Reihe Spiele machten das damals, auch so ziemlich alles von Activision.“

Kurz zusammengefasst hatten die Spielejournalisten mit den von Microsoft zur Verfügung gestellten Tools die Möglichkeit, den Framebuffer in seiner originalen Auflösung abzugreifen. Ein Blick auf die Auflösung des Bildes reichte, um zu wissen, in welcher Auflösung das Spiel läuft, bevor der Scaler der Xeos-GPU das Bild dann auf die 720p-Ausgabe hochskaliert. Project Gotham Racing 3 lief mit traurigen 1024x600. Perfect Dark Zero endete mit 1152x640. Tony Hawk´s Project 8 kam auf trübe 1040x585.

Zu der Zeit hätte Microsofts TCR (Technical Requirements List – Liste der technischen Anforderungen) die Spiele durch die Bank zurück in die Entwicklung schicken können. Vor dem Launch versprach Microsoft, dass native 720p als Minimum und das 2fache Multisampling Anti Aliasing (AA) – was zur Kantenglättung genutzt wird - als Muss gewährleistet sein werden. Diese Anforderungen wurden zunächst beiseite geschoben, da die Spielehersteller die finale Hardware nur wenige Monate vor dem Launch ausgehändigt bekamen. Davor nutzte man G4 Macs mit ATI-Grafikkarten, um die Konsole zu simulieren. Es gibt sogar ein Gerücht, dass Need for Speed: Most Wanted auf einem solchen Setup, das auch noch übertacktet wurde, zum „360“-Debüt auf der 2005er E3 lief.

Als die Entwicklungen auf der Konsole dann in Schwung kamen, schienen sich Microsofts Anforderungen an Auflösung und AA weiter zu lockern und zwar bis zu dem Punkt, an dem David Jefferies von den Black Rock Studios seine NDAs (Non Disclosure Agreement – Zustimmung zur Vertraulichkeit bestimmter Fakten) etwas anders auslegte als die restlichen 360-Coder und offenbarte, dass Microsoft diese speziellen Anforderungen inzwischen ganz fallen ließ.

“Wir machen hier einen Deal und sagen, dass uns die Auflösung wichtiger ist als die Qualität des AA”, sagte Jefferies gegenüber einem Entwickler-Magazin. „Das ist nicht unbedingt ein ganz freiwilliger Zug, weil Microsoft noch bis vor kurzem darauf bestand, dass Spiele mit 1280x720 zu laufen haben. Zumindest wenn man nicht zu den glücklichen wie Halo gehört, das mit 1152x640 läuft.“

Was ist also los mit dem Sub-HD-Gaming auf der Xbox 360? Warum können wir nicht die vollen 720p und 4fach MSAA haben, wie wir es bei solch sauber aussehenden Spielen wie DiRT 2 oder Fight Night Round 4 sehen? Die Antwort liegt ironischerweise bei der größten Stärke der Architektur. Die Xenos GPU kann einen gewaltigen Durchsatz erreichen, weil 10 Megabyte sogenannten eDRAMs direkt an den Grafik-Kern gekoppelt sind. Damit steht eine effektiv unbegrenzte Bandbreite zur Verfügung, um mit „exzessiven“ Effekten wie transparentem (Alpha) Texturing und natürlich AA umzugehen. Es ist einer der wichtigsten Gründe, dass bei Multiplattformtiteln die Xbox 360 im Vergleich zur PS3 oft grafisch die Nase vorn hat.

Unglücklicherweise sind diese 10 Megabyte auch die Achillesverse der 360. Es ist genug, um ein 720p-Bild zu halten, aber ohne AA. Um noch zweifaches AA aufzunehmen, muss die Auflösung auf 1024x600 oder so gesenkt werden, wie man es in Spielen wie Call of Duty 4: Modern Warfare, Project Gotham Racing 3 oder Oblivion gesehen hat. Wenn man höher gehen möchte, dann setzt ein Prozess namens Tilting ein, bei dem der Framebuffer in kleinere Stücke geteilt wird und in den normalen Speicher geswapped wird und sich so auf die Performance auswirkt. Geometrie, die mehrere Tiles umfasst, muss dann zwei oder sogar drei Mal berechnet werden. Einige Entwickler schätzen die Kosten für die Nutzung von zwei Tiles (genug für 720p und zweifach AA) auf ungefähr das 1,4 fache des Niveaus, das es bedarf, um alles im eDRAM zu halten. Drei Tiles, genug für 720p, vierfaches AA oder ein 1080p Framebuffer ohne AA, verursacht das 1,6-Fache der eDRAM-Kapazität.

Capcoms Framework MT-Technik, die in den meisten Titeln von Lost Planet bis Resident Evil 5 genutzt wird, nutzt eine interessante – und einmalige – Lösung. Normalerweise werden drei Tiles genutzt, um das Maximum in Form von 720p und vierfachem AA zu erreichen. Wenn die Engine aber höhere Leistung ziehen muss, fällt es auf zwei Tiles (2xAA) oder sogar auf nicht-AA-Optimierung zurück. Einfach gesagt passt sich Capcoms Engine dynamisch den Bedürfnissen an und tut dies auch sehr gut. Es ist sehr unwahrscheinlich, dass Spieler es in richtig actiongeladenen Szenen bemerken werden.

Zusammengefasst erscheint einigen Entwicklern der Rechenaufwand für das Tiling untragbar, also senken sie entweder die Auflösung oder lassen das Anti Aliasing ganz weg. Oft genug helfen auch weniger rechenintensive Effekte wie Bluring, um die Bildqualität (hoffentlich) anzuheben. Ein Effekt, den Eurogamers Tom Bramwell als den „Vaseline Effekt“ bezeichnet (Tom Bramwell dazu: "Ich bin nicht sicher, ob ich diesen Begriff erfunden habe, aber ich nehme ihn").

Das Erscheinen von Halo 3 brachte die ganze Sub-HD Diskussion wieder ins Rampenlicht, als bekannt wurde, dass Microsofts eigenes Schlüsselspiel für 2007 sich nicht an die eigenen Vorgaben der technischen Anforderungen hielt, die für Spieleentwickler vorgegeben waren. Zu diesem Zeitpunkt funktionierte der Trick mit den Screenshots nicht mehr. Die Entwickler skalierten intern den niedriger aufgelösten Framebuffer auf 720p hoch, legten dann Text und HUD-Daten in der richtigen Auflösung darüber und lieferten erst dann das Ergebnis an den Video-Ausgang. Halo 3 macht dies sehr deutlich. Text und HUD sehen ziemlich hochskaliert aus, damit die Lesbarkeit der wichtigen Informationen sichergestellt ist, ohne, dass der ganze Framebuffer auf 720p gerendert werden muss. Seltsamerweise patchte Microsoft selbst den Screenshot-Code in ihren eigenen Tools, so dass selbst ältere Spiel wie PGR3 auch 720p-Bilder ausgaben.