Mit VRS kann Gears Tactics signifikante Leistungssteigerungen erzielen - bis zu 18,9%! - auf einer Vielzahl von Geräten ohne merklichen Verlust der Bildqualität.
Eines der Hauptziele bei der Entwicklung von Gears Tacticswar es, ein breiteres PC-Publikum zu erreichen, indem die Mindestsystemanforderungen gesenkt wurden. Zu diesem Zweck mussten neue Lösungen zur Verbesserung der Leistung gefunden werden, die keine wesentliche Verringerung der Grafikqualität erfordern würden. Eine dieser Lösungen war VRS.
In diesem Artikel werden wir uns den Prozess der Optimierung von VRS genauer ansehen, um das optimale Gleichgewicht zwischen Qualität und Leistung zu erreichen. Insbesondere, bei welchem Rendering es verwendet wird und mit welchen Parametern.
Da das Hauptziel darin bestand, die größte Auswahl an Geräten in die Implementierung einzubeziehen, werden wir nur über die erste Stufe der VRS-Unterstützung (Tier 1) sprechen, mit der Sie die Schattierungsrate für jedes Objekt festlegen können. Weitere Informationen zu VRS finden Sie in diesem Beitrag .
Im Fall von Gears Tactics gilt VRS nicht für Unterstützungsstufen, die höher als die erste sind. Daher musste festgelegt werden, auf welchem Rendering es verwendet werden soll (beachten Sie, dass Gears Tactics verwendet wird)erstellt auf Unreal Engine 4) sowie Formulierungskriterien für die Reduzierung der Schattierungsrate - die Größe des Pixelbereichs, auf den das einmalige Rendern angewendet wird. Je höher es ist (das höchste ist 1 × 1), desto höher ist die Rendergenauigkeit und desto höher ist dementsprechend die Belastung der GPU.
Wie sich herausstellt, kann VRS in jeder Phase des Renderns von Vorteil sein, einschließlich einiger Vollbild-Renderings.
Rendering der Pipeline-Bewertung
Zuerst schien es, dass der Basis-Render-Pass und der Transluzenz-Pass das größte Optimierungspotential im Vergleich zu den anderen darstellen sollten. Daher wurde VRS für alle Draw Calls im Basispass und im Transluzenzpass aktiviert, letzterer wies jedoch zu schwerwiegende Artefakte auf.
Dies bedeutet, dass der nächste Schritt darin bestand, zu bewerten, welche Durchgänge am vielversprechendsten sind, um den maximalen Nutzen aus VRS zu ziehen, und dann die Schattierungsrate für diese Durchgänge zu testen und diejenigen auszuschließen, die Artefakte hinterlassen haben. Daher wurde festgestellt, dass Durchläufe unter Verwendung genauer Pixelinformationen eine der Hauptursachen für diese Artefakte sind.
Um herauszufinden, welche Durchgänge am effektivsten waren, musste das VRS für alle aktiviert und dann in PIX auf diejenigen eingegrenzt werden, die eine bessere Leistung als andere erbrachten.
Hier sind sie:
- Zusammensetzung nach dem Beleuchten: Beleuchtung für unterirdisch streuende Materialien.
- Durchscheinende Volumina filtern : Glättet durchscheinende Netze innerhalb des Volumens, um Mischungsprobleme zu vermeiden.
- Lichtdämpfung: Die Lichtdämpfung ist die äußere Grenze bei der Berechnung des Zerfalls einer bestimmten Beleuchtung. Dieser Durchgang wird für schattierte Lichter unter Berücksichtigung des berechneten Abfalls wiederholt, um Schattenprojektionen zu rendern.
- (Light composition tasks (PreLighting)): .
- (Light Shaft Bloom): (), .
- (Screen Space Reflections): .
- - (SSR Temporal AA): .
- (Direct Deferred Lighting): .
Dann war es notwendig, die Schwere der Artefakte zu bewerten, die aufgrund von VRS in diesen Passagen erhalten wurden. Der Prozess erwies sich als recht zeitaufwändig, da Gears Tactics mehrere Biome mit unterschiedlichen Wetterbedingungen aufweist. Sie könnten tagsüber in der Stadt gute Ergebnisse erzielen, aber die Artefakte würden in der sandigen Umgebung oder im Laub oder nachts im Regen herauskommen.
Die folgenden Durchgänge zeigten Leistungsverbesserungen bei aktiviertem VRS, hatten jedoch zu viele Artefakte, um sie zu verwenden:
- Lichtdurchlässige Beleuchtung (Lichtdurchlässigkeit);
- Aufgeschobene Beleuchtung;
- Zusammensetzung nach dem Anzünden.
Beispiel für ein Bild vor und nach der Komposition nach der Beleuchtung mit einer groben 4x4-Pixelgröße
Nach Eliminierung dieser Durchgänge wurde begonnen, die Schattierungsrate basierend auf anderen Faktoren anzupassen. Zunächst wurden dynamische Objekte und Objekte mit einer Transparenzmaske ausgeschlossen.
Dynamische Objekte werfen einen volldynamischen Schatten. Aus diesem Grund verlieren sie bei VRS häufig wichtige Details und werden in der gesamten Szene sowie während der Bewegung besser sichtbar. Das Anwenden von VRS auf eine Transparenzmaske führte auch zu einem großen Detailverlust. Und da sich herausstellte, dass Objekte mit einem Pixeltiefenversatz ebenfalls falsch angezeigt wurden, wurden sie ebenfalls ausgeschlossen.
VRS wurde für eine Reihe maskierter Objekte verwendet, was zu einem inakzeptablen Detailverlust führte
Dynamische Techniken
Deshalb haben wir eine Reihe von Renderpässen zusammengestellt, auf die Sie VRS anwenden können. Die weit verbreitete Verwendung der kleinsten Schattierungsrate (4 × 4 oder 2 × 2, abhängig von der Hardwareunterstützung) bei diesen Durchläufen führt jedoch zu einem erheblichen Qualitätsverlust. Daher bestand der nächste Schritt darin, dynamische Methoden zu untersuchen, mit denen die Schattierungsrate in Abhängigkeit von einem bestimmten Durchgang geändert werden kann. Infolgedessen wurden drei von ihnen gebildet. Jeder von ihnen wurde in Schlüsselübergängen unmittelbar vor dem Zeichnen des Netzes verwendet.
Diese Methoden sind: Objektgröße, Tiefenschärfemaskierung und Nebelnebelmaskierung.
Bestimmen der Größe eines Objekts
Bei dieser Methode wird VRS aktiv auf jedes Gitter angewendet, das im Vergleich zum Spielraum extrem klein ist. Es basiert auf einer schnellen Überprüfung der Bedingung, ob der Wert der Größe eines einzelnen Polygons im Netz unter einem festgelegten Schwellenwert liegt. In diesem Fall wird die Schattierungsrate proportional zu dieser Größe skaliert.
Tiefenmaskierungstiefe
Bei den meisten GPUs ist die Schärfentiefe in Gears Tactics standardmäßig deaktiviert, während Zwischensequenzen jedoch aktiviert. Diese Methode bestimmt, wie stark das Netz unscharf ist, nachdem die Schärfentiefe bei der Nachbearbeitung angewendet wurde. Und da zu diesem Zeitpunkt die Details absichtlich eliminiert werden, kann bei allen vorherigen Tastenübergängen eine kleine Schattierungsrate eingestellt werden.
Rot hervorgehobene Netze haben aufgrund der Schärfentiefe die gröbste Pixelgröße
Nebel des Krieges Verkleidung
Gears Tactics verwendet Fog of War, um Teile des Schlachtfelds zu verstecken. Es kann auch verwendet werden, um die verringerte Schattierungsrate zu maskieren. Diese Technik bestimmt, wie weit ein bestimmtes Polygonnetz im "Nebel des Krieges" verborgen ist, und reduziert auf dieser Grundlage die Schattierungsrate proportional.
Die VRS-Intensität wächst proportional zum Nebel der Kriegsintensität
Verhältnis von Qualität zu Leistung
Es stellte sich heraus, dass Sie mit der Kombination der oben beschriebenen Methoden aufgrund einer signifikanten Reduzierung der Schattierungsrate einen Leistungsgewinn von mehr als 30% erzielen können. Der Qualitätsverlust wird zwar spürbarer sein, als wir möchten. Daher bestand der nächste Schritt darin, die Schattierungsrate für jeden Durchgang durch mehrere Biome manuell anzupassen und den Leistungsgewinn und die Bildqualität nach jeder Änderung zu bewerten.
Infolgedessen erhielt VRS zwei Ebenen. Die Konfiguration „Ein“ hat den geringsten Einfluss auf die Bildqualität, vorausgesetzt, Sie deaktivieren VRS für einige Renderdurchgänge und begrenzen den Abfall der Schattierungsrate. Gleichzeitig führt die Einstellung "Leistung" zu kleinen Kompromissen bei der Bildqualität zugunsten einer Leistungssteigerung bei niedrigeren Schattierungsraten.
Es gibt einen weiteren Vorteil der Verwendung der Schattierungsrate, die zusätzliche Leistung erfordert. Pixelgrößen größer als 2 erfordern zusätzliche Unterstützung für die Hardware-Schattierungsrate, sodass jeder Durchgang mit einer 2x4-, 4x2- oder 4x4-Schattierungsrate auf die Stufe "Leistung" beschränkt ist.
Testergebnisse
Tests mit Intel Gen 11 und Intel Xe und NVIDIA Turing durchgeführt. Alle unterstützten Tools weisen ähnliche Leistungssteigerungen auf.
Prüfling
Betriebssystem: Windows 10 Pro 64-Bit (10.0, Build 18362) (18362.19h1_release.190318-1202)
Prozessor: Intel® Core (TM) i9-9900X-CPU bei 3,50 GHz (20 CPUs), ~ 3,5 GHz
Speicher: 98304 MB RAM-
Grafikkarte: NVIDIA GeForce RTX 2080 SUPER
Alle Tests wurden in Ultra-Spieleinstellungen mit 4K-Auflösung durchgeführt.
Alle Techniken in den Einstellungen „VRS Ein“. Alle Techniken in den Einstellungen „VRS-Leistung“ aktiviert.
VRS-Erweiterung
Zusätzliche Vorteile können durch die Erweiterung der hier beschriebenen VRS-Anwendungen erzielt werden.
Weitere Maskentechniken
Zusätzliche Maskierungstechniken können die VRS-Leistung verbessern oder Artefakte reduzieren. Diese Methoden können je nach Fall variieren, in dem Bereiche während des Spiels schattiert oder unscharf sind:
- Bewegungsunschärfe : Kameras mit sich schnell bewegenden Szenen können VRS auf den meisten Netzen mit aktivierter Bewegungsunschärfe problemlos verwenden.
- Partikel: Polygonnetze, die hinter einer dicken Partikelschicht versteckt sind, können verwendet werden, um hochintensives VRS zu maskieren.
Dynamisches VRS
Wie bei der dynamischen Auflösungsskalierung besteht eine mögliche Verbesserung darin, das VRS basierend auf der Bildrate zu skalieren, um die Zeit zu minimieren, die für die Verwendung erforderlich ist. Dies ist ein separates Tracking-System, das möglicherweise bei verschiedenen Frequenzen angepasst werden muss, um die Verstärkung von Artefakten zu vermeiden.
Dynamische Auflösungsskalierung (DRS)
Gears Tactics verwendet sowohl VRS als auch DRS zur Optimierung, diese Funktionen sind jedoch möglicherweise nicht sehr gut kompatibel. Dies liegt daran, dass sich beim Ändern der Auflösungsskala durch DRS auch VRS-Artefakte ändern. Dies führt dazu, dass der Spieler entweder sofort etwas über die VRS-Artefakte und die Auflösungsänderung erfährt oder beide unbemerkt bleiben. Eine Möglichkeit, beide Funktionen gleichzeitig zu verwenden, besteht darin, die DRS-Änderungsrate zu überwachen und die Verwendung von VRS zu deaktivieren, bis es sich stabilisiert.
Anstelle einer Schlussfolgerung
Durch den geschickten Einsatz von Tier 1 VRS können erhebliche Leistungssteigerungen bei einer Vielzahl von Geräten erzielt werden, wobei die Bildqualität nur minimal beeinträchtigt wird.