Variable Rate Shading (VRS) ist eine wichtige Grafiktechnologie, die PC-Spiele in den letzten drei Jahren weitgehend ignoriert haben. Es funktioniert auf allen modernen AMD- und Nvidia-Geräten Grafikkarten, und es hat ein einfaches Ziel: Die Leistung um bis zu 20 % zu verbessern, ohne dass die Bildqualität spürbar sinkt.
Inhalt
- Schattierung mit variabler Rate: Nicht neu
- Zwei VRS-Welten
- Eine Konsolenblockade
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Klingt erstaunlich, oder? Nun, es gibt einen Grund, warum Sie wahrscheinlich noch nicht viel darüber gehört haben. In den letzten Jahren lag der Schwerpunkt auf Nvidia Deep Learning Super Sampling (DLSS) und AMDs FidelityFX Super Resolution (FSR) als die leistungssparenden Champions des modernen Grafikzeitalters. Und obwohl sie dem Spieleentwickler das beste Preis-Leistungs-Verhältnis bieten, ist VRS ein ebenso beeindruckendes Tool, das erbärmlich wenig genutzt wird.
Schattierung mit variabler Rate: Nicht neu
VRS ist nicht neu – Blogbeitrag von Microsoft Die Ankündigung der Funktion in DirectX 12 ist über drei Jahre alt. Falls Sie es nicht kennen: VRS ändert die Auflösung, mit der Shader innerhalb einer Szene angewendet werden. Es ändert nichts an der Auflösung des Spiels; VRS ermöglicht einfach, dass benachbarte Pixel einen Shader gemeinsam nutzen, anstatt dass die GPU redundante Arbeit leisten muss.
Wenn beispielsweise eine Ecke einer Szene in Schatten ohne viele Details gehüllt ist, muss Ihre Grafikkarte nicht die Licht-, Farb- und Texturwerte für jedes Pixel berechnen. Durch die Gruppierung kann man sich einiges an Ärger ersparen – vier Pixel in einem 2×2-Raster können eine extrem ähnliche Schattierung aufweisen Daher greift VRS ein, um die Leistung zu optimieren, indem nur ein Shader berechnet und auf den Rest angewendet wird Netz. Die Größe des Rasters ist die Schattierungsrate, und mehr Pixel in einem Raster bedeuten eine niedrigere Schattierungsrate.
Diese kleine Änderung kann einen großen Leistungsunterschied bewirken. In Gears-Taktik Bei 4K beispielsweise bot VRS eine Steigerung meiner durchschnittlichen Bildrate um 22,9 %. Das ist das beste Beispiel, aber Resident Evil Village zeigte auch einen Anstieg meiner durchschnittlichen Bildrate um 9,8 % Hitman 3 bot einen satten Anstieg von 8 %. Und die Idee hinter VRS ist, dass es im eingeschalteten Zustand nicht zu unterscheiden ist und im Wesentlichen kostenlose Leistung bietet.
Es gibt nur wenige Spiele, die VRS auf dem PC unterstützen, obwohl es schon mehr als drei Jahre alt ist. Ich werde dieses Problem später in der Kolumne ansprechen, aber das dringlichere Problem ist, wie VRS bei den wenigen Spielen verwendet wird, die es unterstützen.
Es gibt zwei Kategorien für VRS: Eine, die es wie ein revolutionäres Teil des Kits aussehen lässt, das kostenlose Leistung bietet, und eine andere, die es wie eine Funktion aussehen lässt, die mehr schadet als hilft.
Zwei VRS-Welten
Microsoft verfügt über zwei VRS-Stufen DirectX 12 Ultimate: Die treffend benannten Tier 1 und Tier 2. Tier-1-VRS ist die am häufigsten in Spielen vorkommende Technik und bildet den Kern des Problems. Diese Ebene befasst sich nicht mit einzelnen Pixeln, sondern wendet stattdessen bei jedem Zeichenaufruf unterschiedliche Schattierungsraten an. Wenn zum Beispiel ein Aufruf zum Zeichnen von Hintergrund-Assets erfolgt, können diese eine Schattierungsrate von 2×2 haben, während im Vordergrund gezeichnete Assets eine Schattierungsrate von 1×1 haben.
Tier 2 VRS ist genau das, was Sie wollen. Dies ist viel granularer und ermöglicht dem Entwickler die Schattierung innerhalb ein Draw Call. Das bedeutet, dass ein Teil eines Modells beispielsweise eine Schattierungsrate von 2×2 haben kann, während ein detaillierterer Bereich desselben Modells 1×1 verwenden könnte. Tier 2 VRS ist ideal und ermöglicht es dem Entwickler, sich auf die Details zu konzentrieren, die wichtig sind, um jedes Quäntchen Leistung herauszuholen.
Das Problem: Selbst in der kleinen Auswahl an Spielen, die VRS unterstützen, nutzen die meisten nur Tier 1. Resident Evil Village, Das neueste Spiel, das ich mir angesehen habe, verwendet Tier 1 VRS. Wie sich das auf die Bildqualität auswirkt, können Sie oben sehen, wo Sie Pixel im Schnee erkennen können, während Tier 1 VRS alles ein paar Meter von der Kamera entfernt zusammenfasst.
Vergleichen Sie das mit Gears-Taktik, das Tier 2 VRS unterstützt. Beim Vergrößern auf fast 200 % gibt es einen geringfügigen Qualitätsunterschied, aber es sieht viel besser aus als Stufe 1. Sie können einen Unterschied erkennen, wenn Sie die beiden Bilder nebeneinander betrachten und hineinzoomen, aber wenn Sie diese beiden Bilder in einem Blindtest direkt hintereinander betrachten, können Sie keinen Unterschied feststellen. Ich konnte es auf keinen Fall.
Kostenlose Leistung bei praktisch keinem Verlust an Bildqualität ist eine große Sache, aber zumindest auf dem PC ist VRS nicht so oft im Gespräch, wie es sein sollte (ganz zu schweigen von der Diskussion zwischen Tier 1 und Tier 2). Auch nach dem Umzug Gears-Taktik Und Gänge 5 zu Tier 2 VRS, Entwickler sind nicht auf den leistungssparenden Zug aufgesprungen. Stattdessen hat sich VRS hauptsächlich auf die begrenzten Leistungsbudgets von Konsolen konzentriert, und es gibt eine bestimmte Konsole, die diese Funktion zurückhält.
Eine Konsolenblockade
Der Grund dafür, dass es VRS in zwei Varianten gibt, liegt darin, dass Tier 2 spezielle Hardware erfordert, um zu funktionieren. Nvidias RTX-Grafikkarten und AMDs RX 6000-GPUs verfügen über Hardware-Unterstützung, ebenso wie die Xbox Series X. Ältere Grafikkarten und die PlayStation 5 nicht. Stattdessen verwenden sie eine softwarebasierte Version von Tier 1 VRS, sofern diese überhaupt im Spiel verfügbar ist.
Entwickler, die an Multiplattform-Titeln arbeiten, konzentrieren sich normalerweise auf den kleinsten gemeinsamen Nenner, also Tier 1 VRS. Es gibt nur wenige Entwickler, die sich die Mühe gemacht haben, Tier 2 VRS auf unterstützter Hardware zu unterstützen (id Software verwendet Tier 2 VRS auf Ewiges Schicksal für die Xbox Series X), aber die überwiegende Mehrheit der modernen AAA-Spiele unterstützt VRS entweder nicht oder verwendet diesen Tier-1-Ansatz.
Als Gears-Taktik zeigt, dass eine ordnungsgemäße Tier-2-Implementierung des Entwicklers die beste Bildqualität und Leistung bietet. Es stimmt, dass DLSS und FSR Entwicklern eine einfache Lösung bieten, um die Leistung von PC-Spielen zu verbessern. Aber ein ordentliches VRS der Stufe 2 kann eine Steigerung von rund 20 % bei kaum einem Unterschied in der Bildqualität bedeuten, und das ist zu gut, um es zu ignorieren.
Dieser Artikel ist Teil von ReSpec – eine fortlaufende zweiwöchentliche Kolumne mit Diskussionen, Ratschlägen und ausführlichen Berichten über die Technologie hinter PC-Spielen.
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