FSR 3 mit FMF im Test: AMDs Frame Generation verwirrt, zickt und zeigt Potenzial

10.10.2023 12:00 Uhr

Bild: AMD

Mit FSR 3 inklusive „Fluid Motion Frames“ (FMF) ist AMDs Konkurrenztechnologie zu Nvidias DLSS Frame Generation in zwei ersten Spielen verfügbar. ComputerBase hat die Technik analysiert und versucht sie zu verstehen. Das ist aktuell allerdings gar nicht so einfach, denn Probleme überschatten die sehr guten Ansätze im Test.

AMDs Frame Generation: FSR 3 mit „Fluid Motion Frames“

Lange hat es gedauert. AMD hatte die Konkurrenztechnologie zu Nvidias DLSS 3 Frame Generation bereits zur Vorstellung der RDNA-3-Grafikkarten im November 2022 angekündigt. Dann blieb es ziemlich still, bis es weitere Informationen auf der gamescom im August gegeben hat. Am 28. September folgte dann plötzlich die Ankündigung, dass FSR 3 mit „Fluid Motion Frames“ am darauffolgenden Freitag in Forspoken und Immortals of Aveum erscheinen wird.

AMDs Frame Generation ist da – aber wie?

An besagtem Freitag erfolgte dann neben der nativen Umsetzung der künstlichen Zwischenbilder im Rahmen von FSR 3 (als FMF bezeichnet) auch noch die völlig überraschende Freigabe einer Vorschau der Treiber-Umsetzung, die in jedem DirectX-11/12-Spiel auf Radeon RX 7000 & 6000 funktionieren soll (AFMF bezeichnet). „AMDs Frame Generation“ war endlich verfügbar – ohne dass sich der Hersteller dazu weiter äußerte. Und das hat sich anderthalb Wochen später nicht geändert.

Es gab für die Presse nicht nur nichts vorab, auch sind bis heute keinerlei Dokumentationen oder Informationen von AMD vorhanden und parallel laufen die Foren über mit Problemberichten: Mal läuft FSR 3 FMF, mal nicht, mal gibt es Probleme, mal nicht. Und wer redet überhaupt über FMF in den zwei unterstützten Spielen und wer vom Treiber-Ansatz „AFMF“, der ganz anders funktioniert?

Kurzum: Die Verwirrung ist enorm und hat zur Folge, dass der sich bis dato gefestigte Eindruck von FSR 3 mit FMF respektive „AFMF“ überwiegend negativ ist.

FPS, Latenz, Bildqualität und allgemeines Verhalten stehen im Fokus

ComputerBase wird mit diesem Artikel versuchen zumindest etwas Klarheit ins Dunkel bringen, wenngleich das gar nicht so einfach gewesen ist. Im Fokus stehen dabei nicht nur Benchmarks, sondern auch Analysen zur Bildqualität, zur Latenz und zum generellen Verhalten von FSR 3.

Wichtig: ComputerBase hat sich für diesen Artikel nur die native Umsetzung der Fluid-Motion-Frames-Technologie (FMF) in Spielen angesehen, wo sie zusammen mit FSR 3 als finale Lösung angeboten wird. Diese Umsetzung kann auf mehr Informationen aus dem Spiel zurückgreifen (Stichwort „Motion Vectors“) als die für Anfang 2024 angekündigte Treiber-Umsetzung der künstlichen Zwischenbilder, die AMD als „AFMF“ bezeichnet. AFMF, das nur über einen Vorschau-Treiber auf Radeon RX 7000 und Radeon RX 6000 potentiell in jedem DirectX-11- und DirectX-12-Spiel bereits testweise genutzt werden kann, scheint Rückmeldungen aus der Community zufolge allerdings von denselben Problemen betroffen zu sein und bietet eher noch keine derart überzeugende Bildqualität. Aber diese Funktion ist auch noch nicht final freigegeben.

Die Kurzfassung: Was ist FSR 3 FMF überhaupt?

FSR 3 setzt auf dem Vorgänger FSR 2 auf und übernimmt dessen Super-Resolution-Technologie, sprich den Upsampling-Teil. Entsprechend gibt es auch bei FSR 3 die Qualitätsmodi „Quality“, „Balanced“, „Performance“ und „Ultra Performance“, die alle mit einer reduzierten Renderauflösung arbeiten, um die FPS zu erhöhen. Ein temporaler Algorithmus vergleicht die Bilder dann miteinander, um verloren gegangene Details wiederherzustellen, sodass die Bildqualität oft nicht schlechter ausfällt als mit nativer Auflösung und manchmal sogar besser ist. AMD will mit FSR 3 auch diesen bekannten Super-Resolution-Algorithmus minimal gegenüber FSR 2 verbessert haben, die Unterschiede sollen aber nur geringfügig sein. Neu hinzugekommen ist die Qualitätsstufe „Native“, die schlicht den FSR-SR-Algorithmus mit der nativen Auflösung verbindet – AMDs Antwort auf Nvidias DLAA.

Gänzlich neu bei FSR 3 ist „Fluid Motion Frames“ (FMF), das wie Nvidias DLSS Frame Generation operiert: Zwischen zwei real gerenderten Frames wird ein weiterer Frame eingefügt, der die Animations-FPS erhöhen soll. Anders als Nvidias Lösung nutzt FMF dazu aber kein neuronales Netzwerk, sondern einen klassischen Algorithmus mittels Compute, der auf den normalen Shader-ALUs mit FP16-Genauigkeit berechnet wird. Das ist auch der Grund, warum FSR 3 nicht nur auf modernen AMD-Grafikkarten läuft. Ab der Radeon RX 5000 (AMD RDNA) und der GeForce RTX 2000 (Nvidia Turing) ist FSR 3 offiziell lauffähig. Doch auch ältere AMD- sowie Nvidia-Grafikkarten und Intels Arc-Modelle werden FSR 3 ausführen können, nur eben nicht mit offizieller Unterstützung.

FSR, FMF, DLSS und FG im Überblick

AMD-Technologie	Nvidia-Technologie	Wirkung
FidelityFX Super Resolution (FSR (1)/2/3)	Deep Learning Super Sampling (DLSS (1)/2/3)	Upscaling, d. h., Bilder werden in niedrigerer Auflösung (je nach eingestellter Stufe) gerendert und dann hochskaliert. Muss vom Spiel unterstützt werden.
AMD Fluid Motion Frames (FMF)	Frame Generation (FG)	Künstliche Zwischenbilder zwischen zwei gerenderten Frames. Kann bei AMD entweder im Spiel implementiert werden (aktuell in Forspoken und Immortals of Aveum, als „FMF“ bezeichnet) und ist dann auf Grafikkarten von AMD, Nvidia und Intel lauffähig oder über den Treiber aktiviert sein (vorerst als Technologie-Vorschau, „AFMF“ bezeichnet), was aber nur auf Radeon RX 7000 und RX 6000 funktioniert. Nvidia Frame Generation läuft wiederum nur auf GeForce RTX 4000 und setzt aktuell eine Implementierung im Spiel voraus.
–	Ray Reconstruction	Ersetzt den bis dato genutzten Denoiser (Entrauscher) für RT-Effekte in Spielen. Soll die Darstellungsqualität der RT-Effekte insbesondere in Kombination mit DLSS verbessern

AMD FMF funktioniert sehr ähnlich wie Nvidias Frame Generation: Mit Hilfe von „Motion Vectors“ (die Entwickler kennzeichnen die genaue Positionsänderungen von Pixeln) und „Optical Flow“ (kümmert sich um bewegende Pixel, die keine Bewegungsvektoren haben) stellt der Algorithmus die genauen Positionsunterschiede der Pixel innerhalb von zwei Frames fest und erstellt auf dieser Basis dann einen dritten Frame, der zwischen den beiden Ursprungsbildern liegt. Nur eben, dass „Optical Flow“ nicht per neuronalem Netzwerk auf etwaigen KI-Kernen berechnet wird, sondern klassisch per Compute auf den FP32-ALUs.

AMD FSR 3 ist am Ende nicht mit FMF gleichzusetzen. FMF wurde mit FSR 3 eingeführt und dürfte es auch in Zukunft nur in Spielen, die FSR 3 bieten, geben, so wie Nvidia Frame Generation nur in Titeln mit DLSS 3 verfügbar ist. Ob „ein Spiel hat FSR 3“ auch bedeutet, dass FMF implementiert ist, ist hingegen noch nicht gesichert. Auch DLSS Frame Generation gibt es nicht in jedem Titel, der Upscaling nach DLSS 3 beherrscht.

Die Bildqualität von FSR 3 FMF

Nvidias künstlich per DLSS Frame Generation erzeugte Bilder sehen teils zwar erstaunlich gut aus, haben einzeln aber auch mit Grafikfehlern zu kämpfen. Je nach Spielart fallen sie quasi gar nicht auf oder machen sich leicht negativ bemerkbar. Vor allem Third-Person-Titel werden schnell problematisch, Forspoken könnte damit eine schwere Herausforderung für FSR 3 sein. Und auch die Darstellung von HUDs sind mit DLSS FG immer mal wieder ein Problem, obschon Nvidia dies bereits deutlich verbessert hat.

Hier gibt es eine erste positive Überraschung von FSR 3. Weder Forspoken noch Immortals of Aveum haben auch nur irgendein Problem mit dem HUD – es wird genauso gut dargestellt wie ohne die Frame Generation. AMD hatte bereits vorab erwähnt, dass FSR 3 keine Probleme mit HUDs haben soll, und zumindest in den ersten zwei Games scheint sich dies voll zu Bewahrheiten. In Immortals of Aveum werden HUD-Probleme dadurch behoben, dass es einfach nur bei jedem zweiten Frame aktualisiert wird – die künstlichen Frames arbeiten also mit exakt dem gleichen HUD wie beim gerenderten Frame. Das fällt aber nur auf, wenn man sich in einer Videoanalyse jeden Frame einzeln anschaut, beim Spielen bleibt dies unauffällig.

Bei der Bildqualität zeigt FSR 3 FMF keine Nachteile

Doch nicht nur das HUD, auch die generelle Bildqualität von FMF ist erstaunlich gut. Vorab hat man vermutet, dass es AMD schwer fallen wird, gut aussehende künstlich erstellte Bilder mittels Compute-Algorithmus zu erstellen, denn dies soll laut Nvidia der große Vorteil des neuronalen Netzwerkes und des Optical-Flow-Accelerators in den Tensor-Kernen sein. Doch benötigt wird das offenbar nicht.

Beim normalen Bewegen durch Immortals of Aveum fallen einem mit FSR 3 genauso viele durch Frame Generation erzeugte Grafikfehler auf wie mit DLSS 3, nämlich gar keine. Selbst wenn man einzelne Frames ganz genau analysiert, wird es meist unmöglich festzustellen sein, welches Bild gerendert worden ist und welches nicht. Auch schnelle Bewegungen zeigen keinerlei Auffälligkeiten. Das HUD macht mit DLSS 3 Frame Generation leichte Probleme, hier hat FSR 3 gar einen Vorteil.

AMD FSR 3 Fluid Motion Frames – Immortals of Aveum

Kritisch werden mit FG und FMF einzig sehr schnelle Sequenzen. Bei manchen Zaubern bewegt der Protagonist seine Hand sehr schnell und vor allem sehr ruckartig. Genau hier zeigen dann sowohl DLSS als auch FSR Grafikfehler bei den künstlich erzeugten Frames, die sogar noch sehr ähnlich sind. So verlieren die Zaubereffekte an Klarheit während der Erstellung und die Hand wird teils bruchstückhaft dargestellt, da weder DLSS FG noch FSR 3 FMF die Bewegung korrekt verfolgen beziehungsweise interpolieren konnten.

Das sind schlussendlich aber in beiden Fällen keine Grafikfehler, die beim Spielen auffallen – auch nicht, wenn man genau darauf achtet. Dafür sind sie einfach zu geringfügig und vor allem sind die kaputten Frames schnell genug wieder vom Bildschirm verschwunden. Was die Grafikqualität der Frame Generation betrifft, sind DLSS und FSR in Immortals of Aveum absolut gleichwertig.

Auch im Problemfall gute Ergebnisse

Forspoken ist erfahrungsgemäß dann das Worst-Case-Szenario für „Fluid Motion Frames“, zumindest DLSS Frame Generation zeigt in Third-Person-Spielen die größten Probleme. Ein direkter Vergleich mit Nvidias-Technologie ist in dem Game jedoch nicht möglich, denn zwar wird Super Resolution unterstützt, FG aber nicht.

Die Entwickler nutzen denselben HUD-Trick in Forspoken wie in Immortals of Aveum: Es wird nur bei den gerenderten FPS aktualisiert, Grafikfehler gibt es entsprechend keine. Und obschon kein direkter Vergleich mit DLSS 3 FG möglich ist, scheinen die auftretenden Grafikfehler ähnlich zu sein. Mit der Umgebungsgrafik hat FSR 3 kein Problem, sie ist beim Spielen absolut nicht von den gerenderten Frames zu unterscheiden. Und auch bei der einzelnen Frame-Analyse fallen quasi keinerlei Fehler auf.

AMD FSR 3 Fluid Motion Frames – Forspoken

Die Darstellung des Spielcharakters ist dagegen eine andere Nummer. Denn schnelle Kamerabewegungen erzeugen an diesem Grafikfehler, primär in Form von Ghosting-Artefakten. Beim Spielen bleiben sie aber unbemerkt, nur bei der Bildanalyse zeigen sich die Fehler. Abgesehen davon bleibt der FMF-Algorithmus allerdings erstaunlich stabil, selbst hektische Richtungsänderungen bringen FSR 3 nicht aus der Ruhe. DLSS 3 Frame Generation zeigt in Spider-Man größere Grafikfehler.

Die Enttäuschung: FSR 3 Super Resolution bleibt DLSS klar unterlegen

Die Frame Generation beziehungsweise „Fluid Motion Frames“ von FSR 3 ist bezüglich der optischen Qualität mit DLSS FG absolut gleichwertig und selbigem teils gar überlegen – zumindest solange man dies anhand von gerade mal zwei Titeln schon beurteilen kann. Auch wenn AMD bereits von vornherein nur geringfügige Verbesserungen beim Super-Resolution-Part angekündigt hat, ist dies schlussendlich die grafische Enttäuschung.

Denn der Super-Resolution-Algorithmus von FSR 3 ist dem von DLSS nach wie vor klar unterlegen. In Ultra HD schlägt er sich zwar meist noch ordentlich und ist dem Spiel-AA ebenbürtig bis überlegen, bei einzelnen Effekten und vor allem geringeren Auflösungen zieht DLSS aber klar vorbei. Vor allem kleine Objekte und solche, die plötzlich sichtbar werden (Disocclusion), sind der Endgegner für FSR Super Resolution, die mit der dritten Auflage genauso problematisch bleiben wie mit der zweiten Version. Hier sind Nvidias DLSS und auch Intels XeSS massiv besser und selbst Epics in der UE5 integriertes TAAU ist klar überlegen.

Der theoretisch bessere neue Native-Mode weiß ebenfalls nicht zu überzeugen. Offenbar hat AMD auch hier keine Änderungen am Algorithmus vorgenommen, was zur Folge hat, dass die native Renderauflösung mitsamt FSR Super Resolution zwar ein sehr (bzw. zu) scharfes, detailreiches Bild abliefert, aber auch eines, das oft mehr flimmert als FSR „Quality“ – und das sollte so keinesfalls sein. Dadurch ist der Modus quasi unbrauchbar, da zwar ein Teil der Grafik besser aussieht als mit FSR „Quality“, ein anderer, großer Teil aber schlechter. Hier muss AMD noch einmal ran.