Kuri vaizdo plokštė „kiečiausia”? Vaizdo plokščių testavimas žaidime Metro: Last Light
Jei norite mėgautis visais naujų žaidimų malonumais teks nemažai pakloti už galingą vaizdo plokštę, o šis straipsnis padės nuspręsti kuri iš jų to verta. Aukščiausios klasės vaizdo plokštės išbandys jėgas tarpusavyje aukščiausiais parametrais, o silpnesnės parodys kokias Metro: LL grožybes įstengs pademonstruoti esant pakankamam našumui. Papildomai išnagrinėsime naujo varikliuko 4A Engine galimybes ir grafinius žaidimo nustatymus.Žaidimų serijos Metro pirmtakas, pasirodęs 2010 metais, įsiminė „geimeriams: ne tik žaidimo proceso privalumais bet ir įspūdinga grafine aplinka. Ukrainiečių startup’o 4A Games programuotojai, turėdami sąlyginai nedidelį biudžetą sukūrė savo varikliuką 4A Engine, savo laiku turėjusį retas technines galimybes. Kompiuterių vartotojai kurių OS palaiko DirectX 11, paleidę Metro 2033 galėjo pasigėrėti visomis šio API gėrybėmis – pirmiausia aparatine tesialiacija. To pasekoje Metro 2033, kartu su tokiais ilgaamžiais kaip Crysis Warhead užsitarnavo sau vietą tarp vaizdo plokščių „benčmarkų”. Kaip ir Crysis atveju, ilgaamžiškumo priežastis ne tik Metro 2033 grožybės, bet pirmiausia tai kad net 2013 metų gamybos vaizdo plokštės jų nepaveža maksimaliais grafikos nustatymais. Toks griežtas našumo matavimo standartas puikiai demonstruoja ekstremalių konfigūracijų su keliais GPU galią, kurios dėka Metro 2033 pasiekia priimtiną kadrų kaitos dažnį (FPS). Na o vieno procesoriaus vaizdo plokščių, kad ir geriausių, apžvalga kad čipų gamintojams dar yra kur tobulėti.
Metro: Last Light lenkia savo pirmtaką vizualiniais privalumais ir tuo pačiu efektyviau išnaudoja GPU procesorių. Nors 4A Engine vis dar turi nustatymą, kuris gali parklubdyti pačias galingiausias vaizdo plokštes, apie kurį paaiškinsime žemiau.
Vienas iš Metro: Last Light patobulinimų – srautinės tekstūros (Streaming Textures). Dėl to kad jos kraunamos į vaizdo plokštės kadrų buferį esant reikalui, pavyko sumažinti reikalavimus jo apimčiai. Žaidimas net esant 2560х1440 tenkinasi 2GB vaizdo atmintimi. Kitas Metro: LL privalumas tai kad grafikos renderingo užduotys, fizinių efektų uždėjimas ir garso apdorojimas dinamiškai paskiriamas laisviems CPU srautams, vietoj to kad kad tiesiogiai perduoti pirmą srautą grafikai, fizikai antrą, garsui trečią.
Metro: Last Light grafikos nustatymai
Metro: Last Light grafikos nustatymai paprasti. Gamintojai išvadavo žaidimų mėgėjus nuo būtinybės pasirinkti DirectX versiją: pagal nutylėjimą žaidimas veikia DirectX 11, bet pasiruošęs nusiristi iki DX10 ar net DX9 jei tik tokius palaiko kompiuteris. Labiausiai matomas skirtumas tai kad DirectX 10 neturi tesialiacijos, o DX9 nepalaiko Object Motion Blur. Be to DirectX 11 žaidimas tiesiog greitesni nei senesnėse versijose.
Super-Sampling Anti-Aliasing
Metro 2033 originalas naudojo pilnaekraniu išlyginimu su multiseplingo metodu (MSAA). Pristatytas kaip daug resursų reikalaujančio supersemplingo (SSAA) alternatyva, MSAA išpopuliarėjo DirectX 8 ir DX9 laikais, bet derinant su šiuolaikiniais Deferred Rendering varikliukais jis išaukia didesnį našumo kritimą nei anksčiau. Todėl Metro 2033 naudojamas Adaptive Anti-Aliasing (AAA) – FXAA technologijos rūšis, greitas postapdirbimo filtras, išlyginantis „kopėčias” poligonų kraštuose.
O MSAA žaidime Metro: LL buvo atmestas vardan seno pažįstamo SSAA. Supersemplingo esmė tame kad vaizdas renderinamas didesne raiška, o po to pritaikomas prie ekrano raiškos. Dėl to gaunams maksimaliai kokybiškas vaizdas. Našumas krenta tragiškai, bet kadangi atidėtas renderingas derinamas su MSAA, prarasti jau nebėra ko. Galimi SSAA rėžimai nuo2x iki 4x. Ir nesvarbu ar Metro: LL įjungtas supersemplingas, visada veikia metodas AAA. Tik derinant su SSAA mažiau reiškiasi jo trūkumas – lengvas viso vaizdo išplaukimas, kadangi AAA naudojamas dar prieš vaizdo mastelio keitimą.
Teseliacija
Žaidime Metro: Last Light naudojame visur kur tik įmanoma, didinant gamtos objektų geometrijos detalizaciją, interjero daiktų ir personažų. Galimi trys teseliacijos rėžimai: Normal, High ir Very High. High lyginant su Normal prideda daugiau detalių, Very High – padidina atstumą nuo apžvalgos taško kuriame teseliacija atjungiama nuo 10 iki 15 metrų, o atstumas kuriame krenta detalizacija padidinamas iki 7 metrų.
Panašias į teseliacijos funkcijas atlieka Parallax Occlusion Mapping (POM) – technologija kuri nesukuria papildomos geometrijos, o vietoj jos kuria reljefo iliuziją ant sienų ir kitų tinkamų paviršių, kuris aiškiai matomas tiesiame apžvalgos kampe, bet dingsta žiūrint aštriu kampu. Be to POM, skirtingai nuo realios geometrijos gautos teseliacijos būdu, nesąveikauja su dinaminiais šešėliais ir šviesos šaltiniais. POM naudai , naudojamam Metro: LL, galima pasakyti ka jis palaiko savaiminį paslinktų tekstūrų užtemdymą (Self-Shadowing), padedančių tam kad objektai, kur teseliacija neprivedė prie vizualinės kokybės proveržio, reljefas atrodo gana tikroviškai.
Advanced PhysX
Kaip ir Metro 2033 jo tesinys, kuriant fizinius efektus remiasi technologija NVIDIA PhysX. Nustatymas Advanced PhysX aktyvuoja GPU aparatinį PhysX iššaukimo apdorojimą, be kurio žaidimas netenka kai kurių įspūdingų galimybių. PhysX labiausiai pastebimas vizualiniuose griovimo efektuose. Suskilusių objektų detalės skraido daug realistiškiau ir po to sąveikauja su aplinka: pasilieka kritimo vietoje ir juda jas vėl paveikus jėga. Be aparatinio PhysX nuolaužos pamažu išnyksta.
Advanced PhysX sprogimai taip pat atrodo realistiškiau. Priklausomai nuo atstumo iki sprogimo centro, jo galios ir medžiagos savybių, objektai patiria didesnius ar mažesnius pažeidimus ir judėjimą. Dideli dalelių kiekiai, tokie kaip dūmai ir migla, elgiasi realistiškai ir interaktyviai sąveikauja su sprogimais ar žaidėjo judesiais. Aparatinis PhysX palaikymas taip pat užtikrina manipuliavimą personažais ar vėju su audinio geometrija.
Žaidimo rėžimai
Metro: Last Light apjungia daugybę grafikos nustatymų viename pavadinime „kokybė”, kuris turi diapazoną nuo Low iki Very High. Ekrano nuotraukos demonstruoja bendrą rėžimo pakeitimo efektą, o toliau apžvelgsime kokį efektą turi kiekvienas nustatymas.
| Low | Normal | High | Very High | |
|---|---|---|---|---|
| Ambient Occlusion | Approximate | Approximate | Precomputed + SSAO | Precomputed + SSAO |
| Analytical Anti-Aliasing | Enabled | Enabled | Enabled | Enabled |
| Bump Mapping | Coarse | Coarse | Precise | Precise |
| Detail Texturing | Disabled | Enabled | Enabled | Enabled |
| Geometric Detail | Low | Normal | High | Very High |
| Image Post-Processing | Normal | Normal | Full | Full |
| Light-Material Interaction | Normal | Normal | Normal | Full |
| Motion Blur | Disabled | Disabled | Camera | Camera + Objects |
| Parallax Mapping | Disabled | Disabled | Enabled | Enabled + POM |
| Shadow Filtering | Fast | Normal | Hi-Quality | Hi-Quality |
| Shadow Resolution | 2,35 Mpx | 4,19 Mpx | 6,55 Mpx | 9,43 Mpx |
| Skin Shading | Disabled | Disabled | Simple | Subsurface Scattering |
| Soft Particles | Disabled | Disabled | Enabled | Enabled |
| Volumetric Texturing | Disabled | Disabled | Low Precision | Full Quality + Sun Shafts |
Ambient Occlusion
Ambient Occlusion efektas sukuriantis papildomus šešėlius poligonų susikirtimo vietose, kampuose, nišose ir t.t. Žemuose Metro: LL nustatymuose naudojamas greitas AO algoritmas, kurio metu žaidimas atrodo per daug tamsus. Labiau pažengęs variantas derina iš anksto apskaičiuotus šešėlius su interaktyviu dinaminiu komponentu.
Bump Mapping
Bump Mapping palaikė net DirectX 6 vaizdo plokštės ir jis Metro: LL naudojamas reljefo sukūrimui tose vietose kur nepateisinamas naujesnių technologijų naudojimas. Galimos „bazinė” ir „tiksli” algoritmo versijos.
Detail Texturing
Metro: LL tekstūros yra 2048х2048 raiškos. Aktyvavus nustatymą Detail Texturing ant arti esančių objektų uždedama papildoma, labiau detalizuota tos pačios raiškos tekstūra.
Geometric Detail
Kuo šis nustatymas aukštesnis tuo labiau detalizuoti žaidimo objektai.
Image Post-Processing
Metro: LL turi daugybę post apdorojimo efektų, aukštuose nustatymuose jie pilnai aktyvuojami. Iš jų labiausiai pastebimi HDR, Bloom ir žinoma Depth of Field. Paskutinis dabar nebeiššaukia tokio dramatiško našumo kritimo kaip senesnėje žaidimo versijoje.
Light Interaction
Kaip rodo pavadinimas nustatymas valdo šeiderius, kurie susieti su įvairių medžiagų paviršiaus apšvietimu. Full Interaction lygyje šviesos žaismas ant daiktų atrodo daug tikroviškiau.
Motion Blur
Žemuose grafikos kokybės nustatymuose judančių objektų susiliejimas visiškai atjungtas, High susiliejimas paveikia visą vaizdą o Very Hig objektai h susilieja priklausomai nuo kokie objektai juda priklausomai nuo stebėjimo taško ir kokiu greičiu. Pavyzdžiui pralekiančios tunelio sienos susilieja, o drezina, kuri stebėtojo atžvilgiu nejuda matoma aiškiai.
Shadow Filtering
Nustatymas atsakingas už šešėlių apdorojimą: švelninimas, artefaktų pašalinimas. Leidžiamos trys pozicijos: greita, normali ir aukštos kokybės filtracija.
Shadow Resolution
Priklausomai nuo šio nustatymo būklės naudojami skirtingos detalizacijos apšvietimo žemėlapiai. Praktikoje tai pasireiškia tuo kiek daikto šešėlis atitinka jo formą. Nepriklausomai nuo žemėlapių raiškos varikliukas visada sukuria sudėtinės struktūros šešėlius.
Skin Shading
Aukščiausiame kokybės lygyje naudojama gerai žinoma Subsurface Scattering technika, kuri dirba su personažų oda kaip pusiau permatomu objektu, per kurį kažkiek prasiskverbia šviesa.
Soft Particles
Nesant aparatinio PhysX žaidimo varikliukas vietoj realių dalelių trimatėje erdvėja dažnai suformuoja ugnies ir dūmų efektus iš daug rastrų, uždėtų ant ekrano.
Volumetric Texturing
Kai kuriems dalelių masyvams, kuriuos žaidėjas gali stebėt iš arti 4A Engine naudoja tūrinies tekstūras. Tokiu būdu formuojami dulkėtame ore matomi saulės spinduliai.
Testo dalyviai
NVIDIA ir AMD modeliai yra etaloninės vaizdo plokštės ir dirba tai linijai gamintojo nustatytais dažniais. Galutinio gamintojo vaizdo plokštės gali turėti padidintus dažnius, bet testo tikslais visada nustatomi standartiniai parametrai.
GPU AMD vaizdo plokštės
- AMD Radeon HD 7990 (1000/6000 MHz, 6 GB)
- AMD Radeon HD 7970 GHz Edition (1050/6000 MHz, 3 GB)
- AMD Radeon HD 7970 (925/5500 MHz, 3 GB)
- AMD Radeon HD 7950 w/Boost (925/5000 MHz, 3 GB)
- AMD Radeon HD 7950 (800/5000 MHz, 3 GB)
- AMD Radeon HD 7870 (1000/4800 MHz, 2 GB)
- AMD Radeon HD 7850 (860/4800 MHz, 2 GB)
- SAPPHIRE HD 7790 DUAL-X OC (1000/6000 MHz, 1 GB)
- AMD Radeon HD 7770 (1000/4500 MHz, 1 GB)
- AMD Radeon HD 7750 (800/4500 MHz, 1 GB)
- AMD Radeon HD 7730 (800/4500 MHz, 1 GB)
GPU NVIDIA vaizdo plokštės
- NVIDIA GeForce GTX TITAN (836/6008 MHz, 6 GB)
- NVIDIA GeForce GTX 780 (863/6008 MHz, 3 GB)
- NVIDIA GeForce GTX 770 (1046/7012 MHz, 2 GB)
- Palit GeForce GTX 760 JetStream (980/6008 MHz, 2 GB)
- NVIDIA GeForce GTX 690 (915/6008 MHz, 4 GB)
- NVIDIA GeForce GTX 680 (1006/6008, 2 GB)
- NVIDIA GeForce GTX 670 (915/6008 MHz, 2 GB)
- ZOTAC GeForce GTX 660 Ti (915/6008 MHz, 2 GB)
- ZOTAC GeForce GTX 660 (980/6008 MHz, 2 GB)
- NVIDIA GeForce GTX 650 Ti BOOST (980/6008 MHz, 2 GB)
- NVIDIA GeForce GTX 650 Ti (928/5400 MHz, 1 GB)
- ZOTAC GeForce GTX 640 (900/1782 MHz, 1 GB)
Testavimo metodika
| Testo stendų konfigūracija | ||
|---|---|---|
| CPU | Intel Core i7-3960X @ 4,6 GHz (100×46) | Intel Core i7-3970X @ 4,6 GHz(100×46) |
| Pagrindinė plokštė | ASUS P9X79 Pro | |
| Operatyvinė atmintis | DDR3 Kingston HyperX 4×2 GB @ 1600 MHz, 9-9-9 | |
| SSD | Intel SSD 520 240 GB | |
| Maitinimo blokas | IKONIK Vulcan, 1200 W | Seasonic Platinum-1000, 1000 W |
| CPU aušintuvas | Thermalright Archon | |
| Korpusas | CoolerMaster Test Bench V1.0 | |
| Operacinė sistema | Windows 7 Ultimate X64 Service Pack 1 | |
| AMD PĮ | AMD Catalyst 13.4 + Catalyst Application Profiles 13.5 CAP1 | |
| NVIDIA PĮ | 320.49 WHQL | |
| AMD Catalyst Control Center nustatymai | |
|---|---|
| Antialiasing | Use application settings |
| Anisotropic Filtering | Use application settings |
| Tesselation | Use application settings |
| Catalyst A.I., Texture Filtering Quality | Quality, Enable Surface Format Optimization |
| Mipmap Detail Level | Quality |
| Wait for V-Sync | Off, unless application specifies |
| Anti-Aliasing Mode | Multi-sample AA |
| Direct3D Settings, Enable Geomery Instancing | On |
| Triple buffernig | Off |
| NVIDIA Control Panel nustatymai | |
| Ambient Occlusion | Off |
| Anisotropic Filtering | Application-controlled |
| Antialiasing — Gamma correction | On |
| Antialiasing — Mode | Application-controlled |
| Antialiasing — Settings | Application-controlled |
| Antialiasing — Transparency | Off |
| CUDA — GPUs | All |
| Maximum pre-rendered frames | 3 |
| Multi-display/mixed-GPU acceleration | Multiple display performance mode |
| Power management mode | Adaptive |
| Texture filtering — Anisitropic sample optimization | Off |
| Texture filtering — Negative LOD bias | Allow |
| Texture filtering — Quality | Quality |
| Texture filtering — Trilinear optimization | On |
| Threaded optimization | Auto |
| Triple buffering | Off |
| Vertical sync | Use the 3D application settings |
NVIDIA draiverių nustatymuose PhysX skaičiavimui visada pasirenkamas CPU. AMD nustatymas Tesselation visada pervedamas iš AMD Optimized į Use application settings.
Testavimas atliekamas su keturiais skirtingais nustatymų rinkiniais, kurių kiekviename yra d uatitinkami raiškos nustatymai. Jei kadrų kaita viršija 30 esant didesnei raiškai tai tuo dalyvio testavimas baigiamas. Priešingu atveju atliekamas testas žemesniais nustatymais. Jei ir tada vaizdo plokštė nepasiekia 30 FPS, tai į to rėžimo diagramą ji nepatenka. Testui naudojama žaidime esanti 4A Games — METRO LL Benchmark programa.
| Bečmarkų rinkinys | ||||
|---|---|---|---|---|
| Programa | API | Nustatymai | Anizotropinis filtravimas, anti-aliasing | Raiška |
| Metro: Last Light. Integruotas benčmarkas | DirectX 11 | Quality: Very High, Motion Blur: Normal, Tesselation: Very High, Advanced PhysX: Off | AF 16x, SSAA 4x | 1920х1080 / 2560х1440 |
| Metro: Last Light. Integruotas benčmarkas | DirectX 11 | Quality: Very High, Motion Blur: Normal, Tesselation: Very High, Advanced PhysX: Off | AF 16x, SSAA Off | 1920х1080 / 2560х1440 |
| Metro: Last Light. Integruotas benčmarkas | DirectX 11 | Quality: Medium, Motion Blur: Normal, Tesselation: Very High, Advanced PhysX: Off | AF 16x, SSAA Off | 1680×1050 / 1920х1080 |
| Metro: Last Light. Integruotas benčmarkas | DirectX 11 | Quality: Low, Motion Blur: Normal, Tesselation: Off, Advanced PhysX: Off | AF 16x, SSAA Off | 1680×1050 / 1920х1080 |
Testo rezultatai. Quality: Very High; Tesselation: Very High; SSAA 4x
2560×1440
- Septynios iš 23 vaizdo plokščių įveikė Metro: LL maksimaliame anti-aliasing rėžime SSAA 4x.
- Nugalėtoju tapo Radeon HD 7990 minimaliai aplenkusi GeForce GTX 690. Tik šios vaizdo plokštės išlaiko daugiau nei 30 FPS esant 2560х1440 raiškai.
- Skirtumas tarp GTX 780 ir GTX TITAN minmalus.
- GeForce GTX 770 kartu su GTX 680 ir Radeon HD 7970 GHz Edition šiame rėžime nėra tinkamos Metro: LL.
1920х1080
- Full HD rėžimas reikalauja daug mažiau resursų lyginant su 2560×1440. Minėta trijulė GTX 770, GTX 680 ir HD 7970 GHz Edition išlaiko priiimtiną FPS, nežiūrint supersemplingo.
- GeForce GTX 780 ir GTX TITAN turi našumo rezervą, o GTX 690 ir HD 7990 žaidimą patempia sklandžiai netgi sunkioje testo eigoje.
Quality: Very High; Tesselation: Very High; SSAA Off
Atjungus SSAA Metro: Last Light tampa įveikiamas daugumai vaizdo plokščių.
Quality: Medium; Tesselation: Very High; SSAA Off
Quality: Low; Tesselation Off; SSAA Off
Trys silpniausi dalyviai dalyvavo specialioje „olimpiadoje”. Žemi kokybės nustatymai leido Radeon HD 7000 linijos atstovams pasiekti priimtin kadrų dažni net Full HD raiškoje, o GeForce GTX 640 jau niekas nepadės – ši plokštė netinka Metro: LL.
Išvados
Metro: Last Light daug geriau otimizuotas už Metro 2033. Jei paukoti dalį vizualinių žaidimo gėrybių galima pasiekti priimtiną žaidimo kokybę net su tokiomis nereikliomis vaizdo plokštėmis kaip Radeon HD 7750 ir net HD 7730 arba GeForce GTX 650 Ti. Nežiūrint to Metro: Last Light išgauna įspūdingą vaizdą naudodams bazinius instrumentus.
Na o investavę į GK110 procesoriaus pagrindu kurtas GeForce GTX TITAN arba GTX 780 galėsite mėgautis SSAA. Tam kad suderinti supersemplingą su 2560×1440 raiška reikės dviejų galingų GPU – GeForce GTX 690 arbaRadeon HD 7990.