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GeForce4 のFSAA
2002/06/25 作成
はじめに
GeForce4 がサポートする FSAA のベンチマーク＆画質比較を行います。
さて、GeForce4 から新しく実装された『Accuview Shifted Antialiasing』の能力や いかに！


FSAA の種類
■ スーパーサンプリング 従来の FSAA の手法。
GF4 では 2x/4x モードをサポート。
■ Quincunx モード 『HRAA（High Resolution Anti-Aliasing）』とも呼ばれる。
GF3 から採用されたモード。
ビデオメモリへの負荷が少ないのが特長。
■ Accuview Shifted Antialiasing 『4xS』 『6x』などと表記されることがある。
Quincunx モードの改良版。
今のところ、Direct3D でしか機能しない。

▼ Leadtek　WinFast A250 TD / Win2000 SP2 / Detonator 29.60 における FSAA の設定画面



テスト環境
CPU AthlonXP 1600+＠1743MHz（166*10.5 / 1.85V）
M/B EPoX　EP-8K3A+（BIOS 2312 / メモリ最速設定）
Memory OCZ　PC3200 256MB
VGA Leadtek　WinFast A250 TD＠Ti4600 相当（GPU300、MEM650 に OC / Detonator 29.60）
PCI SB Audigy / LGY-PCI-TXC
OS Win2000 SP2（DirectX 8.1 / 4in1 4.39β）
備考 FSAA はドライバ側で手動設定 / V-Sync は常に OFF


3DMark2000 v1.1
▼ 設定 ： デフォルト（1024x768x16 / Z16 / T16 / TB / D3D Hardware T&L）
NO-AA 2x-AA Quincunx 4x-AA 4xS-AA
3DMark Result 14280 13008 13021 8582 7338
CPU Speed 737 734 736 701 683
Game 1 - Helicopter - Low Detail 265.5 254.6 255.3 159.4 126.6
Game 1 - Helicopter - Medium Detail 202.2 191.1 191.6 129.5 105.7
Game 1 - Helicopter - High Detail 140.7 118.9 119.1 73.5 61.2
Game 2 - Adventure - Low Detail 334.8 278.9 278.6 147.7 127.8
Game 2 - Adventure - Medium Detail 154.1 149.6 149.5 121.5 110.7
Game 2 - Adventure - High Detail 92.7 90.9 91.0 83.6 79.6
Fill Rate (Single-Texturing) 1171.8 747.6 747.6 351.6 316.6
Fill Rate (Multi-Texturing) 2302.1 2296.7 2296.5 1023.6 721.6
High Polygon Count (1 Light) 40064 37092 36606 24608 21859
High Polygon Count (4 Lights) 21477 20513 20513 15624 14609
High Polygon Count (8 Lights) 11722 11517 11516 9858 9629
8MB Texture Rendering Speed 938.9 668.4 668.3 239.5 219.5
16MB Texture Rendering Speed 582.5 551.3 550.5 242.9 221.0
32MB Texture Rendering Speed 318.2 312.6 313.6 228.5 213.4
64MB Texture Rendering Speed 166.8 164.9 164.1 161.5 162.2
Bump Mapping (Emboss, 3-pass) 584.6 410.9 411.0 169.8 161.8
Bump Mapping (Emboss, 2-pass) 803.0 554.1 554.4 208.7 201.3
Bump Mapping (Emboss, 1-pass) 1304.3 911.6 911.6 287.0 274.9
Bump Mapping (Environment) 739.8 633.9 633.9 271.6 214.8

▼ Game Score の内訳


3DMark2001 SE （build 330）
▼ 設定 ： デフォルト（1024x768x32 / Z24 / DXTC / DB / D3D Pure Hardware T&L）
NO-AA 2x-AA Quincunx 4x-AA 4xS-AA
3DMark Score 11859 9758 9753 6235 5868
Game 1 - Car Chase - Low Detail 179.8 156.8 156.6 92.0 84.8
Game 1 - Car Chase - High Detail 64.3 63.2 63.3 55.5 51.9
Game 2 - Dragothic - Low Detail 202.1 146.5 146.4 81.9 81.2
Game 2 - Dragothic - High Detail 117.2 93.4 93.7 62.8 57.7
Game 3 - Lobby - Low Detail 166.8 138.2 137.2 75.9 73.0
Game 3 - Lobby - High Detail 77.1 67.7 67.8 40.7 41.0
Game 4 - Nature 59.9 42.8 42.8 27.8 23.2
Fill Rate (Single-Texturing) 1095.6 666.4 666.5 370.8 338.7
Fill Rate (Multi-Texturing) 2342.2 1707.0 1705.6 866.9 866.0
High Polygon Count (1 Light) 50.9 46.7 46.8 36.8 37.1
High Polygon Count (8 Lights) 12.6 12.4 12.4 11.5 11.5
Environment Bump Mapping 180.6 146.8 146.8 88.6 78.4
DOT3 Bump Mapping 165.2 107.2 107.3 59.2 53.4
Vertex Shader 104.5 92.5 92.6 65.5 64.4
Pixel Shader 127.2 108.2 108.2 75.3 53.3
Advanced Pixel Shader 99.9 76.6 76.6 47.0 41.0
Point Sprites 32.8 21.8 21.8 13.8 19.1

▼ Game Score の内訳


Codecreatures Benchmark Pro v1.0.0
▼ 設定 ： 1024x768 / Disable Music Playback
NO-AA 2x-AA Quincunx 4x-AA 4xS-AA
Total - - - - -
avg.number of frames/sec 27.8 23.6 23.8 17.7 15.9
max.number of frames/sec 41 33 33 23 20
avg.number of polys/sec 9.7 8.5 8.5 6.8 6.2
max.number of polys/sec 13.5 12.5 12.6 10.7 10.2
total amount of frames 3654 3069 3068 2271 2071
Per Section - - - - -
Grass Section （cam 1,2,3,4） - - - - -
avg.number of frames/sec 32.8 26.3 26.3 17.7 15.7
max.number of frames/sec 41 33 33 23 20
Water Section （cam 5,6,7,8） - - - - -
avg.number of frames/sec 23.9 21.7 21.7 17.8 16.2
max.number of frames/sec 37 27 27 21 20

▼ 総フレーム数の比較



N-Bench v2.0
▼ 設定 ： デフォルト
NO-AA 2x-AA Quincunx 4x-AA 4xS-AA
CPU Benchmark Score - - - - -
Integer 1 (Tunnel) 2687 2685 2681 2680 2681
Integer 2 (Mandelbrot) 2073 2064 2056 2073 2047
FPU 1 (Chase) 1961 1948 1968 1960 1955
FPU 2 (Rigid Body) 1744 1745 1745 1754 1757
CPU Overall 2116 2110 2112 2116 2110
3D Benchmark Score - - - - -
Low 1 (Leaves) 2097
27.01 FPS		 2080
26.79 FPS		 2084
26.87 FPS		 2087
26.91 FPS		 2084
26.85 FPS
Low 2 (Breath) 2556
95.58 FPS		 2420
90.47 FPS		 2428
90.75 FPS		 1856
69.38 FPS		 1869
69.88 FPS
High 1 (Leaves) 3276
27.77 FPS		 3247
27.53 FPS		 3247
27.53 FPS		 2464
20.90 FPS		 2431
20.62 FPS
High 2 (Breath) 3091
72.69 FPS		 3034
71.34 FPS		 3033
71.28 FPS		 1579
37.14 FPS		 1522
35.79 FPS
3D Overall 2755
55.76 FPS		 2695
54.03 FPS		 2698
54.11 FPS		 1996
38.58 FPS		 1976
38.29 FPS
Overall Score 2435
55.76 FPS		 2402
54.03 FPS		 2405
54.11 FPS		 2056
38.58 FPS		 2043
38.29 FPS

▼ 3D Benchmark Score の内訳


GL Excess v1.1a
▼ 設定 ： 1024x768x32
NO-AA 2x-AA Quincunx 4x-AA 4xS-AA
XSMARKS 8119 6185 6187 4235 4234
Scene 1 238 129 128 60 60
Scene 2 151 152 151 149 149
Scene 3 375 250 250 126 126
SUMMARIES 7553 4011 3993 1903 1903
Scene 4 97 63 64 34 34
Scene 5 275 150 149 69 69
Scene 6 307 199 199 103 103
SUMMARIES 10656 8115 8116 4140 4130
Scene 7 202 142 141 75 75
Scene 8 247 178 177 95 93
Scene 9 177 94 94 46 46
SUMMARIES 4041 2797 2838 1631 1638
Scene 10 88 69 70 34 34
Scene 11 166 131 131 63 62
Scene 12 197 102 102 48 48
SUMMARIES 6817 6546 6532 6178 6176
＃各 Scene のスコアは Average FPS です。MIN ＆ MAX 値は省略します。

▼ Scene（Average FPS）の内訳


QuakeⅢ ARENA DEMO001
▼ 設定 ： 1024x768x32 / グラフィック オプションは全て最高画質設定
NO-AA 2x-AA Quincunx 4x-AA 4xS-AA
seconds 6.2 7.0 7.0 11.7 11.7
fps 218.5 193.4 193.2 115.4 115.4


Comanche 4 Demo v1.0.1.18
▼ 設定 ： 1024x768x32 / DXTC=ENABLED / AUDIO=OFF / SHADERS=ENABLED
NO-AA 2x-AA Quincunx 4x-AA 4xS-AA
Frames per second 45.31 44.30 44.14 38.71 37.11
Tris per second 9,023,134 8,822,489 8,790,751 7,708,903 7,390,711


画像比較
メダル オブ オナー アライド アサルト
▼ 設定 ： 800x600x32 / グラフィック オプションは全て最高画質設定
NO-AA 2x-AA Quincunx 4x-AA 4xS-AA
＃画像をクリックすると拡大表示されます。


 エアロダンシング i
▼ 設定 ： 800x600x32 / グラフィック オプションは全て最高画質設定
NO-AA 2x-AA Quincunx 4x-AA 4xS-AA
キャプチャー不能 キャプチャー不能
＃画像をクリックすると拡大表示されます。


 3DMark2001 SE （build 330）
▼ 設定 ： 800x600x32 / Z24 / DXTC / DB / D3D Pure Hardware T&L
NO-AA 2x-AA Quincunx 4x-AA 4xS-AA
＃画像をクリックすると拡大表示されます。


まとめ
各種ベンチマークの結果を見ると、2x モードと Quincunx は それほどパフォーマンスは低下しませんが、4x モードと 4xS モードはパフォーマンスの低下が大きいことが判ります。
最近の 3D ゲームを高解像度・フルオプションで行う場合、4x(S) モードだと fps が低下して重く感じることがあるかもしれません。
しかし実際のところ、1024x768 以上の解像度では NO-AA でもジャギーは少ないため、高解像度で 4x(S) モードを使う必要性はほとんどありません。
4x(S) モード は、低解像度で使用すると良いでしょう。

次に、画像を比較すると、2x モードでジャギーが相当軽減されており、4xS モードではジャギーはほぼ完全に消えています。
GF4 のアンチエイリアシング技術のレベルはなかなかのモノだと思います。
ただ、『エアロダンシング i』の場合、2x モードと Quincunx に設定すると動作がおかしくなりました。
最新リファレンスドライバである Detonator 29.42 でも同じ状況であったことから、『エアロダンシング i』に何らかの問題がありそうです。

GeForce の FSAA における今後の課題は、4x(S) モードでのパフォーマンス低下をより少なくするということでしょうね。
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