G92 Image Quality Investigation

[becco]

Selain menonjolkan image quality filtering, chip grafis terbaru dari G92 ini mengkombinasikan fitur tradisional multisampling dengan teknologi baru yakni coverage sample antialiasing. Mereka mengklaim bahwa mode coverage akan memberikan kualitas 16xAA dengan beban frambuffer mirip 4xMSAA. Pada dasarnya, fitur-fitur ini sudah terimplementasikan pada G80, namun revisi pada G92 kali ini adalah performa. Perlu diketahui, G80-8800GTX memiliki 24ROP untuk memainkan semua fitur AA tersebut dengan baik, tapi di chip G92 kali ini, kartu ini hanya bermain dengan 16ROP saja. ROP unit yang lebih sedikit ini tentu saja sudah di-extend kemampuannya. Tak heran kalau AA di G92 bisa sama kencangnya dengan G80-8800GTX/Ultra pada resolusi G92-8800GT itu seharusnya berada.
*ROP adalah render back-end, unit yang tertanam pada chip grafis untuk menangani pixel fillrate, Z dan Antialiasing.

[becco]

G92 IQ Processor


Chip GPU Nvidia G92 yang akan diinvetivigasi kali ini adalah WinFast PX8800 GT dari Leadtek. Adapun chip ini dipersenjatai dengan spesifikasi sebagai berikut:
Core
- Core clock: 600Mhz
- Shader clock: 1500Mhz
- Stream Processor: 112 unit

ROP
- Render back-ends: 16 unit

TMU
- Texture Processor: 28 unit
- Texture Addressing: 56 unit
- Texture Filtering: 56 unit

Memory
- Memory Interface: 256 bit
- Memory type: GDDR3 1.0ns
- Memory clock: 1800Mhz

G92 Luminex Engine
Antialiasing
- Multisampling
- Coverage sampling
- Transparency (Multisample dan Supersample)
- HDR + AA

Filtering
- Bilinear
- Trilinear
- Anisotropic 2x, 4x, 8x, 16x



Used Software
- Nvidia Forceware 169.09
- Microsoft Windows XP Professional SP2
- Microsoft DirectX 9.0c (update November 2007)
- Microsoft Excel 2002 (chart and statistic)
- Futuremark 3DMark2006 (IQ test)
- Futuremark 3DMark2003 (IQ test)
- Crysis by EA and Crytek (IQ test)
- D3D AF Tester v1.3 (IQ Test)
- Fraps v2.2.5 (grab screen)
- ACDSee 7.0 (resize, cropping and convert)
- Microsoft Paint (adding text info)

[becco]

Antialiasing Investigation
Sebelum berbicara tentang Antialiasing pada G92, sebaiknya kita mengenal antialiasing itu sendiri. Antialiasing digunakan untuk menghaluskan gambar/texture yang bergerigi. Misal jika kita main game menemukan objek tangga atau tiang yang sangat bergerigi. Antialiasing akan mengambil color/z-sample baru dari gerigi di tiang (misal) dengan warna yang di sebelahnya. Untuk lalu diproduksi texture dengan warna baru hasil pendekatan yang secara teori akan menghaluskan gerigi tadi.





Supersampling: adalah teknik tradisional pertama kali yang dipakai oleh kartu grafis. Supersampling benar-benar akan memberikan kualitas gambar yang sangat baik. Namun, teknik ini membutuhkan tenaga yang super dan akan ada fillrate bottleneck. Teknik ini sangat tradisional, yang memang tidak efektif untuk aplikasi-aplikasi dan ketersediaan kartu grafis pada masa sekarang. Supersampling mengambil lebih banyak color/z-sampling dalam satu block untuk kemudian membuat texture baru dari hasil pendekatan.

Multisampling: adalah hybrid dari Supersampling. Teknis dipakai oleh semua kartu grafis untuk default AA mereka dan sangat familiar tentunya. Multisampling adalah teknik AA dengan mengambil color/z-sample pada texture per grid. Teknik ini telah terbukti sangat efektif menghilangkan jaggies dan jauh dari fillrate bottleneck. Kelemahan teknik ini ada pada alpha/transparency texture, yaitu pada dedaunan, pagar, semak belukar yang tidak bisa disapu bersih oleh Multisampling. Lain halnya dengan Supersampling yang bisa bekerja pada semua texture dan object ter-tender.

Adaptive/Transparency: adalah teknik tambahan yang bisa bekerja bareng dengan Multisampling. Tranparency AA ini hanya ditujukan untuk alpha/transparent texture, seperti dedaunan, pagar, semak belukar. Transparency atau Adaptive AA pada kartu grafis jaman sekarang memberikan pilhan Supersampling Adaptive dan Multisampling Adaptive. Yep .. perpaduan Multisampling dengan Tranparency tentu akan memberikan image quality sebaik supersampling.

G80/G92’s Coverage Sampling: adalah teknik antialiasing dari Nvidia Luminex engine yang bisa memberikan output laiknya 16x multisampling dengan performance hit setaraf 4x real Multisampling saja. Coverage sampling bekerja dengan cara mengkombinasikan grid pada multisampling yang diproses pada hardware ROP dengan coverage grid dari driver. Untuk lebih detilnya mari kita pelajari tentang fitur Antialiasing yang dipersembahkan oleh G80/G92 Luminex engine.


Adapun fitur AA pada control panel Nvidia adalah sebagai berikut:


FYI,
2xAA & 4xAA
Ini adalah multisampling –dengan grid 2 dan 4.


8xAA: ini bukan 8xMultisamping AA, melainkan coverage sampling!. Pada mode ini, ROP hardware akan memakai 4 grid yang sama pada 4xAA namun dengan tambahan 4 grid optional dari driver/software. Secara kasat mata, kita akan melihat 8xAA (4MSAA + 4 Coverage), namun jika diperhatikan output dengan seksama mode ini mirip sekali dengan 4xAA.


8xQ: ini adalah real 8x Multisampling. Pada mode 8xQ ternyata mengambil 8 grid color/zsample. Nanti akan kita buktikan dengan hit performa pada 8xQ yang lebih besar daripada 8xAA.


16xAA: adalah coverage sampling. Pada mode ini, ROP hardware tetap memakai 4 grid yang sama pada 4xAA, namun dengan tambahan 12 grid coverage dari driver/software. Secara kasat mata, kita akan melihat 16xAA. Saya sangat suka memakai mode ini, yang tak lain adalah 4xAA dengan tambahan 12 coverage sample … hasil sangat bagus dengan hit performa yang rasional.


16xQ: adalah coverage sampling. Mengambil 8 grid multisample dari dari 8xQ, dengan tambahan 8 grid coverage sample.



Hit Performance

Di test pada Firefly Forest 3DMark06
Dari investigasi di atas ditambah dengan chart performa antialiasing dalam persen, maka urutan quality AA pada G92 adalah:
1. 2x --> MSAA (Multisample 2x)
2. 4x --> MSAA (Multisample 4x)
3. 8x --> CSAA (Coverege: 4x+4)
4. 16x --> CSAA (Coverage: 4x+12)
5. 8xQ --> MSAA (Multisample 8x)
6. 16xQ --> CSAA (Coverage: 8x+8 )


Antialiasing Quality
Gambar diambil dari Crysis pada resolusi terendah (800x600), dengan tujuan mencari penampakan jaggies yang lebih banyak terdapat pada resolusi rendah. Disini kita akan lebih mudah mengevaluasi kualitas antialiasing.





Dari segi performance dan quality, saya merekomendasikan 8xCSAA dan 16xCSAA, daripada 8xQ yang sebenarnya adalah 8xMSAA.

[becco]

… Antialiasing investigation continue

Control Panel Usage
Pada control panel manage 3D Setting, kita akan disuguhi pilihan:

Application-controlled, (to the point aja ya), di sini murni akan memakai in-game AA. Seperti kita ketahui, game macam DiRT, Fear, HL, Doom, Crysis etc etc etc (banyak buanget) sudah mengintregasikan in-game AA dari engine mereka, yang biasa kita jumpai di option graphic.

Enhance the application setting, hal yang sangat menarik di generasi G80/G90. I’ll show you how its work.
Dengan mengeset “enhance” maka game/engine game -yang menyediakan in-game AA (seperti yang kita sebutkan di atas)- akan di force dengan AA versi Luminex engine dari Nvidia. Tapi perlu diperhatikan, anda harus mengaktifkan AA di in-game terlebih dahulu. Whatever you want, set di in-game AA 2x, 4x, 8x (bebas aja untuk formalitas), karena selanjutnya, AA dari Luminex engine lah yang akan dipakai.
Misal; set Crysis 2xAA di opsi gfx Crysis itu sendiri. Lalu pilih “enhance” di control panel dan pilih 16xAA. Maka Crysis akan jalan pada 16xCSAA
NICE! Seharusnya ini berlaku pada setiap game yang menyediakan support AA.
*reviewer adalah eks HD2000 user yang sebelumnya tidak bisa mem-force AA dari control panel di game Test Drive Unlimited.

Override any application setting , force dari control panel. Force diperlukan apabila ada limitasi dari sebuah game/engine game yang TIDAK memperbolehkan AA aktif saat HDR atau deffered shader dipakai oleh game/engine game tersebut. Berbeda dengan opsi “enhance”, versi force ini dapat bekerja pada game/engine game yang TIDAK menyediakan fitur in-game AA seperti Bioshock. Namun saya tetap merekomendasikan “enhance” mode pada kebanyakan aplikasi




next …
Adaptive/Tranparency Atialiasing
Fitur ini pertama ada di seri Radeon dengan nama Adaptive, yang membikin iri pemilik kartu GeForce. Dengan Luminex engine pada chip G80/G92, kita pun bisa menikmati adaptive AA dengan nama Transparency AA *penjelasan Transparency AA ada di post #3.



Investigasi pada dedaunan di Mother Nature, 3DMark03. Saya akan mencoba test di resolusi terendah 640x480 (many jaggies ) - dengan memakai enhance 4xAA dan kombinasi dengan Transparency AA. Yang pertama adalah No Tranparency, lalu Multisample Transparecny dan terakhir Supersample Transparency.

4xAA


4xAA l Transparency Multisampling


4xAA l Tranparency Supersampling

smooth ass!


Untuk summary performance hit bisa kita lihat di chart dibawah ini:

[becco]

Filtering Investigation


G92 ini kaya akan Texture processor, yakni 28 Unit dengan 56 Texture Adressing dan 56 Texture Filtering. Selain kekuatan texture fillrate dengan raw power yang sangat besar, seharusnya filtering Anisotropic tidak akan menjadi masalah.

Di filtering dunia 3D real time rendering, kita mengenal Bilinear, Trilinear dan Anisotropic. Referensi lengkap ada di Wikipedia Saya hanya akan meng-high light Anisotropic yang sudah menjadi makanan wajib bagi next gen game/engine game.

Tools yang digunakan adalah D3D AF Tester v1.3 yang bisa anda download di sini. Thread di gamexeon yang membahas dan image quality filtering ada di sini.

Analisis result, adalah sebagai berikut

- Sharpness -> Semakin kecil diameter warna semakin baik, karena berarti tekstur dengan mip-level/resolusi tertinggi (dalam hal ini tekstur transparan di luar tekstur warna merah) semakin lebih sering digunakan.

- Angle-independency -> Semakin bulat semakin baik. Kualitas texture filtering konsisten dari berbagai sudut.

- Mip level continuity -> Semakin halus/smooth transisi antar warna semakin baik.

- Seamlessness -> Pola garis-garis radial; semakin tidak kentara semakin baik.

*dikutip dari bro madyasiwi, developer game


Investigation began

Well … seperti yang sudah-sudah dan terdapat pada G70 (dan generasi sebelumnya) … too bad! Nvidia masih menggunakan Quality sebagai default. Sedangkan ATI pasti di high quality
Tapi ..
Jangan langsung menyimpulkan masalah tanpa investigasi. Well dengan D3D AF Tester, saya akan mencoba mengambil Image quality pada filtering 16x dengan preset control di driver, yakni: Quality saja. Sebagai pembanding, reviewer akan mencomot filtering pada GeForce generasi 7 dan ATI Radeon generasi X1000.

Quality on G70


High Quality X1000


G92


Well, pada kondisi Quality, G92 sudah mengungguli filtering quality kartu-kartu grafis generasi sebelumnya.



Anisotropic Performance
Game yang ditest adalah Synthetic, Return to Proxycon, 3DMark06. Game test ini sengaja saya pilih, karena semua juga tahu, kalo Return to Proxycon mantab! Buat menghajar texture unit pada sebuah chip kartu grafis.

Performa dalam prosentase:

[becco]

Verdict
Secara garis besar, image quality G92 ini tak beda jauh dengan G80, generasi GeForce 8800GTX. Die-shrink G80 ke 65nm dengan tambahan transistor yang secara overall memiliki efektifitas lebih baik. Berbekal 16ROP tidak membuatnya malu melalap antialiasing semulus kakaknya. TMU unit yang sangat menonjol patut menjadi perhatian pada kinerja filtering chipset ini. Reviewer menyayangkan, kenapa chip grafis ini tidak keluar sejak dulu ya hehe

IQ .. iq … IQ … saya akui Coverage sampling antialiasing patut membikin cemburu para competitor. CSAA mengkombinasikan grid ROP dengan grid simulasi dari driver. 8xCSAA (8xAA pada control panel) adalah pilihan terbaik secara quality dan performance. Coverage grid tambahan dari driver menghasilkan image yang clean and sharp. Dengan maksud dan pendekatan (yang mungkin) berbeda, hal ini perlu di cross-chek dengan fitur CFAA Narrow-tent dan Wide-tent yang lossy dari chip HD2000/HD3000. Selera sih, toh CFAA-nya HD2000/HD3000 sangat lembut dan bebas shimmer. God bless new technology … semua OK!

Kembali ke G92, seharusnya akan lebih banyak lagi variasi CSAA, dengan kombinasi grid-grid unik, namun, apa yang tersedia di Nv - control panel sudah lebih dari cukup. Set Enhance the application setting dari control panel, force CSAA dan mainkan game kesukaanmu (dengan set in-game AA sebagai formalitas) … selamat menikmati the joy of eye candy. Sungguh, opsi ini memiliki fleksibilitas dan kompatibilitas yang patut diperhitungkan.

Untuk Anisotropic filtering, saya tidak bisa banyak berkomentar …. Awesome for both quality and performance!


Score
Antialiasing
Antialiasing Feature: 9
Antialiasing Quality: 9
Antialiasing Performance: 9
Antialiasing Transparency Quality: 8
Antialiasing Transparency Performance: 8
Antialiasing Average Score: (9+9+9+8+8 )/5 = 8.6

Anisotropic Filtering
Sharpness: 9
Angle-independency: 10
Mip level continuity: 9
Seamlessness: 10
Anisotropic Performance: 10
Anisotropic Average Score: (9+10+9+10+10)/5 = 9.6

Usage factor
Compatibility: 8
Friendly of use: 9
Save profile storage: 10
Average Usage factor score: (8+9+10)/3 = 9


Overal Image Quality Score
(8.6+9.6+9)/3 =
9
The joy of eye candy!

__/becco\__



*Hasil investigasi image quality menjadi tidak berlaku untuk driver/software yang terang-terangan cheating IQ pada aplikasi tertentu. Sebagai contoh, Forceware 169.04 --> cheat IQ pada game Crysis. Useless driver! imo. Karena secara native hardware, G80/G92 cukup tangguh dan punya kelas image quality tersendiri.