Nvidia heeft dinsdag zijn nieuwe driver, met nummer 344.75, uitgebracht. Behalve wat verbeterde prestaties in nieuwe games als Far Cry 4 en Dragon Age: Inquisition, geeft de driver ook de mogelijkheid om mfaa in te schakelen. Mfaa staat voor multi-frame sampled anti-aliasing, een feature van Nvidia's nieuwe Maxwell-videokaarten: de GTX 970 en 980. Het doel van mfaa is een hoge kwaliteit anti-aliasing, zonder daarmee al te veel in te leveren op de framerate in de game.
Anti-aliasing wordt onder andere gebruikt om de gekartelde randjes van objecten in games een gladdere afwerking te geven. De kartels ontstaan doordat objecten opgebouwd zijn uit pixels en de pixels op een beeldscherm zijn vierkant. Om er toch voor te zorgen dat een object rond lijkt, neemt msaa op een aantal punten van de pixel een sample, of steekproef, en gaat het na welke kleur de pixel op die plek zou moeten hebben.
Geen aa (links) en 2x msaa
In de rechterafbeelding is te zien dat er twee samples per pixel worden genomen, waarbij bij twee pixels de resultaten van de samples van kleur verschillen. Vervolgens wordt de kleur van die pixel gemiddeld naar de twee kleuren van de samples, waardoor de pixel grijs wordt. In bovenstaand voorbeeld wordt msaa met behulp van twee samples toegepast, maar hoe meer samples, des te beter de kleur van de tussenliggende pixel berekend kan worden, waardoor je game er nog minder kartelig uit zal zien.
Een nadeel van msaa is dat het nogal wat kracht van de gpu vergt, wat ten koste gaat van de framerate in de game. Nvidia's oplossing is mfaa, dat in hoge mate hetzelfde doet als msaa. Het verschil is dat de situatie niet per frame wordt bekeken, maar dat ook het vorige frame in beschouwing wordt genomen. Op die manier kun je in theorie de kwaliteit van 4x msaa bereiken, terwijl je de framerate houdt die je bij 2x msaa zou verwachten.
Een tweede mogelijkheid die de Maxwell-gpu biedt, zijn flexibele sample patterns. Bij 2x of 4x msaa staan de locaties waarop de samples in de pixel worden genomen normaal gesproken vast, maar dat hoeft bij Maxwell niet het geval te zijn. De driver of de applicatie kan de posities per frame en zelfs binnen het frame aanpassen.
Met de 344.75-driver is de mfaa-functie nog verstopt in het Nvidia Control Panel. In latere versies van de driver zal de functie ook geïntegreerd worden met de met de driver meegeleverde GeForce Experience. Mfaa doet zijn werk als de functie is ingeschakeld in het Nvidia Control Panel en er in een ondersteunde game minstens 2x msaa wordt toegepast. Het aantal ondersteunde games is op het moment van schrijven nog laag. De onderstaande twintig games kunnen gebruikmaken van mfaa.
Asassin's Creed IV Black Flag |
Asassin's Creed Unity |
Battlefield 4 |
Civilization V |
Civlization: Beyond earth |
Crysis 3 |
DiRT 3 |
DiRT: Showdown |
F1 2013 |
F1 2014 |
Far Cry 3 |
Far Cry: Blood Dragon |
Grid 2 |
Grid: Autosport |
Hitman: Absolution |
Just Cause 2 |
Saints Row IV |
Splinter Cell: Blacklist |
Titanfall |
Wargame: European Escalation |
Drie van de bovenstaande games komen regelmatig terug in onze benchmarkartikelen en daarom hebben we gekeken naar de framerates en beeldkwaliteit in Battlefield 4, Crysis 3 en Grid 2. We hebben de drie games op de hoogste instellingen, met verschillende varianten van anti-aliasing gedraaid.
Battlefield 4
Battlefield 4, vlnr: geen aa, 2x msaa, 2x mfaa, 4x msaa
In Battlefield is het effect van anti-aliasing goed te zien bij de randjes van de planken op de grond. Zonder anti-aliasing lopen de planken, vooral achter in het frame, door elkaar. Met 2x msaa ziet het er al een stuk beter uit en 4x msaa geeft het beste resultaat. Mfaa zorgt er ook voor dat de planken vloer er goed uitziet, maar laat wat ons betreft geen duidelijke verbetering zien ten opzichte van msaa.
Als we mfaa inschakelen in Battlefield zien we de framerate iets dalen, maar we komen niet op een grote daling uit. Daar staat tegenover dat we de beeldkwaliteit ook niet enorm veel beter vonden worden.
Crysis 3
/i/2000563015.jpeg?f=imagenormal)
In Crysis 3 hebben we ingezoomd op een roestig balkonnetje van een nooduitgang om het effect van anti-aliasing te zien. Zonder anti-aliasing heeft de balustrade van het balkon flinke kartels. Bovendien is de onderkant van het balkon voorzien van een aantal lichtgekleurde pixels, omdat het rooster waarvan het balkon gemaakt is licht doorlaat. Door een gebrek aan anti-aliasing is het licht dat door het balkon schijnt echter onnatuurlijk fel. Net als in Battlefield 4 is in Crysis 3 het effect van msaa goed zichtbaar. Hoe hoger het aantal samples, des te gladder lijkt de balustrade te worden. Opvallend is dat mfaa, in tegenstelling tot msaa, de balustrade een soort zaagtandpatroon lijkt te geven, terwijl het met msaa blokkerig blijft. Ook de gaten in de onderkant van het balkon lijken minder licht door te laten, waardoor het balkon er natuurlijker uitziet. We zijn in Crysis 3 echter, net als in Battlefield 4, niet enorm onder de indruk van het effect van mfaa. Vooral de kartels in de balustrade worden door msaa mooier weggewerkt dan door mfaa.
Crysis 3 |
GPU | Minimum- / gemiddelde framerate in fps, hoger is beter |
GTX 980 - 2xMSAA |
*****
+
**
45,3 / 64,4 |
GTX 980 - 2xMSAA + MFAA |
*****
+
**
43,3 / 63,2 |
GTX 980 - 4xMSAA |
****
+
**
36,7 / 55,8 |
GTX 980 - 4xMSAA + MFAA |
****
+
**
37,7 / 54,7 |
GTX 980 - 8xMSAA |
***
+
**
29,0 / 44,0 |
Het effect op de framerate is in Crysis 3 net als in Battlefield 4 niet groot. De gemiddelde framerate gaat maar een procent of twee omlaag als we mfaa inschakelen.
Grid 2
/i/2000563014.jpeg?f=imagenormal)
Ook in Grid 2 is het effect van anti-aliasing duidelijk zichtbaar. De vangrail aan de rechterkant van het screenshot en het spoilertje van de auto zijn een stuk mooier afgerond met anti-aliasing ingeschakeld. Het verschil tussen msaa en mfaa is goed te zien als je 2x msaa en 2x mfaa vergelijkt. Msaa is nog vrij kartelig te noemen, terwijl mfaa weer het kenmerkende zaagtandpatroon laat zien.

Grid 2 |
GPU | Minimum- / gemiddelde framerate in fps, hoger is beter |
GTX 980 - 2xMSAA |
******
+
**
122,4 / 151,7 |
GTX 980 - 4xMSAA |
*****
+
*
116,8 / 146,9 |
GTX 980 - 8xMSAA |
*****
+
*
107,4 / 135,9 |
GTX 980 - 2xMSAA + MFAA |
*****
+
*
104,8 / 127,0 |
GTX 980 - 4xMSAA + MFAA |
*****
+
*
101,6 / 124,6 |
In Grid 2 is mfaa wel duidelijk van invloed op de framerate, die er gemiddeld een procent of twaalf op achteruitgaat. Daarmee schiet mfaa zijn doel voorbij; de game draait zelfs soepeler met 8x msaa ingeschakeld dan met mfaa, waarmee het in deze game een overbodige functie wordt.
Conclusie
Het idee achter mfaa is mooi; je haalt dezelfde framerate als met een laag niveau van anti-aliasing en krijgt toch de kwaliteit van een hoger niveau. In twee van de drie games die we hebben getest heeft mfaa inderdaad een kleine invloed op de framerate, maar in Grid 2 loopt de game wel degelijk een stuk langzamer dan met alleen msaa. Van de kwaliteit van de anti-aliasing konden we in de drie geteste games niet onder de indruk raken. Er is duidelijk verschil te zien tussen msaa en mfaa, waarbij mfaa een soort zaagtandpatroon laat zien, doordat het pixels om en om contrasterende kleuren geeft. Wellicht valt dat op een scherm met een hoge pixeldichtheid niet op, maar op een standaard-full-hd-scherm van 23" is het verschil wel goed te zien. Hoewel mfaa op papier dus interessant lijkt, vinden we het in de drie geteste games nog niet de moeite waard. Wellicht dat de kwaliteit er in de toekomst dankzij driver-updates of geoptimaliseerde games nog op vooruitgaat.