Das unscharfe Rendering-Problem bei Mac-Spielen

• Wenn Spiele auf einem MacBook im Vollbildmodus ausgeführt werden, rendern die meisten Spiele aufgrund des Problems mit der Display-Notch unscharf
• Der Mechanismus des Systems zur Auswahl der Auflösung berücksichtigt den Notch-Bereich nicht und führt dadurch zur Auswahl eines falschen Ausgabebereichs
• Die Auswahl einer 16:10-Auflösung ist ein provisorischer Workaround, die eigentliche Ursache liegt jedoch in Apples API-Design und fehlender Anleitung
• Das Problem lässt sich in bekannten Spielen (Shadow of the Tomb Raider, No Man’s Sky usw.) reproduzieren; einige neuere Spiele (Cyberpunk 2077) behandeln es korrekt
• Apple sollte die Entwicklerhinweise und den Support durch Updates an HIG und API verbessern

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Problem: Ursache für unscharfes Rendering bei Mac-Vollbildspielen

• Dieses Problem wurde Apple seit September 2023 als Issue FB13375033 gemeldet
• Wenn Spiele auf einem MacBook-Display im Vollbildmodus ausgeführt werden, berücksichtigen die meisten Spiele den Notch-Bereich nicht korrekt, wodurch Rendering-Fehler entstehen
• Viele Spiele übernehmen die vom System unterstützte Liste der Auflösungen und wählen daraus die erste aus (die Auflösung des gesamten Display-Bereichs), obwohl der in AppKit tatsächlich nutzbare Vollbildbereich auf den Bereich unterhalb der Notch beschränkt ist
• Gibt ein Spiel in der vollen Display-Auflösung aus, ist der tatsächlich nutzbare Zeichenbereich kleiner, sodass das Bild vertikal gestaucht wird und es zu Unschärfe kommt

Struktur der Bereiche eines Mac-Displays

• Ein Mac-Display mit Notch hat drei Hauptbereiche
  • die vollständigen Display-Grenzen (einschließlich Notch und Menü)
  • die Safe Area (unterhalb der Notch)
  • den in AppKit nutzbaren Vollbildbereich (unterhalb der Menüleiste)
• In der von der Funktion CGDisplayCopyAllDisplayModes zurückgegebenen Auflösungsliste sind die volle Display-Auflösung und die Auflösung unterhalb der Menüleiste (meist im 16:10-Format) vermischt enthalten
• Die meisten Spiele verwenden den ersten Eintrag der Liste (den Vollbildbereich) und erzeugen dadurch eine ungenaue Ausgabe
• Beispiel: Shadow of the Tomb Raider startet standardmäßig mit der vollen Display-Auflösung (3456x2234), der tatsächlich nutzbare Zeichenbereich beträgt jedoch 3456x2160 (durch den Unterschied von 74 Pixeln wird das Bild gestaucht und unscharf gerendert)

Solution: Korrekte Auflösungsauswahl und temporäre Ausweichlösung

• Nutzer: Wenn ein Vollbildspiel auf einem Mac-Display mit Notch ausgeführt wird, ist es wichtig, manuell eine 16:10-Auflösung auszuwählen (das Spiel passt dies nicht automatisch an)
• Entwickler: Mit der Eigenschaft safeAreaInsets von NSScreen sollte die Auflösungsliste etwas präziser gefiltert werden
  • Es wird ein Algorithmus in Code bereitgestellt, der nur Auflösungen herausfiltert, die den Kriterien der Safe Area entsprechen (mit dem Nebeneffekt, dass einige Auflösungen wie 4:3 zu stark herausgefiltert werden)
  • Im Kern ist jedoch eine Verbesserung durch Apple erforderlich

Affected Games: Typische betroffene Spiele und aktueller Stand

• Shadow of the Tomb Raider, Control Ultimate Edition, No Man’s Sky, Riven, Stray usw. zeigen meist gestauchtes und unscharfes Rendering aufgrund falscher Standard-Auflösungen
  • Control: legt die Auflösung selbst willkürlich fest, sie stimmt jedoch nicht mit der tatsächlichen Mac-Auflösung überein
  • No Man’s Sky: bietet sowohl falsche Seitenverhältnisse als auch Safe-Area- und Non-Safe-Area-Auflösungen an
  • Riven, Stray: verwenden standardmäßig gestauchte Auflösungen beim Rendering
• Cyberpunk 2077 wählt korrekt eine 16:10-Auflösung (die interne Filtermethode ist nicht bekannt)
• World of Warcraft: kann über eine Legacy-API bis in den Notch-Bereich zeichnen, daher funktioniert die volle Auflösung korrekt

What Apple could do: Warum Apple handeln sollte

• In der HIG-Dokumentation (Human Interface Guidelines) sollten Hinweise und Regeln zur Auflösungsbehandlung für Displays mit Notch ergänzt werden
• Für AppKit/Cocoa ist ein Update von CGDisplayMode nötig, damit sich Auflösungen leichter filtern lassen
• Es wird eine neue API speziell für Spieleoptimierung benötigt, um Auflösungslisten und Boilerplate zu vereinfachen
• Entwicklern sollte empfohlen werden, statt einer direkten Auflösungsabfrage entweder eigene Auflösungslisten zu erzeugen oder ein „Render-Scale“-Verfahren zu verwenden
• Wenn solche Verbesserungen umgesetzt werden, sollten zugleich auch Apples offizielle Dokumentation und Beispielcode aktualisiert werden

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Hacker-News-Kommentare

• Ich frage mich, ob nur ich Displays mit abgerundeten Ecken und einer Notch extrem seltsam finde. Jahrzehntelang hat man unter der unklaren Geometrie von CRT-Monitoren gelitten, dann wurden endlich perfekte rechteckige Displays zum Standard, und jetzt wird das wieder ruiniert, nur damit es cool aussieht.
  • Man sollte die Notch nicht als etwas Dummes sehen, das Bildschirmfläche wegnimmt, sondern als ein Element, das durch kleinere Ränder die gesamte Displaygröße vergrößert. Und wenn die Displayecken nahe an die Notch rücken, wirkt es natürlicher, wenn auch der Bildschirm abgerundet ist, weil das Gehäuse des Laptops ebenfalls rund ist. Ein rechteckiger Bildschirm in den runden Ecken eines Laptops sieht merkwürdig aus. Es hängt aber vom Kontext ab: Bei der Videowiedergabe auf dem Mac wird der Bildschirm rechteckig und spielt unterhalb der Notch ab. Im Alltag hat man also einen größeren Bildschirm, bei der Arbeit abgerundete Ecken, die Notch in der Menüleiste stört nicht, und bei Videos und Spielen wechselt es zu einem rechteckigen Bildschirm. Wegen dieser verschiedenen Vorteile und der Flexibilität muss man das nicht nur negativ sehen.
  • Mit heutiger Technik gibt es drei Möglichkeiten: 1) maximaler Bildschirm ohne Rand, aber ohne Frontkamera, 2) Frontkamera ohne Rand, aber der Bildschirm ist 5 mm niedriger und die oberen 5 mm sind völlig nutzlos, 3) Frontkamera mit Rand/Notch, wobei in der Mitte ein „toter Bereich“ entsteht, die Flächen daneben aber nutzbar bleiben. Da sich Menüs und Indikatoren die meiste Zeit ohnehin oben befinden und die Mitte frei bleibt, sorgt der Notch-Bereich effektiv für mehr nutzbaren App-Platz. Auch bei Spielen sind sowohl #2 als auch #3 tote Fläche, praktisch gibt es also keinen Unterschied. Die Notch nimmt also nicht die eigentliche Bildschirmmitte weg, sondern fügt links und rechts Fläche hinzu. Ich finde allerdings, dass es ein Problem bei der Art gibt, wie die Auflösung gemeldet wird. Wenn Apps Werte bekommen, die nicht der Realität entsprechen, führt das zu Verwirrung.
  • Ich nutze ein MacBook-Modell mit Notch, und man bemerkt ihre Existenz wirklich kaum. Die meisten MacBook-Nutzer achten fast gar nicht auf die Notch. Es gibt ein paar Leute, die sich daran stören, aber das ist eine sehr kleine Minderheit.
  • Ich frage mich, ob das Display OLED ist. Smartphones sind inzwischen alle OLED. Ich halte die Notch zwar eigentlich für nutzlos, aber wegen der Position der Frontkamera ist sie wohl nötig. Bei OLED könnte man die Pixel bei Bedarf einfach ausschalten, dann sähe es wie ein Rand aus und wäre letztlich ähnlich wie die bisherige Rand-Lösung.
  • Ich mochte auf LCDs Schriften ohne Antialiasing lieber, weil die eckigen Pixelkanten sauber aussahen. Trotzdem bevorzugen viele Leute den weicheren Antialiasing-Effekt. Vielleicht liegt das am CRT-Gefühl.
• World of Warcraft hat eine Option, die sogar die Notch berücksichtigt, sodass das UI ihr ausweicht. Intern lädt es die Safe Region über C_UI und passt dann UIParent daran an, sodass das Spielbild den gesamten Bildschirm nutzt, das UI aber unterhalb der Notch ausgerichtet wird.
  • WoW hat macOS immer als erstklassige Plattform behandelt. Dass Blizzard in neueren Titeln den macOS-Support eingestellt hat, ist wirklich schade.
• Diese Situation zeigt, dass Apple sich nicht um Gaming auf dem Mac kümmert. Ich habe selbst massiv in MBP, Mac Studio usw. investiert, aber die Grenzen entstehen nicht durch die Hardware, sondern durch die erbärmliche Pflege der Gaming-Software. Dahinter steckt, dass Apple bei Mac-Spielen keine 30 % Gebühr wie unter iOS kassieren kann. Da fällt mir wieder ein, was ein alter Lehrer gesagt hat: „Selbst wenn die Begründung nach außen nicht finanziell klingt, geht es am Ende immer ums Geld.“
  • Das eigentliche größere Problem ist, dass Apples Dokumentation so erschreckend schlecht ist. Man bekommt Listen von Funktionssignaturen, aber wie man sie tatsächlich verwendet, muss man in WWDC-Sessions von vor Jahren zusammensuchen, und selbst dann ist unklar, ob das noch stimmt.
  • Es stimmt zwar, dass Apple sich nicht wirklich um Spiele kümmert, aber Probleme wie die Notch sind auch das Ergebnis eines Widerspruchs, der aus angeblich „magischer Abstraktion“ entsteht. Es heißt, die Software kümmere sich automatisch darum, aber in Wirklichkeit brauchen Apps und Spiele, die den Bildschirm fein kontrollieren, alle eigene Hacks oder Patches. Dieses Dilemma zwischen technischen Grenzen und Abstraktion wiederholt sich ständig.
  • Dass Apple sich nicht um den Mac-Gaming-Markt kümmert, liegt daran, dass Gaming grundsätzlich als margenschwaches Geschäft gilt. Gamer sind im Allgemeinen sehr empfindlich bei Hardware und achten stark auf Teilekosten und Margen, besonders bei SSD- oder RAM-Preisen. Das ist völlig anders als Apples margenstarke Kreativ- und Enterprise-Märkte.
  • Ich benutze ein M3 Ultra Mac Studio, ein 4.000-Dollar-Rechner, und sobald ich mit StreamLabs irgendetwas streamen will, selbst ohne laufendes Spiel, stocken und ruckeln die Aufnahmen. Ich verstehe wirklich nicht, warum so etwas passiert.
  • Die Behauptung, Apple verhalte sich so, weil es auf dem Mac keine 30 % nehmen könne, überzeugt nicht, denn die meisten im Artikel erwähnten Mac-Spiele sind im App Store, also bekommt Apple sehr wohl Gebühren: Control Ultimate Edition, Shadow of the Tomb Raider, Riven, Cyberpunk 2077 Ultimate, Stray. Das ist weniger böswillige Sabotage durch Apple als eher Inkompetenz und Gleichgültigkeit.
• Alte Spiele wie WoW können mit der Legacy-Vollbild-API von CoreGraphics frei bis in den Notch-Bereich zeichnen. Ich kenne mich mit Macs nicht besonders gut aus, aber ich denke, es wäre sinnvoll, wenn ein Spiel inklusive Notch echtes Vollbild zeichnet, um die Immersion zu erhöhen, während UI und Gameplay nur die Safe Area verwenden. Ich frage mich, ob Spiele wie Control, die sich nicht darum kümmern und einfach irgendeine Auflösung setzen, einfach nur zu faul dafür waren.
  • Das wird je nach Spiel unterschiedlich gehandhabt, aber der Bereich oberhalb der Notch ist entweder einfach schwarz oder überhaupt nicht zugänglich, nicht einmal mit dem Cursor. Es verhält sich so, als würde dieser Teil im Display selbst fehlen. Man kann es im Grunde so sehen wie bei einem M1 Air ohne Notch.
• Das ist kein reines Apple-Problem. Schon auf der Xbox 360 gab es 2008 TV-Overscan-Probleme. Man musste kleiner als die Auflösung rendern, um in die Safe Area zu passen, und als Entwickler immer separat damit umgehen. Mit dem Safe-Area-Rect in XNA wurde es etwas besser, und heute kann man auch die Backbuffer-Größe frei festlegen. Wenn man DLSS und Ähnliches verwendet, ist es am besten, die Safe Area 1:1 zu machen. Entscheidend ist, dass Entwickler klar verstehen müssen, dass Displayauflösung und Renderauflösung unterschiedlich sein können, und das gilt genauso bei verschiedenen Tools wie wgpu, vulkan, AppKit, SDL und glfw.
  • Im Kern sagst du, dass man absichtlich kleiner rendert, um Rechenressourcen zu sparen, das Bild am HDMI-Ausgang dann aber ohnehin wieder auf 1080p hochskaliert wird und das Problem durch TV-Overscan sogar noch schlimmer werden kann. Eigentlich lässt sich das TV-Overscan-Problem mit benutzerdefiniertem FoV und Optionen zur GUI-Größenanpassung lösen, daher sehe ich keinen Grund, das eigentliche Bild selbst zu verkleinern.
• Ich finde es überraschend, dass sich der Artikel nur auf die unscharf gerenderten Bereiche konzentriert. Tatsächlich betrifft das sogar die Position des Mauszeigers. Bei jedem Spiel muss man jedes Mal ins OS-Menü gehen und erzwingen, dass Vollbild unterhalb der Notch liegt. Ich verstehe nicht, warum das keine systemweite Accessibility-Option ist.
• Diese Situation zeigt gut, wie klein der Gaming-Markt auf dem Mac ist, und das ist bedauerlich.
  • Tatsächlich liegt der Mac-Anteil in der Steam-Hardware-Umfrage nur bei 1,88 %, also sogar unter Linux. Deshalb kümmern sich die meisten Entwickler gar nicht erst darum.
• Ich habe mir absichtlich ein M3 MacBook Pro gekauft, gerade weil man darauf nicht gut spielen kann. Für meinen Master in Cybersicherheit brauchte ich einen zuverlässigen Laptop, und wenn ich stattdessen ein leistungsstarkes Windows-Notebook gekauft hätte, wäre ich wahrscheinlich ins Gaming abgerutscht. Das aktuelle Gerät ist insgesamt großartig, aber beim Spielen wird es so heiß, dass ich mir Sorgen mache. Deshalb habe ich Gaming einfach aufgegeben.
• Die Schriftart auf dieser Website ist bei manchen Buchstaben in Teilen zu dünn.
  • Ich persönlich finde, dass die Oberseiten aller Buchstaben zu dünn sind. Es fühlt sich an, als würde man etwas lesen, das mit einem Drucker mit fast leerer Tinte gedruckt wurde. (Feedback ganz in Hacker-News-Tradition.)
• Ich frage mich, wie man das beheben kann, ohne bestehende Software zu zerstören. Liste neu sortieren?
  • So wie Windows es gemacht hat, könnte der OS-Code laufenden Anwendungen, wenn es sich um Legacy-Spiele handelt, „falsche“ Systeminformationen liefern, damit die Anzeige korrekt aussieht. Solche Ansätze waren ein wichtiger Grund dafür, dass Windows als Gaming-Plattform erfolgreich wurde. Ganz verschwunden ist das auch heute nicht, aber früher war diese Art von Vorgehen viel verbreiteter.