AMD macht "High Dynamic Range" (HDR) zum Thema der Radeon R400 Serie

AMD hat auf seinem "RTG Technology Summit" einiges über kommende Entwicklung bei AMDs neuer Radeon-Sparte ausgesagt. Wichtigster Punkt ist die zukünftige Konzentration von AMD auf das Vorantreiben von "High Dynamic Range" (HDR) für den Film- wie Gaming-Einsatz. Mittels HDR wird ein größerer Farbraum auf dem Monitor erschlossen, das Ergebnis ist ein in der Praxis sichtbar lebendiges und bei den Farben lebensechteres Bild. Hierbei geht man besser auf den Seheindruck des menschlichen Auges ein, welches zwar bei den wahrnehmbaren Farben limitiert ist, dafür aber in den Grenzbereichen noch sehr feine Helligkeitsdifferenzen unterscheiden kann. Technisch gelöst wird dies über eine Bildberechung und dann Bildausgabe in einem größeren Farbraum, welcher von 8 Bit auf 10 Bit pro Farbkanal ansteigt – wenn man wollte, könnte man eingedenk der zu Anfang der 3D-Zeiten geführten Auseinandersetzung um "16 Bit Farbtiefe vs. 32 Bit Farbtiefe" bei (diesem) HDR ergo von einer "40 Bit Farbtiefe" sprechen.

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AMD HDR "Chasing the human vision system" [2]

Die zwei Bits mehr lassen das mögliche Farbspektrum von 16,7 Millionen verschiedener Farben auf dann 1,07 Milliarden verschiedener Farben ansteigen – wobei das meiste hiervon für die feineren Abstufungen verschiedener Helligkeitsstufen verwendet werden dürfte, hier liegt der größte sichtbare Effekt von HDR. Als erste zu überspringende Hürde hierzu gab man bekannt, daß AMDs 2016er Grafikkarte (in Form von höchstwahrscheinlich der Radeon R400 Serie) durchgehend mit DisplayPort 1.3 ausgerüstet sein wird, was überhaupt erst die benötigen Bandbreiten für HDR-Material bei gleichzeitig hohen Refreshraten ermöglicht. Die aktuellen Radeon-Grafikkarten mit DisplayPort 1.2 können zwar teilweise auch HDR-Material darstellen, bleiben dabei jedoch auf eher niedrige Refreshraten beschränkt:

Ohne einen entsprechenden HDR-Monitor geht es natürlich nicht, welche es derzeit nur vereinzelt im Fernseher-Bereich gibt. AMD verspricht allerdings, daß es im Jahr 2016 diesbezüglich viel mehr Auswahl geben wird, sowohl an ersten HDR-Monitoren als auch an (verbesserten) HDR-Fernsehern. Jene sollen allerdings noch nicht die maximale für HDR sinnvolle Leuchtdichte bieten: Die maximalen 10.000 cd/m² wird es wohl erst in einigen Jahren geben, das Jahr 2016 soll hier gerade einmal den Sprung von derzeit 1000 cd/m² auf dann 2000 cd/m² bringen. Damit sind dann erst einmal (über die Radeon-Grafikkarte ausgestrahlte) Filme in HDR genießbar, Hollywood soll entsprechendes Material vorbereiten. Im Spielebereich sind dagegen noch weitere Klimmzüge vonnöten: Zwar rechnen mittels High Dynamic Range Rendering [3] schon jetzt viele Spiele mit einer intern höheren Farbtiefe (das Thema ist immerhin schon seit dem Jahr 2006 präsent [4]), gehen allerdings für die Monitorausgabe dann wieder auf 8 Bit pro Farbkanal zurück, erreicht mittels eines Tone Mappings [5]. Ältere Spiele bräuchten an dieser Stelle HDR-Patches, neuere Spiele müssten dann zwei Tone-Mapping-Verfahren mitbringen – eines für normale SDR-Monitore und eines für HDR-Monitore. AMD will sich an dieser Stelle augenscheinlich darum kümmern, daß die Spieleentwickler mitziehen und daß ganze nicht am schwachen Spielesupport scheitert.

Auch wenn "High Dynamic Range" augenscheinlich zum Marketingfeature der Radeon R400 Serie erhoben werden soll, vergißt AMD seine (dann) "alten" Grafikkarten nicht: Auch für die Radeon R300 Serie soll HDR-Support geboten werden, wenngleich wegen deren DisplayPort 1.2 Anschlüsse auf deutlich niedrigeren Refreshraten. Die Grafikchip-interne Technik für HDR scheint komplett an Board zu sein, es geht hierbei wohl nur um das Übertragen der hohen Bandbreiten zum Monitor sowie die Einbindung der Spielehersteller, von Hollywood und der Monitor-Industrie. Neben einem eher geringen technischen Aufwand steht für AMD also vor allem der hohe Koordinationsbedarf im Vordergrund, bei welchem alle Puzzlesteine passen müssen, auf das sich am Ende (im wahrsten Sinne des Worts) ein Bild ergibt. Gelingt dies, könnte sich AMD allerdings (nicht zum ersten Mal) als Vorantreiber eines offenen, damit von jedem nutzbaren und somit der Allgemein dienlichen Standards feiern lassen.

Nachtrag vom 8. Dezember 2015

Ein kleiner interessanter Nebenpunkt zur Frage von "High Dynamic Range" (HDR) bei der Radeon R400 Serie: Laut AMD wird der Bedarf an Grafikkartenspeicher ansteigen, wenn Texturen zukünftig nicht mehr auf das SDR-Format, sondern auf das HDR-Format ausgelegt werden (10 statt 8 Bit Farbe). Hinzu kommt, daß mit diesen neuen HDR-Texturen die bisherigen Packtechnologien nicht mehr effizient funktionieren und daher den Grafikkartenspeicher-Bedarf wenigstens temporär (bis zur Erstellung neuer, dafür angepasster Packtechnologien) nochmals erhöhen werden. Natürlich ist dies nur für eine Spielezukunft relevant, in welcher nicht nur in HDR (samt passendem Tone Mapping) gerendet und auf dem HDR-Monitor ausgegeben wird, sondern wo sich HDR auch derart durchgesetzt hat, daß man eben auch extra HDR-Texturen erstellt. Dies ist also wohl keine Frage der direkt nächsten Jahre – aber dennoch ein absehbar kommender Vorantreiber von wiederum höheren Anforderungen bei der Grafikkartenspeicher-Menge.