Virtual-Reality-Benchmarks: Geforce gegen Radeon in VR-Spielen

Reichen eine Geforce GTX 1070 Ti oder Radeon RX Vega 56 für aktuelle Virtual-Reality-Titel? Wir haben mit einer Handvoll Spielen getestet, welche 450-Euro-Grafikkarte schneller ist. Besonders interessant ist dabei Oculus' Asynchronous Spacewarp.

Ein Test von Marc Sauter veröffentlicht am 5. Dezember 2017, 12:00 Uhr

Geforce GTX 1070 Ti und Radeon RX Vega 56 (Bild: Martin Wolf/Golem.de)

Ohne ein Headset ist es kaum möglich herauszufinden, ob der eigene Rechner genügend Leistung für anspruchsvolle Virtual-Reality-Spiele hat. Die Anforderungen unterscheiden sich deutlich von 3D-Titeln und Benchmarks wie VRMark oder VRScore geben keine konkreten Anhaltspunkte für echte Spiele. Die SDKs von Oculus und Valve integrieren jedoch alle Informationen, um detailliert zu testen, wie ein Titel auf einem System läuft.

Wir haben daher AMDs Radeon RX Vega 56, die wir bereits getestet haben, und Nvidias neue Geforce GTX 1070 Ti eingebaut und fünf aktuelle Spiele in mehreren Einstellungen geprüft. Zur Auswertung verwenden wir Nvidias FCAT VR, das die Daten des Event Tracing for Windows (ETW) der Oculus Runtime zusammenzieht und grafisch darstellbar macht; das ist komfortabler, als die Resultate manuell zu sortieren. Die Software kann anders als Hardware-Lösungen auch die eigentliche Render-Zeit erfassen, was wichtig ist, um Grafikkarten zu vergleichen. Da nachprüfbare Informationen der Runtime ausgewertet werden, handelt es sich bei FCAT VR um herstellerneutrale Software; sie bevorzugt Nvidias eigene Modelle also nicht.

Um das Spielgefühl in VR zu charakterisieren, ist die durchschnittliche Bildrate (fps) wenig zielführend, die Render-Zeit in Millisekunden pro Bild (Frametime) nützt mehr. Grundsätzlich sollte das System - vor allem CPU und Grafikkarte - eine Bildrate von mindestens 90 fps erreichen oder umgerechnet unter 11,1 ms pro Frame. Die Display-Auflösung des Oculus Rift (Test) liegt bei 1.080 x 1.200 Pixeln pro Auge, die Render-Auflösung aufgrund der anzuwendenden Verzerrung bei etwa 1.344 x 1.600 Bildpunkten. Die meisten VR-Spiele haben im Grafikmenü allerdings eine Option, um die Pixelmenge zu erhöhen, was die Darstellungsqualität sichtlich verbessert. Typisch sind 150 Prozent der Ausgangsauflösung, also rund 1.646 x 1.960 Bildpunkte.

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Geforce GTX 1070 Ti und Radeon RX Vega 56 (Foto: Martin Wolf/Golem.de)

Auch starke Grafikkarten liefern nicht durchgängig (über) 90 fps. Deshalb haben sich Oculus und Valve diverse Tricks einfallen lassen, um dennoch ein flüssiges Spielgefühl zu erreichen. Da wir mit einem Rift getestet haben, erläutern wir die Oculus-Technik: Erkennt die Runtime, dass 90 fps nicht haltbar sind, drosselt sie auf 45 fps und generiert künstliche Frames per exklusivem Asynchronous Spacewarp (ASW). Der erschafft synthetische Frames, welche die Position des Spielers und seiner Hände im Raum sowie die Lage von sich bewegenden Figuren oder Objekten mit einbeziehen. Ausgehend von 45 fps und synthetischen Frames werden 90 fps auf dem 90-Hz-Display ausgegeben.

Nicht gerenderte Bilder stören am meisten

Im direkten Vergleich ist der native 90-fps-Modus etwas flüssiger als der 45-fps-Betrieb. Wir zumindest sehen den Unterschied anhand gelegentlicher Interpolationsfehler und weil unsere Augen die Darstellung als anstrengender empfinden. Definitiv störend, weil ruckelnd, sind nicht gerenderte Bilder (Dropped Frames und War Misses). Sie treten auf, wenn die Zeit fehlt, um innerhalb eines Display-Refresh-Intervalls einen Frame zu berechnen oder den Asynchronous Spacewarp durchzuführen. Dies passiert selten, meistens kann die Oculus Runtime noch einen synthetischen Frame generieren.

Nachdem wir dieses Basiswissen geklärt haben, können wir zu den Messwerten übergehen. Wir haben fünf für das Rift erhältliche Spiele getestet: Lone Echo, Robo Recall, Serious Sam VR, Space Pirate Trainer und The Climb. Es kommt jeweils eine 120 Sekunden lange Szene zum Einsatz, die doppelt gespielt wird, um Anomalien zu entdecken. In den Diagrammen ist der zweite Durchlauf abgebildet, weil dann die Grafikkarten warmgelaufen sind. Wir nutzen einen Front-Facing-Aufbau mit zwei Rift-Sensoren für Oculus Touch.