0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Типы сглаживания и их принудительное включение в играх

Содержание

Типы сглаживания и их принудительное включение в играх

Любой хотя бы раз видел в игре настройку «Сглаживание», оно же Antialiasing. Это функция, позволяющая устранить эффект лесенки на краях объектов и сделать изображение менее пилообразным. Производители видеокарт создали немало различных методик, общее количество которых исчисляется десятками. Многие из них устарели и забыты, а некоторые используются до сих пор.

В этой статье мы рассмотрим все актуальные типы сглаживания в играх, проведем сравнение, а также научимся их использовать.

Что делает сглаживание?

Многие наверняка знают, что любой дисплей состоит из набора пикселей. Это самый маленький элемент любого цифрового изображения, и хотя современные телевизоры и мониторы могут похвастаться высоким разрешением, которое составляет миллионы пикселей, они по-прежнему имеют прямоугольную форму. Это означает, что когда на экране отображаются круглые формы, вы почти гарантированно увидите неровные края, называемый эффектом «зубчатости» (или алиасинг).

Таким образом, сглаживание направлено на максимальное уменьшение данного эффекта за счет использования множества различных техник. На практике они различаются в основном способом устранения «зубчатости» и тем, насколько сильно влияют на игровую производительность.

Гайд. За что отвечают настройки графики в играх и как они влияют на FPS

Разрешение экрана

Думаю, с понятием разрешения знакомы уже более-менее все игроки, но на всякий случай вспомним основы. Все же, пожалуй, главный параметр графики в играх.

Изображение, которое вы видите на экране, состоит из пикселей. Разрешение — это количество пикселей в строке, где первое число — их количество по горизонтали, второе — по вертикали. В Full HD эти числа — 1920 и 1080 соответственно. Чем выше разрешение, тем из большего количества пикселей состоит изображение, а значит, тем оно четче и детализированнее.

Влияние на производительность

Очень большое.Увеличение разрешения существенно снижает производительность. Именно поэтому, например, даже топовая RTX 2080 TI неспособна выдать 60 кадров в 4K в некоторых играх, хотя в том же Full HD счетчик с запасом переваливает за 100. Снижение разрешения — один из главных способов поднять FPS. Правда, и картинка станет ощутимо хуже.

В некоторых играх (например, в Titanfall) есть параметр так называемого динамического разрешения. Если включить его, то игра будет в реальном времени автоматически менять разрешение, чтобы добиться заданной вами частоты кадров.

Вертикальная синхронизация

Если частота кадров в игре существенно превосходит частоту развертки монитора, на экране могут появляться так называемые разрывы изображения. Возникают они потому, что видеокарта отправляет на монитор больше кадров, чем тот может показать за единицу времени, а потому картинка рендерится словно «кусками».

Вертикальная синхронизация исправляет эту проблему. Это синхронизация частоты кадров игры с частотой развертки монитора. То если максимум вашего монитора — 60 герц, игра не будет работать с частотой выше 60 кадров в секунду и так далее.

Есть и еще одно полезное свойство этой опции — она помогает снизить нагрузку на «железо» — вместо 200 потенциальных кадров ваша видеокарта будет отрисовывать всего 60, а значит, загружаться не на полную и греться гораздо меньше.

Впрочем, есть у Vsync и недостатки. Главная — очень заметный «инпут-лаг», задержка между вашими командами (например, движениями мыши) и их отображением в игре.

Поэтому играть со включенной вертикальной синхронизацией в мультипеере противопоказано. Кроме того, если ваш компьютер «тянет» игру при частоте ниже, чем заветные 60 FPS, Vsync может автоматически «лочиться» уже на 30 FPS, что приведет к неслабым таким лагам.

Лучший способ бороться с разрывами изображения на сегодняшний день — купить монитор с поддержкой G-Sync или FreeSync и соответствующую видеокарту Nvidia или AMD. Ни разрывов, ни инпут-лага.

Влияние на производительность

В общем и целом — никакого.

Сглаживание(Anti-aliasing)

Если нарисовать из квадратных по своей природе пикселей ровную линию, она получится не гладкой, а с так называемыми «лесенками». Особенно эти лесенки заметны при низких разрешениях. Чтобы устранить этот неприятный дефект и сделать изображения более четким и гладким, и нужно сглаживание.

Здесь и далее — слева изображение с отключенной графической опцией (или установленной на низком значении), справа — с включенной (или установленной на максимальном значении).

Технологий сглаживания несколько, вот основные:

  • Суперсэмплинг (SSAA) — самое эффективное сглаживание, но вместе с тем — жутко требовательное к ресурсам. Работает оно просто: ваша видеокарта рендерит картинку в гораздо более высоком разрешении, чем задано в настройках, а потом «ужимает» его обратно. Чем выше это значение, тем лучше сглаживание и тем выше нагрузка на компьютер. Грубо говоря, при значении SSAA 4X ваш ПК будет вынужден за одно и то же время обсчитать одну и ту же сцену четыре раза, а не один.
  • MSAA — мультисемплинг. По эффективности схож с SSAA, но работает совершенно по-другому (объяснить его простыми словами довольно сложно, но это, пожалуй, и не нужно), а потому менее требователен к ресурсам. Если компьютер позволяет, именно это сглаживание стоит пробовать включать в первую очередь. Картинка лишь едва-едва потеряет в четкости, зато лесенки почти исчезнут.
  • FXAA (Быстрое сглаживание) — более простой способ сглаживания. На всю картинку попросту накидывается размытие. Вообще не влияет на производительность, но добавляет в изображение очень много «мыла». В большинстве случаев уж лучше терпеть «лесенки», но тут кому как.
  • TXAA («Временное сглаживание») / MLAA («Морфологическое сглаживание») — то же самое, что MSAA, но еще эффективнее. Первый тип поддерживается видеокартами Nvidia, второй — AMD. Если в игре есть один из этих вариантов, лучше всего использовать именно его. Почти идеальный баланс между эффективностью и производительностью.
Читать еще:  Что означает слово гибернация

Влияние на производительность

От ничтожного (FXAA) до колоссального (SSAA). В среднем — умеренное.

Качество текстур

Один из самых важных параметров в настройках игры. Поверхности всех предметов во всех современных трехмерных играх покрыты текстурами, а потому чем выше их качество и разрешение — тем четче, реалистичнее картинка. Даже самая красивая игра с ультра-низкими текстурами превратится в фестиваль мыловарения.

Влияние на производительность

Если в видеокарте достаточно видеопамяти, то практически никакого. Если же ее не хватает, вы получите ощутимые фризы и тормоза. 4 гигабайт VRAM хватает для подавляющего числа современных игр, но лучше бы в вашей следующей видеокарте памяти было 8 или хотя бы 6 гигабайт.

Анизотропная фильтрация

Анизотропная фильтрация, или фильтрация текстур, добавляет поверхностям, на которые вы смотрите под углом, четкости. Особенно ее эффективность заметна на удаленных от игрока текстурах земли или стен.

Чем выше степень фильтрации, чем четче будут поверхности в отдалении.

Этот параметр влияет на общее качество картинки довольно сильно, но систему при этом практически не нагружает, так что в графе «фильтрация текстур» советуем всегда выставлять 8x или 16x. Билинейная и трилинейная фильтрации уступают анизотропной, а потому особенного смысла в них уже нет.

Влияние на производительность

Тесселяция

Технология, буквально преображающая поверхности в игре, делающая их выпуклыми, рельефными, натуралистичными. В общем, тесселяция позволяет отрисовывать гораздо более геометрически сложные объекты. Просто посмотрите на скриншоты.

Влияние на производительность

Зависит от игры, от того, как именно движок применяет ее к объектам. Чаще всего — среднее.

Качество теней

Все просто: чем выше этот параметр, тем четче и подробнее тени, отбрасываемые объектами. Добавить тут нечего. Иногда в играх также встречается параметр «Дальность прорисовки теней» (а иногда он «вшит» в общие настройки). Тут все тоже понятно: выше дальность — больше теней вдалеке.

Влияние на производительность

Зависит от игры. Чаще всего разница между низкими и средними настройками не столь велика, а вот ультра-тени способны по полной загрузить ваш ПК, поскольку в этом случае количество объектов, отбрасывающих реалистичные тени, серьезно вырастает.

Глобальное затенение (Ambient Occlusion)

Один из самых важных параметров, влияющий на картинку разительным образом. Если вкратце, то AO помогает имитировать поведения света в трехмерном мире — а именно, затенять места, куда не должны попадать лучи: углы комнат, щели между предметами и стенами, корни деревьев и так далее.

Существует два основных вида глобального затенения:

SSAO (Screen space ambient occlusion). Впервые появилось в Crysis — потому тот и выглядел для своего времени совершенно фантастически. Затеняются пиксели, заблокированные от источников света.

HBAO (Horizon ambient occlusion). Работает по тому же принципу, просто количество затененных объектов и зон гораздо больше, чем при SSAO.

Влияние на производительность

Глубина резкости (Depth of Field)

То самое «боке», которое пытаются симулировать камеры большинства современных объектов. В каком-то смысле это имитация особенностей человеческого зрения: объект, на который мы смотрим, находится в идеальном фокусе, а объекты на фоне — размыты. Чаще всего глубину резкости сейчас используют в шутерах: обратите внимание, что когда вы целитесь через мушку, руки персонажа и часть ствола чаще всего размыты.

Впрочем, иногда DoF только мешает — складывается впечатление, что у героя близорукость.

Влияние на производительность

Целиком и полностью зависит от игры. От ничтожного до довольно сильного (как, например, в Destiny 2).

Bloom (Свечение)

Этот параметр отвечает за интенсивность источников света в игре. Например, с включенным Bloom, свет, пробивающийся из окна в помещение, будет выглядеть куда ярче. А солнце создавать натуральные «засветы». Правда, некоторые игры выглядят куда реалистичнее без свечения — тут нужно проверять самому.

Влияние на производительность

Чаще всего — низкое.

Motion Blur (Размытие в движении)

Motion Blur помогает передать динамику при перемещениях объекта. Работает он просто: когда вы быстро двигаете камерой, изображение начинает «плыть». При этом главный объект (например, руки персонажа с оружием) остается четким.

Сравнение

Для сравнения качества было решено выделить фрагмент картинки, затрагивающие провода, текстовую надпись Track Mania и дорожные перила.

Читать еще:  Вирус скрыл файлы на флешке решение проблемы

Вторым фрагментом выступит автомобиль, для оценки сглаживания изгибов и текстур.

А теперь сравним влияние сглаживания на FPS в игре.

Содержание

Разрешение

Пиксель — основная единица цифрового изображения. Это цветовая точка, а разрешение — количество столбцов и рядов точек на вашем мониторе. Самые распространенные разрешения на сегодня: 1280×720 (720p), 1920×1080 (1080p), 2560×1440 (1440p) и 3840 x 2160 (4K или «Ultra-HD»). Но это для дисплеев формата 16:9. Если у вас соотношение сторон 16:10, разрешения будут слегка отличаться: 1920×1200, 2560×1600 и т.д. У ультрашироких мониторов разрешение тоже другое: 2560×1080, 3440×1440 и т.д.

Кадры в секунду (frames per second, FPS)

Если представить, что игра — это анимационный ролик, то FPS будет числом изображений, показанных за секунду. Это не то же самое, что частота обновления дисплея, измеряемая в герцах. Но эти два параметра легко сравнивать, ведь как монитор на 60 Гц обновляется 60 раз за секунду, так и игра при 60 FPS выдает именно столько кадров за тот же отрезок времени.

Чем сильнее вы загрузите видеокарту обработкой красивых, наполненных деталями игровых сцен, тем ниже будет ваш FPS. Если частота кадров окажется низкой, они будут повторяться и получится эффект подтормаживания и подвисания. Киберспортсмены охотятся за максимальном возможными показателями FPS, особенно в шутерах. А обычные пользователи зачастую довольствуются играбельными показателями — это где-то 60 кадров в секунду. Однако, мониторы на 120-144 Гц становятся более доступными, поэтому потребность в FPS тоже растет. Нет смысла играть на 120 герцах, если система тянет всего 60-70 кадров.

Так как в большинстве игр нет встроенного бенчмарка, для измерения кадров в секунду используется стороннее программное обеспечение, например, ShadowPlay или FRAPS. Однако, некоторые новые игры с DX12 и Vulkan могут некорректно работать с этими программами, чего не наблюдалось со старыми играми на DX11.

Апскейлинг и даунсэмплинг

В некоторых играх есть настройка «разрешение рендеринга» или «rendering resolution» — этот параметр позволяет поддерживать постоянное разрешение экрана, при этом настраивая разрешение, при котором воспроизводится игра. Если разрешение рендеринга игры ниже разрешения экрана, оно будет увеличено до масштабов разрешения экрана (апскейлинг). При этом картинка получится ужасной, ведь она растянется в несколько раз. С другой стороны, если визуализировать игру с большим разрешением экрана (такая опция есть, например, в Shadow of Mordor), она будет выглядеть намного лучше, но производительность станет заметно ниже (даунсэмплинг).

Производительность

На производительность больше всего влияет разрешение, поскольку оно определяет количество обрабатываемых графическим процессором пикселей. Вот почему консольные игры с разрешением 1080p, часто используют апскейлинг, чтобы воспроизводить крутые спецэффекты, сохраняя плавную частоту кадров.

Мы использовали наш Large Pixel Collider (суперкомпьютер от сайта PC Gamer), включив две из четырех доступных видеокарт GTX Titan, чтобы продемонстрировать, как сильно разрешение влияет на производительность.

Тесты проводились в бенчмарке Shadow of Mordor:

1980х720 (½ родного разрешения)

2560х1440 (родное разрешение)

5120х2880 (x2 родного разрешения)

Вертикальная синхронизация и разрывы кадров

Когда цикл обновления дисплея не синхронизирован с циклом рендеринга игры, экран может обновляться в процессе переключения между готовыми кадрами. Получается эффект разрыва кадров, когда мы видим части двух или более кадров одновременно.

Одним из решений этой проблемы стала вертикальная синхронизация, которая почти всегда присутствует в настройках графики. Она не позволяет игре показывать кадр, пока дисплей не завершит цикл обновления. Это вызывает другую проблему — задержка вывода кадров, когда игра способна показать большее количество FPS, но ограничена герцовкой монитора (например, вы могли бы иметь 80 или даже 100 кадров, но монитор позволит показывать только 60).

Адаптивная вертикальная синхронизация

Бывает и так, что частота кадров игры падает ниже частоты обновления монитора. Если частота кадров игры превышена, вертикальная синхронизация привязывает ее к частоте обновления монитора и она, например, на дисплее с 60 Гц не превысит 60 кадров. А вот когда частота кадров падает ниже частоты обновления монитора, вертикальная синхронизация привязывает ее к другому синхронизированному значению, например, 30 FPS. Если частота кадров постоянно колеблется выше и ниже частоты обновления, появляются подтормаживания.

Чтобы решить эту проблему, адаптивная вертикальная синхронизация от Nvidia отключает синхронизацию каждый раз, когда частота кадров падает ниже частоты обновления. Эту функцию можно включить в панели управления Nvidia — она обязательна для тех, кто постоянно включает вертикальную синхронизацию.

Технологии G-sync и FreeSync

Новые технологии помогают разобраться со многими проблемами, которые зачастую основаны на том, что у дисплеев фиксированная частота обновления. Но если частоту дисплея можно было бы изменять в зависимости от FPS, пропали бы разрывы кадров и подтормаживания. Такие технологии уже есть, но для них нужны совместимые видеокарта и дисплей. У Nvidia есть технология G-sync, а у AMD — FreeSync. Если ваш монитор поддерживает одну из них и она подходит к установленной видеокарте, проблемы решены.

Текстуры, детализация моделей и объектов

Снова держите целый ворох параметров. Можете смело выдохнуть — быстродействие от них не зависит (почти).

  • Качество текстур (Texture Quality): в зависимости от удаленности игра берет текстуры разной четкости. Степень их детализации на производительности не сказывается. Выше настройка — больше текстур в видеопамяти. При ее недостатке вы столкнетесь с подвисаниями. Согласно статистике Steam, доминируют GPU с 4 Гб памяти — этого запаса все еще вполне достаточно.
  • Анизотропная фильтрация текстур (Texture Anisotropy, Texture Filtering): четкость текстур вдали, по краям и под углом. Ставьте на 16x — опция даже не думает грузить «железо».
  • Детализация текстур эффектов (Effects Texture Detail): за дым и взрывы обычно отдуваются частицы, однако на заднем плане их способны подменить многослойные текстуры. Выкручивайте на максимум, если у достаточно видеопамяти.
  • Детализация текстур освещения (Lighting Texture Detail): в статично освещенных сценах применяются карты освещения и карты теней, разгружающие «железо».
  • Дальность прорисовки персонажей, объектов, листвы (Character/Environmental/Foliage Detail Distance): из этих настроек по производительности способна ударить только растительность.
  • Детализация эффектов (Effects Detail): от нее зависит количество частиц, к примеру, возникающих во время взрыва. Минимально влияет на быстродействие.
  • Impact Marks: в Titanfall 2 параметр отвечает за появления дыр от пуль и подпалин. Можно отключить, но зачем? На производительности-то не отражается.
  • Ширина поля зрения (Field of View): важная опция, резко нагружающая PC, потому что в кадре прибавляется объектов. За возможность заранее увидеть врагов, нападающих слева или справа, приходится расплачиваться fps.
Читать еще:  Сервер филипс не найден что делать

Какие изменения?

После включения инструмента с FXAA, результат налицо: артефактов полностью исчезают, но есть некоторая размытость картинки. Кроме того, появилась уникальная возможность оттачивать новую локацию. Разработчиком технологии по одной из версий добавил фильтр резкости, который был взят из MPC-HC, которые с конца результат оказался вполне приличным: пятно полностью исчезнет, текстуры становятся более стильный вид по сравнению с оригиналом, но «лесенки» несмотря на этот фильтр, практически полностью отсутствуют. Теперь вы знаете, что с FXAA в играх, таких как Мир Танков. Из-за того, что авторы не планировали эту резкость текстуры, немного «отбить» башни, но в геймплее это почти не видно.

Производительность здесь практически не уменьшается. Конечно, двигатель Мир танков имеет несколько неожиданным образом, так что всплески или, наоборот, деградации производительности со временем могут возникать буквально из ничего.

4 вида сглаживания

Множественная выборка сглаживания (MSAA)

MSAA, один из наиболее часто используемых методов сглаживания, обеспечивает баланс между качеством и производительностью. Он делает это, беря пиксели одинакового цвета, выбирая их вместе и манипулируя краями, чтобы смешать их с образцом другого образца.

Это создает иллюзию более гладкой изогнутой графики, а не блочных форм. Плюсом использования MSAA является то, что он не потребляет слишком много вычислительной мощности и не влияет на частоту кадров до такой степени, что это заметно. Это делает его особенно полезным, если оборудование, которое вы используете, не настолько продвинуто.

Суперсэмплинг сглаживания (SSAA)

Это мать всех других методов сглаживания и самый основной тоже. Вы можете быть удивлены, узнав, что, несмотря на то, что это самый старый метод, он наиболее эффективен, хотя и за счет значительной вычислительной мощности графического процессора.

Это потому, что SSAA берет каждый пиксель и анализирует цвет пикселей, окружающих его. В широком смысле он визуализирует игру с высоким разрешением и понижает ее до необходимого разрешения, не теряя резкости. Тот факт, что он анализирует каждый пиксель, составляет значительную часть графического процессора, поэтому в наши дни он используется не так часто.

Временное сглаживание (TXAA)

TXAA включает MSAA вместе с фильтрами, обычно используемыми в технологиях CGI, которые используются в фильмах с высоким действием для иммерсивных визуальных эффектов. Он использует сэмплы как внутри, так и снаружи каждого пикселя, что приводит к плавным переходам, которые отлично смотрятся во время игры.

Эта альтернатива предлагает вам лучшее, когда дело доходит до настоящего качества, и, как таковая, требует более высокого уровня производительности вашего компьютера. Играть в игры за последние пять лет с использованием этой настройки — абсолютное удовольствие.

Быстрое приблизительное сглаживание (FXAA)

Этот метод, как можно предположить из названия, является более быстрой формой сглаживания и более требователен к вашему оборудованию, чем MSAA. Это потому, что он обрабатывает все пиксели на экране и сглаживает все края.

Как бы то ни было, FXAA иногда предлагает более резкое снижение, чем необходимо, и может снизить частоту кадров по крайней мере на 10% Тем не менее, это едва заметно, и в результате плавность графики компенсирует падение.

Какие игры будут поддерживать технологию DLSS?

Уже заявлена поддержка в следующих играх:

  • Ark: Survival Evolved
  • Atomic Heart
  • Dauntless
  • Final Fantasy XV
  • Fractured Lands
  • Hitman 2
  • Islands of Nyne
  • Justice
  • JX3
  • Mechwarrior 5: Mercenaries
  • PlayerUnknown’s Battlegrounds
  • Remnant: From the Ashes
  • Serious Sam 4: Planet Badass
  • Shadow of the Tomb Raider
  • The Forge Arena
  • We Happy Few

Другими словами, запуская эти игры на RTX 20 серии, игроки смогут без опасений выставлять 4K разрешение и наслаждаться высокой частотой кадров. На GTX 1080 в 4K разрешении и с включенным сглаживанием о 60 fps можно было бы даже не думать.

Вот каковы частоты кадров с разрешением 4K:

Больше интересных статей на Shazoo

  • Mount and Blade 2: Bannerlord получит технологию DLSS от NVIDIA
  • Marvel’s Avengers получила патч с новым контентом и поддержкой DLSS
  • С пылу, с жару — глава Nvidia представил самую большую видеокарту в мире
  • Слух: Nvidia Ampere выполняет трассировку лучей в четыре раза эффективнее Turing
  • Digital Foundry рассказала про Nvidia DLSS 2.0 на примере Control

Видео от Shazoo

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector