Diskussion zu: nVidia stellt Adaptive Temporal AA als erste RayTracing-Anwendung vor

[Leonidas]

Link zur News:
https://www.3dcenter.org/news/nvidia-stellt-adaptive-temporal-antialiasing-als-erste-raytracing-anwendung-vor

[Gast Ritis]

Ich vermute nVidia wird RayTracing als Verkaufsargument für die nächste Gen einführen. Das würde zumindest die geleakte Chipfläche in Einklang mit den geleakten Benchwerten (ohne Raytracing) bringen können.

Bei DX12 darf man wirklich mal gespannt sein wie Microsoft die Weiterentwicklung handhabt. Nimmt man mehr Rücksicht auf AMD als Konsolenpartner und dessen Anforderungen an DX12 als Wegbereiter, oder wird man sich auf nVidia einlassen und deren Ideen wegen derer Marktmacht möglichst schnell in DX12 einbauen.

Für Vulkan mache ich mir da keine Sorgen, dafür hat doch ImaginationTechnologies bereits die API mit entwickelt und sicherlich für deren RayTracing Pläne offen gehalten.

[Gipsel]

NV sagt, daß bei 1080p-Auflösung mit einer TitanV in der gezeigten Szene 8x ATAA 18,4ms zusätzlich kostet und 4xATAA 9,3ms zusätzlich. Dabei soll ab 4xATAA insgesamt 60fps drin sein (Frametime < 16,6ms). Dies bedeutet, daß das Rendern des Bildes ohne AA weniger als 7,3ms dauern muß (>137 fps), damit das hinkommt. Zumindest interpretiere ich die Aussagen im Paper so.
Das bedeutet dann mehr als eine Halbierung der Framerate (vermutlich eher in Richtung 2,5 oder gar Drittelung) schon mit nur ATAA 4x in der Testszene. Wie gesagt nur FullHD und mit einer TitanV.
=> Da muß noch mehr Performance her, bevor das wirklich einsatzfähig wird. Im Moment dürfte SSAA 4x (was deutlich besser aussieht) von der Performance konkurrenzfähig sein (zumindest mit ATAA 8x, eventuell gar mit ATAA 4x).

[Cubitus]

Ich vermute nVidia wird RayTracing als Verkaufsargument für die nächste Gen einführen..

Wer weiß, vielleicht auch ausschließlich für die nächste Titan Gen.

[cat]

On a NVIDIA Titan V GPU
at 1920×1080 resolution,
ATAA runs in
18.4ms at 8× supersampling,
9.3ms at 4× supersampling, and
4.6ms at 2× supersampling for the image in Figure 1.

This includes the creation of the standard TAA result, our segmentation mask, and adaptive ray tracing (including 1 shadow ray per light per primary ray).
For the view shown in Figure 3, 107,881 pixels are selected for adaptive ray tracing, representing 5.2% of the total image resolution.
The specific number of rays identified for antialiasing varies per frame according to the segmentation mask.
In addition, the FXAA pass adds as much as 0.75ms when the whole frame is new, but in practice scales linearly down to 0 as fewer of the pixels are identified for FXAA in the mask.
Under typical camera motion fewer than 5% of pixels are selected for FXAA.
Our ATAA solution integrated successfully operates within the 33 millisecond frame budget for
a typical UE4 frame across all settings.
Operating within a total frame budget of 16ms, while also ray tracing 1spp shadows at screen
resolution, is possible with the 2× and 4×ATAA variants.
As DXR is an experimental feature of Windows 10 v1083, we are optimistic
that performance will improve as the runtime and driver receive important release optimizations.

Ich finde das super clever und es gefällt mit optisch sehr gut.

[Gipsel]

Ich finde das super clever und es gefällt mit optisch sehr gut.Dir ist aber schon klar, daß ATAA 8x die Performance dort praktisch viertelt (kein AA bzw. sogar TAA ist mindestens 3,5 mal so schnell [nV mogelt sich um exakte Angaben für den Fall herum])? Da kommst Du mit SSAA 4x besser weg (deutlich höhere Qualität bei nicht schlechterer Performance). Also in den gezeigten Vergleichshots blurrt mir das zu viel und an der Performance muß noch kräftig gefeilt werden.

[Tobalt]

Ich verstehe nicht wo der Vorteil gegenüber selektivem Edge-Detect Supersampling liegt ?!

[Iscaran]

Bitte nicht noch ein blurrendes AA mehr.

Das sieht doch schlimm aus - schon FXAA ist völlig untragbar. Und SSAA kostet nicht mal mehr performance als dieses ATAA...

MSAA und SSAA sind in meinen Augen die einzig "nutzbaren" AA-Modi - alles andere sieht grausam aus da das Bild "verschmiert" und ich mir ständig die Brille abnehmen muss um diese zu putzen weil ich denke dass da etwas die Sicht trübt...

Ich benutze nur MSAA (in Kombination mit dem Adaptive bei AMD im Treiber), und SSAA in Games. Wo diese Modi nicht möglich sind wird gar kein AA genutzt.

[FlashBFE]

Für mich sieht diese AA-Methode minderwertig aus. Und dann soll sie noch extra Hardware erfordern? Dann schalte ich AA lieber ganz ab und stecke die Ressourcen in mehr Auflösung.

Vielleicht sind die Beispielbilder auch schlecht gewählt und in Bewegung wirkt es besser, aber mein Hauptkritikpunkt daran ist, dass bei den Details Kontrast verloren geht, der bei SSAA fast voll erhalten bleibt. Bei Spielen, bei denen man darauf angewiesen ist, auf großen Entfernungen Gegner zu entdecken, ist das unbrauchbar, weil man diese dann nicht mehr sieht.

[Gast]

Bitte nicht noch ein blurrendes AA mehr.



AA muss per Definition blurren.
Aliasing entsteht wenn Strukturen über der Nyquist-Frequenz auf einem vorgegebenen Abtastraster abgebildet werden sollen.
Das kann man nur verhindern indem man die Abtastfrequenz, sprich die Auflösung erhöht, oder falls das nicht möglich ist Blurrt.

Das einzig wirksame Antialiasing ohne blurren ist eine höhere Auflösung.
Alles andere (ja auch Supersampling) führt zu mehr oder weniger Blur

[Iscaran]

@Gast:

Nur ist die Geometrische Darstellung von Bildern und der "Treppeneffekt" kein ECHTES Aliasing im Sinne der Nyquist-Theorie die für die Fouriertransformation von Audio-Signalen oder anderen Fourier-Transformierten Wellen-Abbildungen gilt.

https://de.wikipedia.org/wiki/Alias-Effekt
"Der Treppeneffekt, der bei der Rasterung geometrischer Figuren auftritt, wird oft als Aliasing bezeichnet, obwohl es sich bei ihm nicht um „echtes“ Aliasing im Sinne der Signalanalyse handelt."

https://de.wikipedia.org/wiki/Treppeneffekt
"Der Treppeneffekt ist keine Konsequenz des Raster-Algorithmus selbst, sondern wird durch die endliche Bildauflösung des Grafikgerätes verursacht. Daher wird das Aussehen betroffener Objekte auch als „pixelig“ beschrieben. Besonders irritierend ist er bei Animationen, da sich hier kleine Objekte auffallend ruckartig zu bewegen scheinen. Obwohl der Treppeneffekt in der Fachliteratur oft als Konsequenz des Alias-Effekts beschrieben wird, handelt es sich nicht um einen Alias-Effekt im herkömmlichen Sinn der Signalanalyse, bei dem eine hohe Frequenz als störende niedrigere Frequenz erscheint. Der Treppeneffekt kann durch höhere Bildauflösung und durch Antialiasing, auch Kantenglättung genannt, gemindert werden. Bei einigen Bildschirmen kann der Treppeneffekt zusätzlich durch Subpixel-Rendering verringert werden.


MSAA macht genau dies...es erhöht für kleine Bildbereiche virtuell die Auflösung und "blurrt" daher nur diesen Bereich, indem es die Kante z.T. eben auf die Farbe der umgebenden Pixel abbildet.

SSAA macht dies nicht nur auf kleine Bildausschnitte sondern "einfach" für das ganze Bild, es wird "intern" in einer höheren Auflösung gerechnet und später dann in niedrigerer Auflösung ausgegeben.

Dennoch sind die mit MSAA und SSAA erzielbaren "Glättungseffekte" weit weniger "verblurrt" als diese im Screenshot zu sehenden ATAA, TAA, FXAA beispiele.

Ein 8x MSAA Bild erscheint dagegen im Vergleich "gestochen" scharf und 4xSSAA ebenfalls.

Das meinte ich mit "blurrendes AA". Aber vielleicht sind ja auch nur die Screenshots schlecht.

Aus der praktischen Anwendung kann ich nur sagen dass für mich FXAA und TAA NICHT in Frage kommt. Es ist furchtbar "optisch" als ob man durch Milchglas blicken müsste.
Dann lieber ein paar Treppeneffekte und "pixelige" Bereiche im Bild.

[Spasstiger]

Wirklich nutzbar bei Zielframerate 60 fps ist davon ja nur ATAA 2x. Wobei das gegenüber noAA, normalen TAA und FXAA schon eine erhebliche Verbesserung der Detailerhaltung bringt und gleichzeitig einen noch einen passablen Schärfeeindruck hat.
Ich würde es nicht gleich zerreissen, sondern unabhängige Reviews abwarten.

Ist abzusehen, dass ATAA mit zunehmender Rechenleistung irgewann quasi gratis wird (< 1 ms Rechenzeit pro Frame) so wie bei FXAA? Das wäre dann ja ein klares Plus dieser Methode gegenüber SSAA.

[donend]

@Gast:Nur ist die Geometrische Darstellung von Bildern und der "Treppeneffekt" kein ECHTES Aliasing im Sinne der Nyquist-Theorie die für die Fouriertransformation von Audio-Signalen oder anderen Fourier-Transformierten Wellen-Abbildungen gilt.
Er meinte aber den mit der Bildwiedergabe im Zusammenhang stehenden Aliaseffekt, der in der Signalverarbeitung auftritt und dementsprechend muss Aliaising auch blurren. Das hat mit der Tonnausgabe oder was immer du meinst nichts zu tun, sondern bezieht sich expliziet auf die Signalverarbeitung in der Wiedergabe. Vom Medium ist es damit nicht zwangsweise abhängig, in der Bildverabreitung aber bekannt als z.B. Moiré-Muster (Effekt), die/der je nach Anzahl der Abtastpunkte und Überlagerung der Spectren unterschiedlich stark (weichgezeichnet) ausfallen können, da die Originalbilder dabei anhand vorgegebener Quantisierungsstufen "rekonstruiert" werden.

[ChaosTM]

Bis 1440p ist FXAA oder ähnliches nicht wirklich brauchbar da das gesamte Bild verschwimmt.

Ab 4k genügt imho schon die billigste Filterung um die letzten Jaggies zu eliminieren und man verliert kaum mehr Details.
edit.: Zumindest bis 28er Diagonalen. Wenns größer wird braucht man auch wieder besseres AA.
Auflösung ist durch nix ersetzbar.

[Iscaran]

Auflösung ist durch nix ersetzbar.


QFT.

Wobei das "klassische" MSAA schon ein guter Kompromiss aus Leistung und Optik ist. 4x MSAA kostet heutzutage ja nur mehr ca 10-15%, 8x MSAA zwar bis zu 50% aber immer noch performanter und extrem gut optisch im vgl . mit 4xSSAA.

Das FXAA und Co nahezu 0%-Leistung kosten ist zwar nice, aber echt kein Argument PRO-Verschlimmerung der Optik. Selbst "nur" 2xMSAA sieht oft schon deutlich besser aus als FXAA und Co und frisst auch kaum mehr Leistung.

Siehe hier die netten Vergleichsbilder (Seite 8 und Seite 13 z.b. EDIT: SMAA ist sub-pixel Morphological Aliasing, eine Variante von MLAA):
https://www.beyond3d.com/content/articles/122/1

[donend]

Es kommt ja darauf an was man will, movienahe Sequenzen bekommt man mit blurren gut hin. Manchmal ist der Effekt also erwünscht.

[=Floi=]

ich hoffe die ganzen redakteure fragen zum release von turing bei NV mal höflich nach, was sie bei der technologie geritten hat und wo sie den großen vorteil sehen?
Skaliert es dann mit der auflösung und braucht dann weniger oder noch mehr leistung?



Ich würde es nicht gleich zerreissen, sondern unabhängige Reviews abwarten.


nv wird schon den best case genommen haben und gerade das ist ja das schlimme daran. wären bewegtbilder besser hätte man auch ein 40mbit video online stellen können.
Das bild zeigt eindeutig blur und damit ist die sache schon gegessen.
Die horrenden leistungsanforderungen sind ja auch irgendwo verrückt hoch.

[Gast]

@Gast:

Nur ist die Geometrische Darstellung von Bildern und der "Treppeneffekt" kein ECHTES Aliasing im Sinne der Nyquist-Theorie die für die Fouriertransformation von Audio-Signalen oder anderen Fourier-Transformierten Wellen-Abbildungen gilt.

Ja und Nein.
Auf Kanten von großen Polygonflächen trifft das zu.
Bei pixelfeinen Strukturen handelt es sich aber durchaus um "echtes" Aliasing, bei welchem die darzustellenden Strukturen zu fein für das gewählte Pixelraster sind. Diese Form des Aliasing ist meiner Meinung auch deutlich störender, als die "normalen" Treppen.

Das ist besonders am 3. Screenshot deutlich sichtbar, wo die neue AA-Form auch deutlich bessere Ergebnisse zeigt.
Die reinen PP-AA-Maßnahmen können hier überhaupt nichts verbessern, Außer die Kante komplett verschwinden zu lassen.
Und selbst mit 4xSSAA wirkt das Bild noch "zu scharf". Das ATAA kommt hier selbst in der 2x-Variante deutlich näher daran eine durchgehende Linie zu zeichnen, und ist insbesondere in den höheren Modi deutlich besser.

Klar, es blurrt dabei auch mehr, schafft es aber trotzdem mit den begrenzten Mitteln (aka Auflösung) den besten Kompromiss aus Schärfe und einer wahrgenommen durchgehenden Linie.


Aus der praktischen Anwendung kann ich nur sagen dass für mich FXAA und TAA NICHT in Frage kommt. Es ist furchtbar "optisch" als ob man durch Milchglas blicken müsste.
Dann lieber ein paar Treppeneffekte und "pixelige" Bereiche im Bild.

FXAA und TAA verblurren auch nur fertige gerenderte Frames ohne zusätzliche Informationen zu erzeugen.
"Echtes" AA verrechnet dagegen mehr Informationen in das endgültige Bild. Dass dabei auch eine Unschärfe entsteht ist mehr ein Seiteneffekt.

[Gast]

Skaliert es dann mit der auflösung und braucht dann weniger oder noch mehr leistung?


Nachdem es offenbar eine Art Kantenerkennung verwendet und nur diese in höherer Auflösung rendert und die Prozent an Kantenpixeln bei höherer Auflösung abnimmt sollte sich der relative Leistungsverbrauch mit höherer Auflösung verringern.

[Gast]

Alte Mechnismen können das in Objektbewegung bei Raytracing entstehende Undersampling (Abtasttheorems) und damit Bewegungsartefakte nicht ausreichend kaschieren. Man kann es daher nicht rein an Standbildern oder Raster-/Pixelmengen festmachen. Natürlich bleibt dabei immer die Frage, nach dem Rechenaufwand und um ausreichend schnell zeitdiskrete Signale zu erhalten, die eine Rekonstruktion ermöglichen. 2 fach und 4 fach scheint es nicht zuviel zu kosten.

http://research.nvidia.com/sites/default/files/pubs/2018-08_Adaptive-Temporal-Antialiasing/adaptive-temporal-antialiasing-preprint_0.pdf

[Gast]

Interessant finde ich vor allem den Schlusspunkt:

Our method’s performance is dominated by the ray trace. We
cannot advocate it for immediate wide-spread deployment in games
at current performance, but that is not concerning given that mainstream
gaming GPUs have not yet appeared that support the DXR
API

Das klingt für mich stark danach als würde der Autor erwarten, dass "mainstream gaming GPUs" die Geschwindigkeit vom Raytracing deutlich steigern können.

Das ist denke ich durchaus ein Indiz, dass Next Gen GPUs Hardware verbaut haben um das Raytracing selbst zu beschleunigen.
Damit meine ich nicht die Tensor-Cores von Volta, diese dienen ja aktuell nur für den Denoise-Filter nach dem Raytracing und beschleunigen nicht das Raytracing an sich.

[Iscaran]

Ist das ATAA dasselbe wie das jetzt vorgestelle DLSS (bzw. DLAA)
https://www.golem.de/news/nvidia-turing-geforce-rtx-2080-rechnet-50-prozent-schneller-1808-136141.html

Wenn ja dann sieht man ja an den Vergleichsbildern TAA vs DLSS (DLAA) das das DLSS irgendwie total "unscharf" ist.

Für mich ist das ein totales no-Go - wie ich Eingangs schon schrieb. Bitte nicht noch einen weiteres Blurfilter-AA.

Auf so ein DLSS kann ich wirklich verzichten - dann lieber 50% weniger FPS und TAA.

[sangria-Gast]

Die Schärfe soll von Engine zu Engine variieren und andere brauchen noch Zeit es anzupassen, also Supercomputer füttern.:)

Wer es überhaupt unterstützen will ist fraglich, derzeit sind es ja kaum mehr als DX12 Spiele portiert wurden und das was auch ein Rohrkrepierer.

Natürlich kommt nV jetzt ganz bestimt mit DX12 in Spielen um die Ecke, guckt mal was wir für euch haben, Jahre später...:rolleyes:.