VRS permet à Gears Tactics de réaliser des gains de performances significatifs - jusqu'à 18,9%! - sur une large gamme d'équipements sans perte notable de qualité d'image.
L'un des principaux objectifs lors du développement de Gears Tacticsétait d'atteindre un public plus large de PC en abaissant les exigences minimales du système. Pour ce faire, il était nécessaire de trouver de nouvelles solutions pour améliorer les performances, ce qui ne nécessiterait pas de réduction significative de la qualité graphique. L'une de ces solutions était VRS.
Dans cet article, nous examinerons de plus près le processus de réglage de VRS pour atteindre l'équilibre optimal entre qualité et performances. En particulier, sur quel rendu passe pour l'utiliser et avec quels paramètres.
Étant donné que l'objectif principal était d'inclure la plus large gamme d'équipements dans l'implémentation, nous ne parlerons que du premier niveau de support VRS (Tier 1), qui vous permet de définir le taux d'ombrage pour chaque objet. Pour plus d'informations sur VRS, vous pouvez lire cet article .
Dans le cas de Gears Tactics, VRS ne s'applique pas aux niveaux de support plus élevés que le premier, il était donc nécessaire de déterminer sur quel rendu les passes pour l'utiliser (notez que Gears Tacticscréé sur Unreal Engine 4), ainsi que de formuler des critères pour le moment où le taux d'ombrage doit être réduit - la taille de la zone de pixels à laquelle le rendu unique est appliqué. Plus il est élevé (le plus élevé est 1 × 1), plus la précision de rendu est élevée et, par conséquent, plus la charge sur le GPU est élevée.
En fait, VRS peut être bénéfique à n'importe quelle étape du rendu, y compris certains rendus plein écran.
Évaluation du pipeline de rendu
Au début, il semblait que la passe de rendu de base et la passe de translucidité devraient représenter le potentiel d'optimisation le plus élevé par rapport aux autres. Par conséquent, VRS était activé pour tous les appels de dessin dans la passe de base et dans la passe de translucidité, mais cette dernière avait des artefacts trop graves.
Cela signifie que l'étape suivante consistait à évaluer quelles passes sont les plus prometteuses pour tirer le meilleur parti de VRS, puis à tester le taux d'ombrage sur ces passes et à exclure celles qui ont laissé des artefacts. Ainsi, les passes utilisant des informations précises sur les pixels se sont avérées être l'une des principales causes de ces artefacts.
Pour savoir quelles passes étaient les plus efficaces, il était nécessaire d'activer le VRS sur tous, puis de les réduire dans le PIX à ceux qui fonctionnaient mieux que d'autres.
Les voici:
- Composition après éclairage: Éclairage pour matériaux diffusant sous la surface.
- Filtrer les volumes translucides: adoucit les maillages translucides dans le volume pour éviter les problèmes de fusion.
- Atténuation de la lumière: l' atténuation de la lumière est les limites extérieures lors du calcul de la décroissance d'un éclairage donné. Cette passe est répétée pour les lumières ombrées, en tenant compte de l'atténuation calculée, pour rendre les projections d'ombre.
- (Light composition tasks (PreLighting)): .
- (Light Shaft Bloom): (), .
- (Screen Space Reflections): .
- - (SSR Temporal AA): .
- (Direct Deferred Lighting): .
Ensuite, il a été nécessaire d'évaluer la gravité des artefacts reçus dans ces passages en raison de la VRS. Le processus s'est avéré assez long car Gears Tactics possède plusieurs biomes avec différents types de conditions météorologiques. Vous pourriez obtenir de bons résultats en ville pendant la journée, mais les artefacts sortaient dans l'environnement sableux, ou dans le feuillage, ou la nuit sous la pluie.
Les passes suivantes ont montré des améliorations de performances avec VRS activé, mais avaient trop d'artefacts pour valoir la peine d'être utilisés:
- Éclairage translucide (translucidité);
- Éclairage différé;
- Composition après éclairage.
Exemple montrant une image avant et après la composition après un éclairage avec une taille de pixel grossière de 4 x 4
Après avoir éliminé ces passages, le travail a commencé pour ajuster le taux d'ombrage en fonction d'autres facteurs. Tout d'abord, les objets dynamiques et les objets avec un masque de transparence ont été exclus.
Les objets dynamiques projettent une ombre entièrement dynamique. Pour cette raison, avec VRS, ils perdent souvent des détails importants et deviennent plus visibles dans toute la scène, ainsi que pendant le mouvement. L'application de VRS à un masque de transparence a également entraîné une grande perte de détails. Et comme les objets avec un décalage de profondeur de pixel se sont également révélés être affichés de manière incorrecte, ils ont également été exclus.
VRS a été utilisé sur un ensemble d'objets masqués, entraînant une perte de détails inacceptable
Techniques dynamiques
Nous avons donc rassemblé un bel ensemble de passes de rendu auxquelles vous pouvez appliquer VRS. Cependant, l'utilisation généralisée du plus petit taux d'ombrage (4 × 4 ou 2 × 2 selon le support matériel) sur ces passes entraînera une perte de qualité importante. Par conséquent, l'étape suivante consistait à étudier des méthodes dynamiques qui pourraient modifier le taux d'ombrage en fonction d'une passe spécifique. En conséquence, trois d'entre eux ont été formés. Chacun d'eux a été utilisé dans les passes clés juste avant de dessiner le maillage.
Ces méthodes sont: le dimensionnement des objets, le masquage de la profondeur de champ et le masquage du brouillard de guerre.
Déterminer la taille d'un objet
Dans cette méthode, VRS est activement appliqué sur toute grille extrêmement petite par rapport à l'espace de jeu. Il est basé sur une vérification rapide de la condition, si la valeur de la taille d'un polygone individuel dans le maillage est inférieure à un seuil spécifié. Si tel est le cas, le taux d'ombrage est mis à l'échelle proportionnellement à cette taille.
Masquage de la profondeur de champ
Pour la plupart des GPU, la profondeur de champ dans Gears Tactics est désactivée par défaut, mais activée pendant les cinématiques. Cette méthode détermine le degré de flou du maillage après l'application de la profondeur de champ en post-traitement. Et, étant donné qu'à ce stade, les détails sont délibérément éliminés, un faible taux d'ombrage peut être défini sur toutes les passes de touches précédentes.
Les maillages surlignés en rouge ont la taille de pixel la plus grossière en raison de la profondeur de champ
Déguisement de brouillard de guerre
Gears Tactics utilise le brouillard de guerre pour cacher des parties du champ de bataille. Il peut également être utilisé pour masquer le taux d'ombrage réduit. Cette technique détermine dans quelle mesure un maillage polygonal particulier est caché par le "brouillard de guerre" et, sur cette base, réduit le taux d'ombrage proportionnellement.
L'intensité de la VRS augmente proportionnellement à l'intensité du brouillard de guerre
Rapport qualité / performance
Il s'est avéré qu'en utilisant la combinaison des méthodes décrites ci-dessus, vous pouvez obtenir plus de 30% de gain de performance en raison d'une réduction significative du taux d'ombrage. Certes, la perte de qualité sera plus perceptible que nous le souhaiterions. Par conséquent, l'étape suivante consistait à ajuster manuellement le taux d'ombrage pour chaque passage à travers plusieurs biomes et à évaluer le gain de performance et la qualité d'image après chaque changement.
En conséquence, VRS a reçu deux niveaux. La configuration «Activé» a le moins d'impact sur la qualité de l'image, à condition que vous désactiviez VRS pour certaines passes de rendu et que vous limitiez la baisse du taux d'ombrage. Dans le même temps, le paramètre «Performance» entraînera de petits compromis dans la qualité d'image en faveur d'une augmentation des performances en utilisant des taux d'ombrage inférieurs.
Il y a un autre avantage à utiliser le taux d'ombrage, qui nécessite une puissance supplémentaire. Les tailles de pixels supérieures à 2 nécessitent une prise en charge du taux d'ombrage matériel supplémentaire. Par conséquent, tout passage utilisant un taux d'ombrage 2x4, 4x2 ou 4x4 est limité au niveau "Performance".
Résultats de test
Tests réalisés avec Intel Gen 11 et Intel Xe et NVIDIA Turing. Tous les outils pris en charge ont des gains de performances similaires.
Équipement sous test
Système d'exploitation: Windows 10 Pro 64 bits (10.0, Build 18362) (18362.19h1_release.190318-1202)
Processeur: Processeur Intel® Core (TM) i9-9900X à 3,50 GHz (20 processeurs), ~ 3,5 GHz
Mémoire: 98304 Mo
Carte vidéo RAM : NVIDIA GeForce RTX 2080 SUPER
Tous les tests ont été effectués dans les paramètres de jeu Ultra avec une résolution 4K
Toutes les techniques dans les paramètres «VRS On» Toutes les techniques activées
dans «VRS Performance»
Extension VRS
Des avantages supplémentaires peuvent être obtenus en étendant les applications VRS décrites ici.
Autres techniques de masquage
Des techniques de masquage supplémentaires peuvent améliorer les performances de VRS ou réduire les artefacts. Ces méthodes peuvent varier en fonction des cas où les zones sont ombrées ou floues pendant la lecture:
- Flou de mouvement : les caméras utilisant des scènes à mouvement rapide peuvent facilement utiliser VRS sur la plupart des maillages avec le flou de mouvement activé.
- Particules: les maillages polygonaux cachés derrière une épaisse couche de particules peuvent être utilisés pour masquer les VRS de haute intensité.
VRS dynamique
Comme pour la mise à l'échelle dynamique de la résolution, une amélioration possible consiste à mettre à l'échelle le VRS en fonction de la fréquence d'images afin de minimiser le temps nécessaire à son utilisation. Il s'agit d'un système de suivi distinct qui peut nécessiter un ajustement à différentes fréquences pour éviter l'amplification des artefacts.
Échelle de résolution dynamique (DRS)
Gears Tactics utilise à la fois VRS et DRS pour l'optimisation, mais ces fonctionnalités peuvent ne pas avoir une très bonne compatibilité. En effet, lorsque DRS modifie l'échelle de résolution, les artefacts VRS changent également. Cela conduit au fait que le joueur découvre les artefacts VRS et le changement de résolution en même temps, ou les deux passent inaperçus. Une façon d'utiliser les deux fonctions en même temps serait de surveiller le taux de changement du DRS et de désactiver l'utilisation de VRS jusqu'à ce qu'il se stabilise.
Au lieu d'une conclusion
Une utilisation habile de Tier 1 VRS permet d'obtenir des gains de performances significatifs sur une large gamme d'équipements avec un impact minimal sur la qualité d'image.