Theorie: 3D vs VR - wieso frißt VR soviel mehr Performance?

[branhalor]

Moin zusammen,

ich hab da mal ne theoretische Frage:
Wieso frißt VR offenbar soviel mehr Performance als gewöhnliches 3D?

Ich spiele mit meiner Fury seit anderthalb Jahren in 3D, davor schon mit einer 7850 und einer 280X - und in den jeweiligen Auflösungen ab mind. FullHD hatte ich praktisch nie nennenswerte FPS-drops.
Aktuell kann ich Elite Dangerous in 2560x1440 in 3D spielen und bekomme 95% der Zeit 60 fps. Also alles flüssig und smooth.
Skyrim spiele ich in 3820x2160 in 3D und komme auch hier, je nach Szene, bequem zwischen 40 und 60 fps heraus. Project Cars läuft zwar nur in FullHD @3D flüssig, aber dann auch hier super smooth und ohne Ruckler.

Wenn ich mir jetzt meine Performance in VR ansehe (Pimax), dann ist meine Fury prinzipiell am Anschlag.

Kann ich ja erstmal akzeptieren, ja, ok, ist so.

Aber warum...?

Für Elite in 2560x1400 @3D muß meine Grafikkarte zwei Bilder berechnen. Wenn dabei halbwegs konstant 60 fps herauskommen, sind das 221.184.000 Pixel/s

Die VR-Auflösung in Elite liegt definitiv niedriger als 2560x1400. Für 60 fps sind also rein mathematisch definitiv weniger als die 221.000.000 Pixel/s Berechnung erforderlich.

Trotzdem ist die Fury da am Anschlag...?


Weiß jemand und kann mir mal jemand erklären, wieso das so ist?
Oder habe ich da irgendwo einen Denk- oder Verständnisfehler?

Thx
branhalor

 

[HominiLupus]

Deswegen: 2160x1200 (1080x1200 per eye) @ 90 Hz
D.h. du musst ~doppelt so viel berechnen wie bei deinen FullHD@60Hz.

90Hz sind nicht so einfach.

 

[Shaav]

Erschwerend kommt hinzu, dass ein Abfall der FPS bei 60FPS in normalen 3D-Anwendung nur zu unschönen Lags führt, in VR ein Abfall unter 90FPS hingegen gerne mal mit Übelkeit bestraft wird.

 

[Blaexe]

Er nutzt doch die Pimax mit 60Hz.

Aber warum weißt du nicht, mit welcher Auflösung du Elite mit der Pimax spielst?

FPS Drops fallen in VR aber tatsächlich deutlich stärker auf.

 

[Iscaran]

Also laut den jungs hier https://vrworld.com/2016/11/10/hands-on-review-pimax-4k-vr-headset/

Hat die Pimax 1920x2160 @ 90Hz (da overdrive über den 60Hz-Modus benutzt wird).

Rechnungsbeispiel:
FullHD: 1920x1080x60Hz = 124.4 MPixel
WQHD: 2560x1440x60Hz = 221.2 MPixel = 1.78x Full HD
Pimax VR@90Hz: 1920x2160x90Hz = 373.2 MPixel = 3x FullHD bzw. ca 1.7x WQHD

Pimax VR@60Hz: 1920x2160x90Hz = 248.8 MPixel = 2x FullHD bzw. ca 1.13x WQHD

=> Pimax braucht ca. 70% mehr Pixel zum berechnen als in WQHD wenn sie wirklich 90Hz hat...falls nur 60Hz dann ist die Performanceanforderung nur leicht höher als in WQHD aber immer noch Faktor 2 relativ zu FullHD.

EDIT übrigens muss noch berücksichtigt werden ob du wirklich 2x60 Bilder in "3D" bekommst /(z.B. in Elite) oder ob das game nicht 2x30 Bilder rechnet um damit auf die Refresh rate von 60 zu kommen.
Wenn du wirklich 2x60 Bilder in 3D hast muss die GPU nämlich eigentlich intern 120 "Hz" fahren...damit hättest du in WQHD @60Hz 3D nämlich 442.4 MPixel. Deswegen glaube ich das das bei dir nur 2x30 Bilder sind und damit eben die obigen 221 MPixel in WQHD.

 

[branhalor]

Aber warum weißt du nicht, mit welcher Auflösung du Elite mit der Pimax spielst?

Weil ich es nirgends finde bzw. es nirgends steht...?
Die Pimax selbst kann nativ bis 4K.
Aber Elite rendert ja nicht in 4K, sondern deutlich niedriger. Ich tippe eben mal auf ein Niveau, das eher bei der Rift oder der Vive liegt - ob es jetzt genau die 2.160x.1.200 sind, weiß ich nicht. Die Pimax macht dann "nur" noch das Upscaling. Aber graphische Infos, die das Spiel nicht in der Detailstufe gerendert hat, kann die Pimax ja auch nicht aus dem Nichts herbeizaubern.

@Rechnung/Theorie:
@Iscaran: Ja, Rechnfehler, ist mir jetzt auch aufgefallen:

Elite @WHQD = 221,2 MPixel in Normal-2D !! (2560 * 1440 * 60 Hz)

Elite @WHQD in 3D = 442,4 MPixel (2560 * 1440 * 60 * 2)

Danke für den Hinweis



Wenn Elite demgegenüber in VR jetzt "nur" 2160 * 1200 * 90 Hz rendert, sind das nur 233 MPixel << 442,4 MPixel.

Die InGame-FPS-Anzeige von Elite zeigt mir in 3D unten rechts 60 FPS an. Also muß das doch eigentlich das sein, was das Spiel berechnet...?!? Und da ich PolFilter-3D habe, werden beide Halbbilder gleichzeitig dargestellt und nicht wie bei Shutter abwechselnd. Also sollten 60 FPS doch 60 FPS sein...

Kann eure Argumente grundsätzlich nachvollziehen. Und wenn ich ne stärkere Graka bräuchte, ok, wäre das erstmal so.

Ich versteh's nur immer noch nicht so ganz... 442 MPixel in 3D packt sie, aber in VR macht sie bei 233 dicht... Oder es sind eben wirklich keine 442 MPixel in 3D - aber wo kommen dann die 60 FPS her bei PolFilter = simultaner Darstellung beider Halbbilder...?

 

[Iscaran]

Wenn du Polfilter hast und das alles richtig erkannt wird/eingestellt ist dann muss die GPU aber z.B. in Elite 2x60Hz berechnen...AFAIK.

Also 2560x1440x60x2 = 442 MPix

EDIT: Hmm bin mir nicht sicher ggf. spart sich die GPU das und gibt ein "+" und ein "-" polarisiertes "gleiches" Bild aus und das Auge rechnet sich den 3D effekt dann selbst ? Dann braucht die GPU nur mit 60FPS intern rendern.

Bei der Primax ist aber ja auch noch ein Faktor von 2...denn jedes Auge bekommt ein anderes Bild ? (Deswegen hatte ich das oben unterschlagen bei der Berechnung)

Also eigentlich 2560x1440x90Hz x2 ! => 746 MPixel !

=> 746 / 442 Mpixel = Faktor 1.7 also ca 30%-70% mehr notwendige Performance bei gleichen FPS.

Kannst du nicht mal die Renderoptionen "gleich" einstellen (also ingame was setzen so dass es in 3D und VR "gleich" ist) und das Bild dann nur "upscalen" lassen...dann hat die GPU immer gleich viel zu tun - wenn sich die FPS dann unterscheiden hat es ein anderen Grund.

 

[Blaexe]

Ich kenne Elite nicht, aber kannst du dort tatsächlich keine Auflösung einstellen?

Oder ist das im VR Modus mit der Pimax nicht möglich? Eventuell gibt es auch ein Tool oder eine Möglichkeit das Render Target auszulesen.

 

[branhalor]

@Iscaran:
Ja eben, 442 MPixel, meine ich auch. S.o. oben zweite Zeile:

Elite @WHQD in 3D = 442,4 MPixel (2560 * 1440 * 60 * 2)

Wenn die Pimax bzw. Elite so rechnen würden, sprich VR in WHQD rendern würde, hättest Du Recht.
Aber dann müßte die Bildqualität in VR besser sein als sie ist. Was nicht heißt, daß sie schlecht ist - sie ist gut, mMn besser als bei der Rift. Aber eben nicht so gut wie auf dem TV. Woraus ich jetzt den Schluß gezogen habe, daß Elite in VR deutlich niedriger als WHQD rendern muß. Also auch weniger als 442 MPixel.

Da ich in Elite die VR-Auflösung nicht direkt einstellen kann, wird das schwierig. Weder kenne ich die Default-Auflösung bis jetzt, noch wüßte ich genau, mit welchen Parametern ich darauf Einfluß nehmen kann, um auf gleiche Ausgangsbedingungen zu kommen, s.u. auch die Antwort an Blaexe.


@Blaexe:
Njet, zumindest nicht direkt.
Man kann dort HMD (also VR) erstmal nur einschalten, die Auflösung wird im Hintergrund automatisch auf-was-auch-immer eingestellt.
Es gibt zwar Optionen wie "Supersampling" und "HMD-Qualität", mit denen man die VR-Bildqualität beeinflussen kann, aber eben nur indirekt. Angeblich steht HMD-Qualität sogar für eine Auflösungsänderung, aber wenn, dann eben auch nur indirekt, weil hier lediglich ein Multiplikator ausgewählt werden kann (0.75, 1.0, 1.25, 1.5, 1.75, 2.0). Worauf sich dieser Multiplikator aber genau bezieht - keine Ahnung... Konnte auch im frontier-Forum bis dato nicht niemand zweifelsfrei beantworten, nur Vermutungen.

Theoretisch gäbe es einen Titel, mit dem ich das besser beurteilen könnte => Skyrim via VorpX. In VorpX kann ich die VR-Auflösung für Skyrim explizit angeben. Dummerweise habe ich VorpX bis jetzt noch nicht mit meiner Pimax zum Laufen gebracht; VorpX setzt aktuell noch eine Rift DK2, CV1 oder Vive voraus.
(Und bevor jetzt von anderer Seite Einwände kommen: Ja, VorpX mag suboptimal für VR sein, weiß ich Ginge ja zunächst auch nur mal testweise um die bessere Beurteilung der VR-Leistung im Vergleich zu 3D - hier konkret Skyrim in UHD @3D vs. UHD @VR.)

 

[Iscaran]

Aber dann müßte die Bildqualität in VR besser sein als sie ist.

Was heisst das konkret ? Ist das bild "unscharf" in VR oder "ruckelt" es wie sau oder ähnliches.

unschärfe kann wegen unpassender Seitenverhältnisse durch die Skalierung entstehen - ruckeln durch zu niedrige performance.
Außerdem nutzen alle VR-Brilllen AFAIK zwingend V-SYnc....hast du also stellen in denen deine GPU nicht 90FPS (90Hz) liefert, wird automatisch auf 45 oder 30 runtergesetzt....das merkt man denk ich ziemlich deutlich.

Das HMD-Setting ist so eine Art Auflösungsskalierung AFAIK ist ein Setting von 2x so was wie 2x-Supersampling.
Also die Auflösung für die GPU wird Faktor 2 in jeder Richtung GRÖSSER eingestellt als die Primax darstellen kann, das Bild dann runterskaliert.
0.5 wiederum ist genau das Gegenteil - die GPU rendert nur die halbe Bildgröße welche dann hochskaliert dargestellt wird.

Aber bin mir dabei nicht so sicher - hab das nur wo gelesen.

 

[Mracpad]

Pimax VR:

Entweder (2x (1920x2160)) x30 = 248 832 000

oder (2x(960x1080)) x60 = 119 232 000

theoretisch sogar (2x (1920x2160)) x60 = 497 664 000 mit chroma subsampling


Rift/Vive:

(2x (1080x1200)) x90 = 233 280 000


UHD passiv 3D:

(2x (3840x1080) x60 = 497 664 000


Full HD aktiv 3D:

(1920x1080) x120 = 248 832 000


Viel wichtiger als die Pixelzahl ist aber wie diese berechnet werden... Geometrie, Tiefe usw.
Echtes 3D am Monitor kostet genau so viel Leistung wie VR solange die Anwendung bei Nutzung eines VR-HMD nicht bereits automatisch intern mit einer höheren Auflösung (z.B. Faktor 1.4) arbeitet

 

[Del Torres]

Keine Ahnung wie es bei der Pimax ist, aber ich bin sicher das Rift und Vive mehr Pixel berechnen als die des Displays. Um Timewarp anwenden zu können. Ka ob das korrekt ist, aber das habe ich wo gelesen. Zudem habe ich eine Aussage von Palmer im Hinterkopf das VR die Performance von 3x00 x 2x00 @90Hz frisst.

 

[branhalor]

Hi,

ja, nach meinem neuesten Test soeben habe ich auch den starken Eindruck, daß VR im Hintergrund irgendwelche komplexeren Berechnungen anstellen muß - warum und wozu auch immer:

Ich hab Skyrim via VorpX zum Laufen gebracht (HTC-Vive-Profil im Direct-Mode).

Die VorpX-Default-Auflösung ist 1280x1024. Direkt beim Start meldet VorpX nun schon nur 30 FPS, und auch im Spiel selbst spürt man es. Nicht extrem störend, und wenn man es nicht besser wüßte (oder als Konsolenspieler ), würde es einem vielleicht gar nicht mal sonderlich auffallen. Aber es ist da. Und ich bilde mir ein, daß es auch etwas zögerlicher ist als bei Elite. Was aber insofern nachvollziehbar wäre, als bei Elite im freien Raum und auch auf einem verlassenen Planeten evtl. nicht ganz so viele verschiedene Objekte, Texturen und Geometrien zu berechnen sind als mitten in ner Stadt mit Mauern, Türmen, Dächern, Bewohnern, Vögeln, etc. Andererseits - dafür ist Elite technisch insgesamt fortschrittlicher (DX11) als Skyrim (DX9)... kA

Ich hab die Auflösung dann mal auf's Maximum (5:4) hochgeschraubt, das Skyrim anbietet: 2048x1536.
Da geht das Spiel dann noch etwas weiter in die Knie. Zwar theoretisch immer noch spielbar, aber es wird irgendwo mühsam.

Eventuell versuchen die VR-Treiber im Hintergrund auf Gedeih und Verderb auf 90 Hz zu kommen anstatt die Grafikkarte ganz stur einfach das liefern zu lassen, was sie kann...
Immerhin komme ich in Skyrim in UHD @3D auf 40-60 FPS, und in WHQD und FullHD (@3D) praktisch überall auf konstante 60.
Dann kann es nicht sein, daß die simple Berechnung auf 1280x1024 oder 2048x1536 meine Fury dermaßen in die Knie zwingt...


(Das hier Positive an der Pimax gegenüber der Rift ist: Skyrim-VR ist mit der Pimax auch wiederum bildschärfer als mit der Rift; mindestens das Fehlen des Fliegengitters macht sich auch hier sehr deutlich und positiv bemerkbar.
Und: Mir wird nicht komisch geschweige denn schlecht! Mit der Rift hab ich's in Skyrim-VR via VorpX keine Minute ausgehalten - ist ja auch das allgemeine Vorurteil bzw. die Erfahrung von anderen VorpX-Nutzern; schon bei der ersten Bewegung wurde mir anders.
Jetzt mit der Pimax praktisch kein Effekt..., nur ganz minimal... da könnte man sich zügig dran gewöhnen. Und das, obwohl das Bild und die Bewegungen nicht perfekt smooth sind!

Heißt für mich: Irgendwas macht die Pimax hier - positiv - anders als die Rift! Bzw. die Vive anders als die Rift, denn die Pimax läuft im VorpX ja mit dem Vive-Profil, kann also auch an der Ansteuerung liegen.
An VorpX selbst und der Bildwiederholrate liegt es jedenfalls nicht - erstens laufen Rift und Vive beide mit 90 Hz, und zweitens komme ich ja nach VorpX-Anzeige grad mal auf 30 oder so. ...
Ich hab da mittlerweile ganz klar die Bildschärfe im Verdacht, weil sich die Augen nicht so anstrengen müssen bzgl. Fokussierung. Ist bis jetzt aber auch nur ne Vermutung.
Erstaunlich! )

 

[Mracpad]

Ich zitiere mich mal selbst.

Echtes 3D am Monitor kostet genau so viel Leistung wie VR solange die Anwendung bei Nutzung eines VR-HMD nicht bereits automatisch intern mit einer höheren Auflösung (z.B. Faktor 1.4) arbeitet

Einen 3D Effekt am Monitor kannst du auch ohne (bzw. ohne nennenswerten) Performance-Verlust realisieren. Bei Tiefe, Konvergenz, Geometrie usw. kann man schummeln. Es gibt Regler für die Intensität dieser Effekte... Bei VR gibt es keine Kompromisse, nur "echtes" 3D.

Das soll 3D-Gaming am Monitor nicht abwerten, auch dort geht "echtes" 3D, aber eben mit entsprechenden Vor- und Nachteilen, wie bei VR.


edit: Selbst die Reprojection/Warp usw. Features und Co. sind keine VR-Erfindung, das sind alles Techniken aus dem traditionellen Monitorgaming.

Der einzige wirkliche Unterschied ist das Problem der "Präsenz".
Um diese zu erreichen muss bei VR eben zwingend eine bestimmte "mindestleistung" erbracht werden. Da heisst es eben "Ganz oder garnicht", entweder es funktioniert oder eben nicht. Schwarz oder weiß, Null oder Eins.

Am Monitor gibt es nicht nur "Top oder Flop" sondern dazwischen auch noch "Gut", "geht so" und "naja".


edit2: Für weitere Details zu dem Thema kannst du dich sicher auch im oben angepinnten 3D-Gaming Thread informieren wenn dir mein Halbwissen dazu nicht reicht/gefällt.