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Scaler: Xbox, streck das Bild!

Die Xbox One berechnet viele Spiele nicht nativ in 1080p. Stattdessen vergrößern ein Hardware-Scaler oder einige Softwareschritte niedrigere Auflösungen. Beide Lösungen bieten Vor- und Nachteile, welche die Bildqualität oder Bildrate beeinflussen.

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Die Display Scanout Engine liefert das finale Bild an den Fernseher
Die Display Scanout Engine liefert das finale Bild an den Fernseher (Bild: Michael Wieczorek/Golem.de)

Bildqualität, Grafikqualität und Bildrate - diese drei Faktoren muss jedes Spielestudio beachten, wenn es einen Konsolentitel entwickelt: Mehr Effekte und eine höhere Auflösung bedingen eine geringere Bildrate. Soll ein Spiel hingegen mit 60 fps laufen, ist es ein probates Mittel, die Anzahl und die Rechendauer pro Pixel zu verringern.

Bei der Xbox One kommt der Abwägung der drei Faktoren besondere Aufmerksamkeit zu, da die Microsoft-Konsole durch ihre 32 MByte ESRAM (Embedded Static Random Access Memory) zwar bei vielen kleinen Lese- und Schreiboperationen schnell ist, jedoch mehrere große Rendertargets mit 1080p-Auflösung nicht vorhalten kann. Zudem ist die Rechenleistung der Xbox-Grafikeinheit deutlich geringer als die der Playstation 4.

Deshalb entscheiden sich Entwicklerstudios für Auflösungen unterhalb der 1080p-Grenze. Assassin's Creed 4 etwa berechnet die Xbox One in 1.600 x 900 Pixeln in Kombination mit einer wenig leistungsintensiven Postprocessing-Kantenglättung. Der so entstandene Framebuffer wird in einer von drei Display Planes (eine Art Frontbuffer) gespeichert. Die Nutzeroberfläche, das Head-up-Display, rendert Assassin's Creed 4 in derselben Auflösung und schreibt sie in eine weitere Display Plane.

  • Die DCE befindet sich im Main SoC im AV Out. (Bild: Microsoft)
  • Auf diesem Diagramm ist sie Teil des hellgrünen "AV Out Resize Composit"-Blocks. (Bild: Microsoft)
  • CoD Ghosts, DCE ohne Update (Screenshot: Digital Foundry)
  • CoD Ghosts, DCE mit Update (Screenshot: Digital Foundry)
  • Assassin's Creed 4, DCE ohne Update (Screenshot: Digital Foundry)
  • Assassin's Creed 4, DCE mit Update (Screenshot: Digital Foundry)
  • Killer Instinct, DCE ohne Update (Screenshot: Digital Foundry)
  • Killer Instinct, DCE mit Update (Screenshot: Digital Foundry)
  • Ryse nutzt einen von Crytek programmierte Skalierung und nicht die DCE (Bild: Crytek)
Die DCE befindet sich im Main SoC im AV Out. (Bild: Microsoft)

Da die Xbox One jedoch nur ein 720p- oder ein 1080p-Bild an den Fernseher weitergeben kann, müssen die Display Planes je nach Ausgabeauflösung herunter- respektive hochskaliert und verschmolzen werden. Bei der Xbox 360 machen dies die Pixelshader der Xenos-GPU, bei der Xbox One die Display Scanout Engine (DCE).

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Diese Einheit im Displaybereich des SoC der Konsole skaliert unabhängig von den Shader-Einheiten die Framebuffer. Die Display Scanout Engine vergrößert oder verkleinert das Bild, ohne wertvolle Rechenzeit zu kosten. Diese ist somit frei, um die Bildqualität (Auflösung sowie Kantenglättung), Grafikqualität (Effekte etc.) oder die Zahl der Bilder pro Sekunde zu erhöhen.

Bilinear, Lanczos oder Nice-Filter 
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elitezocker 17. Aug 2014

Du meinst 5 Mio Konsolen Vorsprung der PS4 ist *knapp* XD

elitezocker 17. Aug 2014

Ersetze Sony durch Nintendo und Dein Satz ist korrekt. Nintendo wird noch 2-3 Jahre vor...

lightview 23. Apr 2014

Was HerrManelig hier schreibt stimmt schon. Jetzt einen einzigen Game-Titel als...

lightview 23. Apr 2014

Die meinen mit "Next-Gen" nicht "Die nächste Generation des Spielerlebnisses auf einer...

lightview 23. Apr 2014

Was bringt einem kommendes DX12, Berechnungen von der Cloud und sonstig optimierter...


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