Variable Rate Shading, ou VRS, é uma peça importante da tecnologia gráfica que os jogos de PC ignoraram amplamente nos últimos três anos. Funciona em todos os AMD e Nvidia modernos placas gráficas, e tem um objetivo simples: melhorar o desempenho em até 20% sem qualquer queda perceptível na qualidade da imagem.
Conteúdo
- Sombreamento de taxa variável: não é novo
- Dois mundos de VRS
- Um bloqueio de console
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Parece incrível, certo? Bem, há uma razão pela qual você provavelmente não ouviu muito sobre isso. Os últimos dois anos se concentraram em Nvidia Deep Learning Super Sampling (DLSS) e da AMD FidelityFX Super Resolução (FSR) como os campeões de economia de desempenho da era gráfica moderna. E embora eles ofereçam o melhor retorno para o investimento do desenvolvedor do jogo, o VRS é uma ferramenta igualmente impressionante que tem sido lamentavelmente subutilizada.
Sombreamento de taxa variável: não é novo
VRS não é novo - postagem no blog da Microsoft anunciar o recurso no DirectX 12 já tem mais de três anos. Se você não estiver familiarizado, o VRS altera a resolução na qual os sombreadores são aplicados em uma cena. Não está mudando a resolução do jogo; O VRS simplesmente permite que os pixels vizinhos compartilhem um sombreador em vez de fazer com que a GPU faça um trabalho redundante.
Se houver um canto de uma cena envolto em sombra sem muitos detalhes, por exemplo, sua placa de vídeo não precisa calcular os valores de luz, cor e textura de cada pixel. Isso pode economizar alguns problemas agrupando-os - quatro pixels em uma grade 2 × 2 podem ter sombreamento extremamente semelhante valores, então o VRS entra em ação para otimizar o desempenho calculando apenas um sombreador e aplicando-o ao resto do grade. O tamanho da grade é a taxa de sombreamento e mais pixels em uma grade significa uma taxa de sombreamento menor.
Essa pequena mudança pode fazer uma grande diferença no desempenho. Em Táticas de Engrenagens em 4K, por exemplo, o VRS ofereceu um aumento de 22,9% na minha taxa de quadros média. Esse é o melhor exemplo, mas vilaresidente mal também mostrou um aumento de 9,8% na minha taxa de quadros média, enquanto Assassino 3 ofereceu um sólido aumento de 8%. E a ideia por trás do VRS é que ele seja indistinguível quando ativado, oferecendo essencialmente desempenho gratuito.
Há apenas um pequeno número de jogos que suportam VRS no PC, apesar de ter mais de três anos. Abordarei esse problema mais adiante na coluna, mas o problema mais urgente é como o VRS é usado entre os poucos jogos que o suportam.
Existem dois baldes para o VRS: um que faz com que pareça uma peça revolucionária de kit que oferece desempenho gratuito e outro que faz com que pareça um recurso que mais prejudica do que ajuda.
Dois mundos de VRS
A Microsoft tem dois níveis de VRS em DirectX 12 Ultimate: O Tier 1 e o Tier 2 apropriadamente nomeados. Tier 1 VRS é a técnica mais comum que você encontrará em jogos, que é o cerne do problema. Esse nível não se preocupa com pixels individuais e, em vez disso, aplica diferentes taxas de sombreamento a cada chamada de desenho. Quando há uma chamada para desenhar ativos de fundo, por exemplo, eles podem ter uma taxa de sombreamento de 2×2, enquanto os ativos desenhados em primeiro plano têm uma taxa de sombreamento de 1×1.
Tier 2 VRS é o que você quer. Isso é muito mais granular, permitindo que o desenvolvedor sombreie dentro de uma chamada de empate. Isso significa que uma parte de um modelo pode ter uma taxa de sombreamento de 2×2, por exemplo, enquanto uma área mais detalhada no mesmo modelo pode usar 1×1. O Tier 2 VRS é ideal, permitindo que o desenvolvedor se concentre nos detalhes que importam para espremer cada grama de desempenho.
O problema: mesmo entre o pequeno grupo de jogos que suportam VRS, a maioria deles usa apenas o Tier 1. vila do mal residente, o jogo mais recente que eu olhei, usa Tier 1 VRS. Você pode ver como isso afeta a qualidade da imagem acima, onde você pode distinguir pixels na neve enquanto o Tier 1 VRS junta tudo a alguns metros de distância da câmera.
Compare isso com Táticas de Engrenagens, que suporta Tier 2 VRS. Há uma pequena diferença na qualidade quando ampliado para quase 200%, mas parece muito melhor do que o Tier 1. Você pode notar uma diferença quando os dois estão lado a lado e ampliados, mas coloque esses dois quadros um atrás do outro em um teste cego e você não será capaz de perceber a diferença. Eu certamente não poderia.
Desempenho gratuito para praticamente nenhuma perda na qualidade da imagem é um grande negócio, mas pelo menos no PC, o VRS não está na conversa tanto quanto deveria (muito menos na discussão entre o Nível 1 e o Nível 2). Mesmo depois de se mudar Táticas de Engrenagens e Engrenagens 5 para Nível 2 VRS, os desenvolvedores não pularam no trem da economia de desempenho. Em vez disso, o VRS se concentrou principalmente nos orçamentos de energia limitados dos consoles, e há um console específico que impede o recurso.
Um bloqueio de console
A razão pela qual o VRS vem em dois tipos é que o Tier 2 requer hardware específico para funcionar. As placas gráficas RTX da Nvidia e GPUs RX 6000 da AMD têm suporte de hardware, assim como o Xbox Series X. Placas gráficas mais antigas e o PlayStation 5 não. Em vez disso, eles usam uma versão baseada em software do Tier 1 VRS, se é que está disponível no jogo.
Os desenvolvedores que trabalham em títulos multiplataforma geralmente se concentram no menor denominador comum, o que significa Tier 1 VRS. Existem apenas alguns desenvolvedores que se esforçaram para oferecer suporte ao Tier 2 VRS em hardware compatível (id Software usa Tier 2 VRS em Perdição Eterna para o Xbox Series X, por exemplo), mas a grande maioria dos jogos AAA modernos não suporta VRS ou usa essa abordagem de nível 1.
Como Táticas de Engrenagens mostra, uma implementação de Tier 2 adequada do desenvolvedor oferece a melhor qualidade de imagem e desempenho. É verdade que DLSS e FSR fornecem uma solução fácil para os desenvolvedores melhorarem o desempenho em jogos de PC. Mas o VRS Tier 2 adequado pode representar um aumento de cerca de 20% para quase nenhuma diferença na qualidade da imagem, e isso é bom demais para ser ignorado.
Este artigo faz parte ReSpec – uma coluna quinzenal contínua que inclui discussões, conselhos e relatórios detalhados sobre a tecnologia por trás dos jogos para PC.
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