Evolution statt Revolution bei Codemasters: Die britischen Rennspiel-Spezialisten wurden vor einiger Zeit vom Publishing-Riesen EA einverleibt, bleiben abgesehen davon aber ihrer Ideallinie treu. So bietet F1 2021 einige Neuerungen, allen voran der Karriere-/Story-Modus "Braking Point", sowie natürlich eine verbesserte Grafik. Wer die Deluxe-Variante von F1 2021 vorbestellt hat, darf drei Tage vor dem offiziellen Release am 16. Juli losrasen. PCGH konnte einen entsprechenden Review-Code ergattern und präsentiert somit den Technik-Test zum Rennstart.
In diesem Artikel dreht sich alles um das erstmals in die F1-Serie implementierte Raytracing für Schatten und Spiegelungen sowie die Integration des neuen DLSS-Modus 2.2.9. Wer des Lesens überdrüssig ist, kann sich die Eindrücke auch mithilfe unseres jüngsten Technik-Videos verschaffen:
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F1 2021 im Techniktest: Unter der Haube
Wie die Vorgänger setzt F1 2021 auf Codemasters' hauseigene Ego-Engine, welche erneut Verbesserungen erhielt. Der Spielmotor wurde in den vergangenen Jahren DirectX-12-tauglich gemacht und bot in den Spielen Grid (2019), F1 2019 sowie F1 2020 stets einen Fallback auf DirectX 11 für ältere Rechner. Damit ist nun Schluss - F1 2021 läuft ausschließlich mit DirectX 12, um die hinzugekommenen Technik-Errungenschaften hübsch und flüssig darzustellen. Geblieben ist das mit F1 2019 eingeführte, physikbasierte Shadermodell, welches zusammen mit der erneut verbesserten Beleuchtung eine lebensnahe Qualität erzielt. Die Systemvoraussetzungen bleiben abgesehen vom Windows-10-Zwang moderat, wie die Tabelle offenbart. Nur wer alle Effekte in maximaler Qualität zu Gesicht bekommen will, benötigt einen zeitgemäßen PC und vor allem eine Raytracing-taugliche Grafikkarte.
| Minimale Hardware | Empfohlene Hardware | Raytracing | |
|---|---|---|---|
| Windows | Windows 10 64-bit (Version 1709) | Windows 10 64-bit (Version 1709) | Windows 10 64-bit (Version 2004) |
| CPU | Core i3-2130 / AMD FX 4300 | Core i5 9600K / AMD Ryzen 5 2600X | Core i5 9600K / AMD Ryzen 5 2600X |
| RAM | 8 GiByte | 16 GiByte | 16 GiByte |
| Grafikkarte | GTX 950 / Radeon R9 280 | GTX 1660 Ti / Radeon RX 590 | Min: RTX 2060 / RX 6700 XT | Empf.: RTX 3070 / RX 6800 |
| Festplatte | 80 GByte | 80 GByte | 80 GByte |
Das Optionsmenü ist gewohnt umfangreich und bietet neben einer Vielzahl Grafikoptionen, Anpassungsmöglichkeiten für Spielanzeigen und HUD, eine einstellbare Frameratenbegrenzung, Multimonitor-Support sowie Gamma-Anpassung und HDR-Unterstützung. Selbstverständlich unterstützt F1 2021 auch alle gängigen Bildformate.
Grafikoptionen
Zur Umgebungsverdeckung/-schattierung stehen in F1 2021 die gleichen Verfahren wie im Vorgänger zur Verfügung: Neben HBAO+ aus Nvidias Gameworks-Programm wartet mit ASSAO die von Intel übernommene Adaptive Screen-Space Ambient Occlusion auf ihren Einsatz. Beide Herangehensweisen bieten eine gute Qualität, HBAO+ wirkt dabei etwas feiner, während ASSAO etwas großflächiger aufträgt und die Schattenwürfe etwas stärker verdunkelt, dabei aber auch einige Elemente erfasst, welche von HBAO+ nicht oder nur sehr dezent verschattet werden. Interessant: In unserer Review-Version stand anfangs auch CACAO aus AMDs FidelityFX-Toolset zur Verfügung, wurde jedoch im Laufe der Testzeit herausgenommen und findet sich nicht in der nun aktuellen v1.03 von F1 2021.
Jetzt mit erweitertem Raytracing
Die Grafik von F1 2021 kann sich bereits ohne Raytracing sehen lassen, gerade bei Regenrennen oder in Replays entsteht phasenweise der Eindruck von Fotorealismus. Dort wollen die Entwickler von Simulationen am Ende hin - doch ohne Raytracing wird das nichts. F1 2021 wagt als erster Serienableger den Schritt in diese Richtung, wobei das Technik-Grundgerüst Teile von Dirt 5 übernimmt. Dieses bietet bereits seit einigen Monaten eine selektive Raytracing-Verschattung, welche hübsch, aber subtil ist. In F1 2021 geht Codemasters einen Schritt weiter und implementiert neben den Schatten erstmals Raytracing-Refexionen. Beide RT-Effekte betreffen nicht nur die Boliden, sondern wirken auf die gesamte Szenerie und sind selbst in weiter Darstellungsdistanz sichtbar.
Zeit für einige Vergleichsbilder; einen bewegten Eindruck von den neuen Effekten erhalten Sie indes im eingebettetes Video. Das On-Screen-Display des MSI Afterburner zeigt in den folgenden Vergleichen, welche Bildraten erzielt werden. Fangen wir mit den Spiegelungen an:
Raytracing Reflections
Raytracing Reflections #2
Der Eindruck täuscht nicht: Die Spiegelungen in F1 2021, deren Qualität sich nicht via Optionsmenü beeinflussen lässt, sind relativ bröselig. Zwar sind uns keine Technik-Interna bekannt, wir vermuten jedoch, dass die Reflexionen mit 1/4 der eingestellten Auflösung berechnet werden, um Leistung zu sparen. Durch die deutlich reduzierte Auflösung entsteht ein pixeliger Eindruck im Stand und Unruhe in Bewegung. Dagegen hilft nur eine erhöhte Bildschirmauflösung, welche sich auch positiv auf die Spiegelungen auswirkt - die Rays werden zahlreicher, die Pixel kleiner, die Details nehmen zu. Obwohl Codemasters sichtlich Leistung einspart, gehören die Reflexionen zu den teuersten Effekten in F1 2021, wie die eingeblendeten Bildraten verraten. Naturgemäß brechen die Fps aber nur ein, wenn Reflexionen großflächig im Bild sind (was selten vorkommt), es handelt sich nicht um dauerhafte Kosten.
Ähnlich sieht es bei den Schatten aus, welche ebenfalls nur Teile des Bildes betreffen - in der Natur und somit auch in F1 2021 gibt es jedoch mehr Schatten als Spiegelungen. Auch hier haben wir einige Vergleichsbilder mit eingeblendeter Bildrate angefertigt:
Raytracing Shadows
Die Raytracing-Schatten verhelfen F1 2021 zweifellos zu einer realistischeren Darstellung. Wir haben uns in den vielen Jahren mit Rastergrafik daran gewöhnt, dass Schatten mittels Shadow-Maps scharf gezeichnet werden und assoziieren eine hohe Auflösung damit - realistisch ist das jedoch nicht, da das Licht von Bäumen, Schildern und weiteren entfernten Objekten in der Natur gestreut wird und die Schatten daher weicher werden. Dieses Phänomen versucht F1 2021 abzubilden und hat damit durchaus Erfolg. Doch auch die RT-Schatten werden aus Leistungsgründen mit einer geringen Auflösung berechnet, was sich negativ bemerkbar macht: Je nach Szene und Abstand zu den Schatten pixeln die dunklen Gesellen sichtbar auf und wabern wie schwarze Wölkchen über die Straße. Das fält gerade bei geringen Geschwindigkeiten auf, tritt jedoch bei Vollgas in den Hintergrund. Auch hier lassen sich die Symptome mithilfe einer höheren Auflösung reduzieren. An dieser Stelle kommen wir zum nächsten Punkt auf der Technik-Agenda: dem Anti-Aliasing.
Kantenglättung: Nur noch TAA ...
Auch bei der Kantenglättung gibt es Unterschiede gegenüber F1 2020 zu vermelden. So fehlen einfache Postfilter wie Intels CMAA nun völlig, der kleinste AA-Modus besteht aus dem guten Temporal-AA der Ego-Engine, das nur wenige Temporal-Artefakte verursacht. Das TAA lässt sich wie gehabt auch mit Checkerboarding verwenden. Dieses Upscaling reduziert zwar sichtbar die Bildschärfe und kommt mit kleineren Artefakten daher, bringt jedoch einen großen Performance-Boost und ist insbesondere in Kombination mit hohen Auflösungen und/oder Downsampling interessant.
Darüber hinaus bietet auch F1 2021 die Möglichkeit, die Grafik mithilfe von AMDs Schärfe-Algorithmus FidelityFX CAS (Contrast Adaptive Sharpening) aufzuwerten. Auch hier stehen zwei Optionen zur Wahl: Upscaling mit anschließender Schärfung oder eine Nachschärfung der nativen Auflösung. Letzteres ergibt die bestmögliche Qualität in F1 2021, wirkt jedoch mitunter etwas überschärft. Dagegen hilft wohldosiertes Downsampling, beispielsweise 3.200 × 1.800 auf einem WQHD-LCD; durch das Vermengen der Pixeldaten wird das Bild glatt und flimmerfrei. Von der vorletzten AA-Option, FidelityFX-Upscaling, müssen wir hingegen abraten, denn hier kommt es zu deutlichem Aufpixeln des Bildes - exakt so wie in F1 2020, obwohl diese Qualität unmöglich gewollt sein kann.
... und erstmals DLSS 2.2.9
Bereits in F1 2020 hielt mit einem Update Nvidias KI-Upsampling DLSS Einzug. F1 2021 bietet das Geforce-RTX-Grafikkarten vorbehaltene Verfahren von Anfang an. Laut der mitgelieferten nvngx_dlss.dll handelt es sich um die brandneue Version 2.2.9.0. Details zu den Iterationen sind nicht öffentlich, allerdings widmeten sich die bisherigen Varianten von DLSS 2.2 dem einzigen ernsthaften Problem von DLSS: Schmieren bzw. Ghosting, auch als Smearing bekannt. Gerade hochkontrastige Feinheiten litten bei früheren DLSS-Spielen unter diesem Problem, was den insgesamt guten Eindruck verwässerte. Nachdem DLSS 2.2.6 unter anderem in Rainbow Six Siege und Lego Builder's Journey eine überzeugende Vorstellung gab, waren wir sehr gespannt, denn DLSS 2.2.9 gab es bisher noch nirgends.
Unsere Erwartungen wurden nicht enttäuscht: DLSS 2.2.9.0 erreicht in F1 2021 praktisch schmierenfreie Ergebnisse. Ganz anders F1 2020, Death Stranding, Crysis Remastered und einige weitere Titel, bei denen das Smearing einiger Objekte deutlich ins Auge sticht. Bei unseren Probefahrten überall auf der Welt leistete sich DLSS in F1 2021 keine derartigen Schnitzer. Wir wären jedoch nicht die Pixelcounter Games Hardware, wenn wir nicht doch Kritik auf hohem Niveau anzubringen hätten. Ursächlich ist - wie immer - die Vorgehensweise von DLSS, intern mit reduzierter Auflösung zu arbeiten. In F1 2021 steht keine Modus-Auswahl bereit, wir gehen jedoch davon aus, dass DLSS Quality (Q) Verwendung findet. Dieser Modus arbeitet intern mit gut 2/3 der eingestellten Auflösung.
Im Folgenden sehen sie das (sehr flimmrige) Bild ohne jegliches Anti-Aliasing, mit TAA, mit TAA plus CAS-Sharpening und mit DLSS. Auch das aus unserer Sicht kaputte, weil nach Point-Sampling aussehende CAS-Upscaling ist aus Gründen der Vollständigkeit abgebildet. Das On-Screen-Display des MSI Afterburner zeigt unterdessen, welche Bildraten von den Verfahren erzielt werden.
Anti-Aliasing Comparison
TAA dürfte den meisten Betrachtern am besten gefallen, erzielt es doch die beste Mischung aus Glättung und Detailerhalt. Kommt CAS dazu, entsteht ein "knackiger" Eindruck, einige Details wirken jedoch überschärft. Ganz anders Nvidias DLSS, welches sowohl räumlich als auch zeitlich mehr Samples pro Frame verrechnet: Alles wirkt deutlich glatter, aber auch unschärfer als mit dem Engine-eigenen TAA. Feine Details bleiben dabei erhalten, die "magische" Rekonstruktion verlorener Feinheiten, welche in so manch anderem DLSS-Spiel zu bestaunen ist, fehlt jedoch.
Wir erinnern uns: DLSS arbeitet intern stets mit einer reduzierten Auflösung. Dies hat Auswirkungen auf die Texturqualität, denn bei niedrigeren Auflösungen lässt sich nicht dieselbe Qualität auf allen Flächen anwenden wie bei hoher Auflösung. Um Flimmern zu vermeiden, werden in Spielen daher schrittweise sogenannte MIP-Maps eingeblendet. Dabei handelt es sich um Texturversionen mit reduzierter Auflösung, die weich ineinander übergehen. Genau das passiert mit aktivem DLSS früher als mit TAA, wie der folgende Vergleich offenbart. Nvidias Guideline für DLSS besagt, dass Entwickler das Texture-LOD anpassen können, was in F1 2021 nicht getan wurde - ob Versehen oder Absicht, ist uns nicht bekannt.
DLSS vs. Texture LOD
Der Zoom auf 400 Prozent (resized, nicht resampled) offenbart die Auswirkungen deutlich:
DLSS vs. Texture LOD - 400 % Zoom (resized, not -sampled)
Es ist durchaus beeindruckend, wie DLSS bei guter Qualität die Bildrate steigern kann, die Nebenwirkungen sind in F1 2021 jedoch klar sichtbar. Und da ist noch etwas. Ein modernes Problem. Wir erinnern uns kurz an die Sparmaßnahmen beim Raytracing: Je weniger Pixel, desto weniger Rays. DLSS arbeitet mit einer räumlich nochmals geringeren Auflösung, was sich auf alle Bildteile auswirkt - auch auf die Raytracing-Oberflächen. Es kommt, wie es kommen muss: DLSS führt zu weiterem Detailschwund bei den RT-Schatten und RT-Reflexionen, denn diese sind so eingestellt, dass sie ohne Upscaling halbwegs sauber dargestellt werden. Im Folgenden sehen Sie TAA vs. DLSS bei Reflexionen:
TAA vs. DLSS - Reflections
Je nach (Geforce-RTX-)Grafikkarte und Szenerie steigt die Bildrate durch DLSS um circa ein Drittel. Wer eine starke Grafikkarte besitzt, sollte jedoch besser darauf verzichten, um die Raytracing-Effekte in möglichst hoher Qualität zu erleben. Je nach Monitor und Geschmack bieten sich Experimente mit Downsampling und Nachschärfung via Treiber an.
F1 2021 im Techniktest: Benchmarks
Wie bei jedem PCGH-Techniktest üblich, haben sich vor den Messungen mehrere Redakteure an verschiedenen Systemen mit dem Spiel vertraut gemacht. Das haben wir selbstverständlich auch bei F1 2021 getan - mit anderen Worten: Wir fuhren erneut alle Schauplätze sowohl bei trockener als auch nasser Witterung ab, um die forderndste Route zu finden. Als Testschlitten dient uns wie bei den Vorgängern (und PCGH-untypisch) der integrierte Benchmark des Spiels. Diese Entscheidung hat Komfort- und Präzisionsgründe: Wie bei früheren Codemasters-Spielen auch, lässt sich mit der Benchfunktion jede einzelne Strecke des Spiels automatisch von der KI abfahren. Der eigene Bolide startet und bleibt dabei stets am Ende des Fahrerfelds, womit maximale Grafiklast erzeugt wird. Außerdem fährt die KI sauberer als jeder Tester, sodass die Werte so akkurat wie möglich sind. Der folgende Benchmark zeigt alle Schauplätze in F1 2021 sowohl bei nasser als auch trockener Witterung:
F1 2021: Alle Schauplätze nass und trocken getestet. Die im Mittel niedrigsten Bildraten erwarten Sie in Aserbaidschan, gefolgt von Italien und Mexiko. Nasse Witterung eliminiert die Umgebungsschatten (wie schon in F1 2020), sodass das Spiel wesentlich besser läuft. Quelle: PC Games Hardware
Sie vermissen "klassische" Benchmarks? Diese liefern wir schnellstmöglich nach. Dieser Artikel hat das primäre Ziel, Sie über die Technik-Verbesserungen in F1 2021 zu unterrichten.
F1 2021 im Techniktest: Fazit
Starke Technik mit Schwächen im Detail: F1 2021 bietet erstmals Raytracing-Effekte und ist damit auf dem richtigen Weg. Bedauerlicherweise legt Entwickler Codemasters großen Wert auf gute Performance, was zu sichtbaren Einsparungen bei der Raytracing-Qualität führt - sowohl die Schatten als auch die Reflexionen könnten eine höhere Auflösung vertragen. Im Spiel fehlt jedoch ein Regler, um die Qualität dieser Aufwertungen zu steuern, es gibt nur "an" oder "aus". Doch das letzte Wort ist noch nicht gesprochen, F1 2021 ist gerade erst für Vorbesteller erschienen. Am 16. Juli folgt der Release für die breite Masse und mit ihm gewiss der eine oder andere Patch. Möglicherweise sehen wir auch Texture-LOD-Anpassungen für DLSS und die Integration von AMDs FSR-Upscaling. PCGH bleibt selbstverständlich am Steuer und wird berichten, sobald sich etwas tut.
![[PLUS] Raytracing-Leistungsindex 2021: RTX 20, RTX 30 und RX 6000](https://www.pcgameshardware.de/screenshots/1020x/2021/06/aufmacher_raytracing2021-pcgh1.jpg)
[PLUS] Raytracing-Leistungsindex 2021: RTX 20, RTX 30 und RX 6000
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