Как работает сглаживание в играх. FXAA — новый алгоритм сглаживания от NVIDIA

В современных играх используется все больше графических эффектов и технологий, улучшающих картинку. При этом разработчики обычно не утруждают себя объяснением, что же именно они делают. Когда в наличии не самый производительный компьютер, частью возможностей приходится жертвовать. Попробуем рассмотреть, что обозначают наиболее распространенные графические опции, чтобы лучше понимать, как освободить ресурсы ПК с минимальными последствиями для графики.

Анизотропная фильтрация

Когда любая текстура отображается на мониторе не в своем исходном размере, в нее необходимо вставлять дополнительные пикселы или, наоборот, убирать лишние. Для этого применяется техника, называемая фильтрацией.

Билинейная фильтрация является самым простым алгоритмом и требует меньше вычислительной мощности, однако и дает наихудший результат. Трилинейная добавляет четкости, но по-прежнему генерирует артефакты. Наиболее продвинутым способом, устраняющим заметные искажения на объектах, сильно наклоненных относительно камеры, считается анизо-тропная фильтрация. В отличие от двух предыдущих методов она успешно борется с эффектом ступенчатости (когда одни части текстуры размываются сильнее других, и граница между ними становится явно заметной). При использовании билинейной или трилинейной фильтрации с увеличением расстояния текстура становится все более размытой, анизотропная же этого недостатка лишена.

Учитывая объем обрабатываемых данных (а в сцене может быть множество 32-битовых текстур высокого разрешения), анизотропная фильтрация особенно требовательна к пропускной способности памяти. Уменьшить трафик можно в первую очередь за счет компрессии текстур, которая сейчас применяется повсеместно. Ранее, когда она практиковалась не так часто, а пропуская способность видеопамяти была гораздо ниже, анизотропная фильтрация ощутимо снижала количество кадров. На современных же видеокартах она почти не влияет на fps.

Анизотропная фильтрация имеет лишь одну настройку - коэффициент фильтрации (2x, 4x, 8x, 16x). Чем он выше, тем четче и естественнее выглядят текстуры. Обычно при высоком значении небольшие артефакты заметны лишь на самых удаленных пикселах наклоненных текстур. Значений 4x и 8x, как правило, вполне достаточно для избавления от львиной доли визуальных искажений. Интересно, что при переходе от 8x к 16x снижение производительности будет довольно слабым даже в теории, поскольку дополнительная обработка понадобится лишь для малого числа ранее не фильтрованных пикселов.

Шейдеры

Шейдеры - это небольшие программы, которые могут производить определенные манипуляции с 3D-сценой, например, изменять освещенность, накладывать текстуру, добавлять постобработку и другие эффекты.

Шейдеры делятся на три типа: вершинные (Vertex Shader) оперируют координатами, геометрические (Geometry Shader) могут обрабатывать не только отдельные вершины, но и целые геометрические фигуры, состоящие максимум из 6 вершин, пиксельные (Pixel Shader) работают с отдельными пикселами и их параметрами.

Шейдеры в основном применяются для создания новых эффектов. Без них набор операций, которые разработчики могли бы использовать в играх, весьма ограничен. Иными словами, добавление шейдеров позволило получать новые эффекты, по умолчанию не заложенные в видеокарте.

Шейдеры очень продуктивно работают в параллельном режиме, и именно поэтому в современных графических адаптерах так много потоковых процессоров, которые тоже называют шейдерами. Например, в GeForce GTX 580 их целых 512 штук.

Parallax mapping

Parallax mapping - это модифицированная версия известной техники bumpmapping, используемой для придания текстурам рельефности. Parallax mapping не создает 3D-объектов в обычном понимании этого слова. Например, пол или стена в игровой сцене будут выглядеть шероховатыми, оставаясь на самом деле абсолютно плоскими. Эффект рельефности здесь достигается лишь за счет манипуляций с текстурами.

Исходный объект не обязательно должен быть плоским. Метод работает на разных игровых предметах, однако его применение желательно лишь в тех случаях, когда высота поверхности изменяется плавно. Резкие перепады обрабатываются неверно, и на объекте появляются артефакты.

Parallax mapping существенно экономит вычислительные ресурсы компьютера, поскольку при использовании объектов-аналогов со столь же детальной 3D-структурой производительности видеоадаптеров не хватало бы для просчета сцен в режиме реального времени.

Эффект чаще всего применяется для каменных мостовых, стен, кирпичей и плитки.

Anti-Aliasing

До появления DirectX 8 сглаживание в играх осуществлялось методом SuperSampling Anti-Aliasing (SSAA), известным также как Full-Scene Anti-Aliasing (FSAA). Его применение приводило к значительному снижению быстродействия, поэтому с выходом DX8 от него тут же отказались и заменили на Multisample Аnti-Аliasing (MSAA). Несмотря на то что данный способ давал худшие результаты, он был гораздо производительнее своего предшественника. С тех пор появились и более продвинутые алгоритмы, например CSAA.

Учитывая, что за последние несколько лет быстродействие видеокарт заметно увеличилось, как AMD, так и NVIDIA вновь вернули в свои ускорители поддержку технологии SSAA. Тем не менее использовать ее даже сейчас в современных играх не получится, поскольку количество кадров/с будет очень низким. SSAA окажется эффективной лишь в проектах предыдущих лет, либо в нынешних, но со скромными настройками других графических параметров. AMD реализовала поддержку SSAA только для DX9-игр, а вот в NVIDIA SSAA функционирует также в режимах DX10 и DX11.

Принцип работы сглаживания очень прост. До вывода кадра на экран определенная информация рассчитывается не в родном разрешении, а увеличенном и кратном двум. Затем результат уменьшают до требуемых размеров, и тогда «лесенка» по краям объекта становится не такой заметной. Чем выше исходное изображение и коэффициент сглаживания (2x, 4x, 8x, 16x, 32x), тем меньше ступенек будет на моделях. MSAA в отличие от FSAA сглаживает лишь края объектов, что значительно экономит ресурсы видеокарты, однако такая техника может оставлять артефакты внутри полигонов.

Раньше Anti-Aliasing всегда существенно снижал fps в играх, однако теперь влияет на количество кадров незначительно, а иногда и вовсе никак не cказывается.

Тесселяция

С помощью тесселяции в компьютерной модели повышается количество полигонов в произвольное число раз. Для этого каждый полигон разбивается на несколько новых, которые располагаются приблизительно так же, как и исходная поверхность. Такой способ позволяет легко увеличивать детализацию простых 3D-объектов. При этом, однако, нагрузка на компьютер тоже возрастет, и в ряде случаев даже не исключены небольшие артефакты.

На первый взгляд, тесселяцию можно спутать с Parallax mapping. Хотя это совершенно разные эффекты, поскольку тесселяция реально изменяет геометрическую форму предмета, а не просто симулирует рельефность. Помимо этого, ее можно применять практически для любых объектов, в то время как использование Parallax mapping сильно ограничено.

Технология тесселяции известна в кинематографе еще с 80-х го-дов, однако в играх она стала поддерживаться лишь недавно, а точнее после того, как графические ускорители наконец достигли необходимого уровня производительности, при котором она может выполняться в режиме реального времени.

Чтобы игра могла использовать тесселяцию, ей требуется видеокарта с поддержкой DirectX 11.

Вертикальная синхронизация

V-Sync - это синхронизация кадров игры с частотой вертикальной развертки монитора. Ее суть заключается в том, что полностью просчитанный игровой кадр выводится на экран в момент обновления на нем картинки. Важно, что очередной кадр (если он уже готов) также появится не позже и не раньше, чем закончится вывод предыдущего и начнется следующего.

Если частота обновления монитора составляет 60 Гц, и видео-карта успевает просчитывать 3D-сцену как минимум с таким же количеством кадров, то каждое обновление монитора будет отображать новый кадр. Другими словами, с интервалом 16,66 мс пользователь будет видеть полное обновление игровой сцены на экране.

Следует понимать, что при включенной вертикальной синхронизации fps в игре не может превышать частоту вертикальной развертки монитора. Если же число кадров ниже этого значения (в нашем случае меньше, чем 60 Гц), то во избежание потерь производительности необходимо активировать тройную буферизацию, при которой кадры просчитываются заранее и хранятся в трех раздельных буферах, что позволяет чаще отправлять их на экран.

Главной задачей вертикальной синхронизации является устранение эффекта сдвинутого кадра, возникающего, когда нижняя часть дисплея заполнена одним кадром, а верхняя - уже другим, сдвинутым относительно предыдущего.

Post-processing

Это общее название всех эффектов, которые накладываются на уже готовый кадр полностью просчитанной 3D-сцены (иными словами, на двухмерное изображение) для улучшения качества финальной картинки. Постпроцессинг использует пиксельные шейдеры, и к нему прибегают в тех случаях, когда для дополнительных эффектов требуется полная информация обо всей сцене. Изолированно к отдельным 3D-объектам такие приемы не могут быть применены без появления в кадре артефактов.

High dynamic range (HDR)

Эффект, часто используемый в игровых сценах с контрастным освещением. Если одна область экрана является очень яркой, а другая, наоборот, затемненной, многие детали в каждой из них теряются, и они выглядят монотонными. HDR добавляет больше градаций в кадр и позволяет детализировать сцену. Для его применения обычно приходится работать с более широким диапазоном оттенков, чем может обеспечить стандартная 24-битовая точность. Предварительные просчеты происходят в повышенной точности (64 или 96 бит), и лишь на финальной стадии изображение подгоняется под 24 бита.

HDR часто применяется для реализации эффекта приспособления зрения, когда герой в играх выходит из темного туннеля на хорошо освещенную поверхность.

Bloom

Bloom нередко применяется совместно с HDR, а еще у него есть довольно близкий родственник - Glow, именно поэтому эти три техники часто путают.

Bloom симулирует эффект, который можно наблюдать при съемке очень ярких сцен обычными камерами. На полученном изображении кажется, что интенсивный свет занимает больше объема, чем должен, и «залазит» на объекты, хотя и находится позади них. При использовании Bloom на границах предметов могут появляться дополнительные артефакты в виде цветных линий.

Film Grain

Зернистость - артефакт, возникающий в аналоговом ТВ при плохом сигнале, на старых магнитных видеокассетах или фотографиях (в частности, цифровых изображениях, сделанных при недостаточном освещении). Игроки часто отключают данный эффект, поскольку он в определенной мере портит картинку, а не улучшает ее. Чтобы понять это, можно запустить Mass Effect в каждом из режимов. В некоторых «ужастиках», например Silent Hill, шум на экране, наоборот, добавляет атмосферности.

Motion Blur

Motion Blur - эффект смазывания изображения при быстром перемещении камеры. Может быть удачно применен, когда сцене следует придать больше динамики и скорости, поэтому особенно востребован в гоночных играх. В шутерах же использование размытия не всегда воспринимается однозначно. Правильное применение Motion Blur способно добавить кинематографичности в происходящее на экране.

Эффект также поможет при необходимости завуалировать низкую частоту смены кадров и добавить плавности в игровой процесс.

SSAO

Ambient occlusion - техника, применяемая для придания сцене фотореалистичности за счет создания более правдоподобного освещения находящихся в ней объектов, при котором учитывается наличие поблизости других предметов со своими характеристиками поглощения и отражения света.

Screen Space Ambient Occlusion является модифицированной версией Ambient Occlusion и тоже имитирует непрямое освещение и затенение. Появление SSAO было обусловлено тем, что при современном уровне быстродействия GPU Ambient Occlusion не мог использоваться для просчета сцен в режиме реального времени. За повышенную производительность в SSAO приходится расплачиваться более низким качеством, однако даже его хватает для улучшения реалистичности картинки.

SSAO работает по упрощенной схеме, но у него есть множество преимуществ: метод не зависит от сложности сцены, не использует оперативную память, может функционировать в динамичных сценах, не требует предварительной обработки кадра и нагружает только графический адаптер, не потребляя ресурсов CPU.

Cel shading

Игры с эффектом Cel shading начали делать с 2000 г., причем в первую очередь они появились на консолях. На ПК по-настоящему популярной данная техника стала лишь через пару лет, после выхода нашумевшего шутера XIII. С помощью Cel shading каждый кадр практически превращается в рисунок, сделанный от руки, или фрагмент из детского мультика.

В похожем стиле создают комиксы, поэтому прием часто используют именно в играх, имеющих к ним отношение. Из последних известных релизов можно назвать шутер Borderlands, где Cel shading заметен невооруженным глазом.

Особенностями технологии является применение ограниченного набора цветов, а также отсутствие плавных градиентов. Название эффекта происходит от слова Cel (Celluloid), т. е. прозрачного материала (пленки), на котором рисуют анимационные фильмы.

Depth of field

Глубина резкости - это расстояние между ближней и дальней границей пространства, в пределах которого все объекты будут в фокусе, в то время как остальная сцена окажется размытой.

В определенной мере глубину резкости можно наблюдать, просто сосредоточившись на близко расположенном перед глазами предмете. Все, что находится позади него, будет размываться. Верно и обратное: если фокусироваться на удаленных объектах, то все, что размещено перед ними, получится нечетким.

Лицезреть эффект глубины резкости в гипертрофированной форме можно на некоторых фотографиях. Именно такую степень размытия часто и пытаются симулировать в 3D-сценах.

В играх с использованием Depth of field геймер обычно сильнее ощущает эффект присутствия. Например, заглядывая куда-то через траву или кусты, он видит в фокусе лишь небольшие фрагменты сцены, что создает иллюзию присутствия.

Влияние на производительность

Чтобы выяснить, как включение тех или иных опций сказывается на производительности, мы воспользовались игровым бенчмарком Heaven DX11 Benchmark 2.5. Все тесты проводились на системе Intel Core2 Duo e6300, GeForce GTX460 в разрешении 1280×800 точек (за исключением вертикальной синхронизации, где разрешение составляло 1680×1050).

Как уже упоминалось, анизо-тропная фильтрация практически не влияет на количество кадров. Разница между отключенной анизотропией и 16x составляет всего лишь 2 кадра, поэтому рекомендуем ее всегда ставить на максимум.

Сглаживание в Heaven Benchmark снизило fps существеннее, чем мы того ожидали, особенно в самом тяжелом режиме 8x. Тем не менее, поскольку для ощутимого улучшения картинки достаточно и 2x, советуем выбирать именно такой вариант, если на более высоких играть некомфортно.

Тесселяция в отличие от предыдущих параметров может принимать произвольное значение в каждой отдельной игре. В Heaven Benchmark картинка без нее существенно ухудшается, а на максимальном уровне, наоборот, становится немного нереалистичной. Поэтому следует устанавливать промежуточные значения - moderate или normal.

Для вертикальной синхронизации было выбрано более высокое разрешение, чтобы fps не ограничивался вертикальной частотой развертки экрана. Как и предполагалось, количество кадров на протяжении почти всего теста при включенной синхронизации держалось четко на отметке 20 или 30 кадров/с. Это связано с тем, что они выводятся одновременно с обновлением экрана, и при частоте развертки 60 Гц это удается сделать не с каждым импульсом, а лишь с каждым вторым (60/2 = 30 кадров/с) или третьим (60/3 = 20 кадров/с). При отключении V-Sync число кадров увеличилось, однако на экране появились характерные артефакты. Тройная буферизация не оказала никакого положительного эффекта на плавность сцены. Возможно, это связано с тем, что в настройках драйвера видеокарты нет опции принудительного отключения буферизации, а обычное деактивирование игнорируется бенчмарком, и он все равно использует эту функцию.

Если бы Heaven Benchmark был игрой, то на максимальных настройках (1280×800; AA - 8x; AF - 16x; Tessellation Extreme) в нее было бы некомфортно играть, поскольку 24 кадров для этого явно недостаточно. С минимальной потерей качества (1280×800; AA - 2x; AF - 16x, Tessellation Normal) можно добиться более приемлемого показателя в 45 кадров/с.

Анизотропная фильтрация
Когда любая текстура отображается на мониторе не в своем исходном размере, в нее необходимо вставлять дополнительные пикселы или, наоборот, убирать лишние. Для этого применяется техника, называемая фильтрацией.

трилинейная

анизотропная

Билинейная фильтрация является самым простым алгоритмом и требует меньше вычислительной мощности, однако и дает наихудший результат. Трилинейная добавляет четкости, но по-прежнему генерирует артефакты. Наиболее продвинутым способом, устраняющим заметные искажения на объектах, сильно наклоненных относительно камеры, считается анизотропная фильтрация. В отличие от двух предыдущих методов она успешно борется с эффектом ступенчатости (когда одни части текстуры размываются сильнее других, и граница между ними становится явно заметной). При использовании билинейной или трилинейной фильтрации с увеличением расстояния текстура становится все более размытой, анизотропная же этого недостатка лишена.

Анизотропная фильтрация имеет лишь одну настройку коэффициент фильтрации (2x, 4x, 8x, 16x). Чем он выше, тем четче и естественнее выглядят текстуры. Обычно при высоком значении небольшие артефакты заметны лишь на самых удаленных пикселах наклоненных текстур. Значений 4x и 8x, как правило, вполне достаточно для избавления от львиной доли визуальных искажений. Интересно, что при переходе от 8x к 16x снижение производительности будет довольно слабым даже в теории, поскольку дополнительная обработка понадобится лишь для малого числа ранее не фильтрованных пикселов.

Шейдеры
Шейдеры это небольшие программы, которые могут производить определенные манипуляции с 3D-сценой, например, изменять освещенность, накладывать текстуру, добавлять постобработку и другие эффекты.

Parallax mapping
Parallax mapping это модифицированная версия известной техники bumpmapping, используемой для придания текстурам рельефности. Parallax mapping не создает 3D-объектов в обычном понимании этого слова. Например, пол или стена в игровой сцене будут выглядеть шероховатыми, оставаясь на самом деле абсолютно плоскими. Эффект рельефности здесь достигается лишь за счет манипуляций с текстурами.

Эффект чаще всего применяется для каменных мостовых, стен, кирпичей и плитки.

Anti-Aliasing
До появления DirectX 8 сглаживание в играх осуществлялось методом SuperSampling Anti-Aliasing (SSAA), известным также как Full-Scene Anti-Aliasing (FSAA). Его применение приводило к значительному снижению быстродействия, поэтому с выходом DX8 от него тут же отказались и заменили на Multisample Аnti-Аliasing (MSAA). Несмотря на то что данный способ давал худшие результаты, он был гораздо производительнее своего предшественника. С тех пор появились и более продвинутые алгоритмы, например CSAA.

AA off AA on

Тесселяция
С помощью тесселяции в компьютерной модели повышается количество полигонов в произвольное число раз. Для этого каждый полигон разбивается на несколько новых, которые располагаются приблизительно так же, как и исходная поверхность. Такой способ позволяет легко увеличивать детализацию простых 3D-объектов. При этом, однако, нагрузка на компьютер тоже возрастет, и в ряде случаев даже не исключены небольшие артефакты.

Технология тесселяции известна в кинематографе еще с 80-х годов, однако в играх она стала поддерживаться лишь недавно, а точнее после того, как графические ускорители наконец достигли необходимого уровня производительности, при котором она может выполняться в режиме реального времени.

Чтобы игра могла использовать тесселяцию, ей требуется видеокарта с поддержкой DirectX 11.

Вертикальная синхронизация

V-Sync это синхронизация кадров игры с частотой вертикальной развертки монитора. Ее суть заключается в том, что полностью просчитанный игровой кадр выводится на экран в момент обновления на нем картинки. Важно, что очередной кадр (если он уже готов) также появится не позже и не раньше, чем закончится вывод предыдущего и начнется следующего.

Если частота обновления монитора составляет 60 Гц, и видеокарта успевает просчитывать 3D-сцену как минимум с таким же количеством кадров, то каждое обновление монитора будет отображать новый кадр. Другими словами, с интервалом 16,66 мс пользователь будет видеть полное обновление игровой сцены на экране.

Главной задачей вертикальной синхронизации является устранение эффекта сдвинутого кадра, возникающего, когда нижняя часть дисплея заполнена одним кадром, а верхняя уже другим, сдвинутым относительно предыдущего.

Post-processing
Это общее название всех эффектов, которые накладываются на уже готовый кадр полностью просчитанной 3D-сцены (иными словами, на двухмерное изображение) для улучшения качества финальной картинки. Постпроцессинг использует пиксельные шейдеры, и к нему прибегают в тех случаях, когда для дополнительных эффектов требуется полная информация обо всей сцене. Изолированно к отдельным 3D-объектам такие приемы не могут быть применены без появления в кадре артефактов.

High dynamic range (HDR)
Эффект, часто используемый в игровых сценах с контрастным освещением. Если одна область экрана является очень яркой, а другая, наоборот, затемненной, многие детали в каждой из них теряются, и они выглядят монотонными. HDR добавляет больше градаций в кадр и позволяет детализировать сцену. Для его применения обычно приходится работать с более широким диапазоном оттенков, чем может обеспечить стандартная 24-битовая точность. Предварительные просчеты происходят в повышенной точности (64 или 96 бит), и лишь на финальной стадии изображение подгоняется под 24 бита.

Bloom
Bloom нередко применяется совместно с HDR, а еще у него есть довольно близкий родственник Glow, именно поэтому эти три техники часто путают.

Film Grain
Зернистость артефакт, возникающий в аналоговом ТВ при плохом сигнале, на старых магнитных видеокассетах или фотографиях (в частности, цифровых изображениях, сделанных при недостаточном освещении). Игроки часто отключают данный эффект, поскольку он в определенной мере портит картинку, а не улучшает ее. Чтобы понять это, можно запустить Mass Effect в каждом из режимов. В некоторых «ужастиках», например Silent Hill, шум на экране, наоборот, добавляет атмосферности.

Motion Blur
Motion Blur эффект смазывания изображения при быстром перемещении камеры. Может быть удачно применен, когда сцене следует придать больше динамики и скорости, поэтому особенно востребован в гоночных играх. В шутерах же использование размытия не всегда воспринимается однозначно. Правильное применение Motion Blur способно добавить кинематографичности в происходящее на экране.

SSAO
Ambient occlusion техника, применяемая для придания сцене фотореалистичности за счет создания более правдоподобного освещения находящихся в ней объектов, при котором учитывается наличие поблизости других предметов со своими характеристиками поглощения и отражения света.

Cel shading
Игры с эффектом Cel shading начали делать с 2000 г., причем в первую очередь они появились на консолях. На ПК по-настоящему популярной данная техника стала лишь через пару лет. С помощью Cel shading каждый кадр практически превращается в рисунок, сделанный от руки, или фрагмент из мультика.

Depth of field
Глубина резкости это расстояние между ближней и дальней границей пространства, в пределах которого все объекты будут в фокусе, в то время как остальная сцена окажется размытой.

Влияние на производительность

Чтобы выяснить, как включение тех или иных опций сказывается на производительности, мы воспользовались игровым бенчмарком Heaven DX11 Benchmark 2.5. Все тесты проводились на системе Intel Core2 Duo e6300, GeForce GTX460 в разрешении 1280Ч800 точек (за исключением вертикальной синхронизации, где разрешение составляло 1680Ч1050).

Как уже упоминалось, анизотропная фильтрация практически не влияет на количество кадров. Разница между отключенной анизотропией и 16x составляет всего лишь 2 кадра, поэтому рекомендуем ее всегда ставить на максимум.

Если бы Heaven Benchmark был игрой, то на максимальных настройках (1280Ч800; AA 8x; AF 16x; Tessellation Extreme) в нее было бы некомфортно играть, поскольку 24 кадров для этого явно недостаточно. С минимальной потерей качества (1280Ч800; AA 2x; AF 16x, Tessellation Normal) можно добиться более приемлемого показателя в 45 кадров/с.

Развенчиваем мифы о производительности видеокарт | Пересмотр сложившихся мифов

Рассмотрели интерфейс PCI Express и узнали, сколько линий PCIe необходимо, чтобы получить максимальную производительность на современных видеокартах.
Объяснили, почему архитектура Nvidia Maxwell показывает хорошие результаты при невысокой пропускной способности памяти, экспериментируя с малоизвестной функцией API, которая измеряет пропускную способность видеопамяти и использование шины PCIe.

В сегодняшней статье мы:

Ответим на вопросы связанные с выводом изображения и коснёмся вопросов выбора размера дисплея, использования HDTV и различных технологий сглаживания.
Рассмотрим различные технологии подключения дисплея: DVI, HDMI и DisplayPort, а также особенности каждого стандарта.
Коснёмся вопросов управления эффективностью и соотношения стоимости и производительности железа.
Подведём итог того, что уже знаем, и попытаемся представить, что нас ждёт в будущем.

Развенчиваем мифы о производительности видеокарт | HDTV, Размер дисплея и сглаживание

HDTV против дисплеев для ПК

Миф: HDTV с частотой обновления 120/240/480 Гц лучше подходит для игр, чем ПК-дисплей на 60 Гц

Кроме 4K-дисплеев почти все телевизоры высокой чёткости ограничены максимальным разрешением 1920x1080 точек. ПК-дисплеи имеют разрешение до 3840x2160 точек.

На сегодняшний день дисплеи для ПК могут принимать сигнал частотой до 144 Гц, а телевизоры ограничены 60 Гц. Не позволяйте маркетологам вас запутать частотами 120, 240 или 480 Гц. Эти телевизоры по-прежнему ограничиваются входным сигналом 60 Гц, а более высокие частоты обновления экрана достигаются посредством интерполяции кадров. Как правило, эта технология даёт дополнительную задержку. Для обычного телевизионного контента она не важна. Но мы уже доказывали, что в играх это существенно.

По сравнению со стандартами для мониторов на ПК, задержка ввода у HDTV может быть огромной (50, иногда даже 75 мс). Если суммировать задержку других компонентов системы, то она определённо будет заметна. Если вы всё же играете на HDTV, убедитесь, что "игровой режим" включён. Кроме того, лучше не отключать параметр 120 Гц, иначе игра будет выглядеть хуже. Нельзя сказать, что все телевизоры совершенно не подходят для игр. Существуют модели, которые хорошо работают при подключении к ПК. Но в целом, компьютерный монитор лучше оправдает затраты. С другой стороны, если ваша основная цель – это просмотр ТВ и фильмов, а в комнате нет места для двух дисплеев, то лучше использовать HDTV.

Больше – не всегда лучше

Миф: чем больше дисплей, тем лучше.

Размер дисплея принято определять размером его диагонали в дюймах: 24, 27, 30 дюймов и так далее.

Хотя эти размеры прекрасно подходят для обозначения размера обычных телевизоров и современных телевизоров высокой чёткости, принимающих сигнал на его разрешении, с мониторами для ПК ситуация несколько иная.

Основной спецификацией ПК дисплея, кроме размера, является его разрешение, которое определяется как число пикселей по горизонтали и по вертикали. HD – это 1920x1080 пикселей. Самое высокое разрешение дисплея, доступного в продаже, составляет 3840x2160 – это Ultra HD и оно в четыре раза больше HD. На изображении выше для сравнения показаны два снимка экрана рядом. Обратите внимание на надпись "Level UP" на левой стороне. Это одна из многих мелких ошибок интерфейса, которые придётся терпеть на ранних этапах развития 4К-решений, если вы решите пойти по этому пути.

Разрешение монитора по отношению к видимой области по диагонали определяется плотностью пикселей. С появлением мобильных устройств с экранами Retina, стандартный показатель пикселей на дюйм ("PPI") часто заменяется на "пиксели на градус". Это более общая мера, которая принимает во внимание не только плотность пикселей, но также расстояние просмотра. Однако при обсуждении мониторов для ПК, где расстояние, на котором удобно осуществлять просмотр, является стандартным, мы можем использовать пиксели на дюйм.

Стив Джобс говорил, что 300ppi является своего рода магическим числом для устройств, которые находятся на расстоянии 25-30 см от глаз, и о том, насколько он был прав, было много споров. Тем не менее, он не отказался от своих слов, и сегодня это является общепринятым стандартом для дисплеев с высоким разрешением.

Как видите, ПК-дисплеям до сих пор есть куда расти относительно плотности пикселей. Но если вы можете купить меньший дисплей с более высоким разрешением, при прочих равных условиях, лучше так и сделать. Большие диагонали пригодятся в случаях, когда вы работаете с дисплеем на большем расстоянии, чем обычно.

Преимущества и недостатки высоких разрешений

Чем выше разрешение, тем больше пикселей на экране. Хотя большее число пикселей, как правило, даёт более чёткое изображение, нагрузка на GPU возрастает. Поэтому часто при обновлении дисплея, приходится обновлять и графический адаптер, поскольку панели высокого разрешения, как правило, требуют наличия более мощного GPU, чтобы сохранить одинаковый уровень частоты кадров.

С другой стороны, более высокое разрешение снижает потребность в сглаживании (высокая нагрузка GPU). Эффект, называемый "алиасинг", всё равно возникает и проявляется в виде "мерцания" в динамичных сценах, но он не так заметен как при более низких разрешениях. Это хорошо, поскольку нагрузка от сглаживания увеличивается пропорционально разрешению.

Тема сглаживания заслуживает отдельного обсуждения.

Не все алгоритмы сглаживания создаются одинаково

Миф: FXAA/MLAA лучше, чем MSAA или CSAA/EQAA/TXAA/CFAA. А что вообще значат эти аббревиатуры?

Миф: FXAA/MLAA и MSAA являются альтернативой друг другу

Тема сглаживания довольно запутана и часто вводит потребителей в заблуждение, и вполне обоснованно. Трудно ориентироваться в огромном количестве технологий и сокращений (которые ещё и похожи друг на друга), которые зачастую используются чисто в маркетинговых целях. Кроме того, такие игры как Rome II и BioShock: Infinite, не дают ясно понять, какой тип сглаживания они используют, оставляя вас в догадках. Мы постараемся помочь разобраться.

На самом деле есть два основных метода сглаживания: мульти-выборка (multi-sampling) и пост-обработка. Оба метода направлены на решение одной и той же проблемы качества изображения, но работают они по-разному и имеют различные недостатки. Существует ещё одна категория экспериментальных подходов к сглаживанию, которые пока редко воплощаются в коммерческих играх.

Иногда вы будете сталкиваться с методами, которые потеряли актуальность или даже не смогли стать популярными среди разработчиков. В первую очередь, это SSAA – вычислительные нагрузки на GPU при использовании данного типа сглаживания были непомерно высоки, и эта технология пока сохранилась только в настройке "ubersampling" в игре The Witcher 2). А, например, Nvidia SLI AA так и не смогла набрать популярность. Кроме того, некоторые методы призваны бороться с прозрачными текстурами в настройках MSAA. Это не отдельные технологии сглаживания, а адаптации MSAA. Сегодня мы не будем обсуждать их особенно подробно.

Приведённая ниже таблица кратко описывает различия между двумя основными методами. Классы A / B не являются стандартами, просто мы попытаемся упростить классификацию.

	Общие/Сторонние технологии	Решения AMD	Решения Nvidia
Класс A+, Экспериментальные: гибридная мультивыборка, постобработка и техники временной фильтрации	SMAA, CMAA - обычно разнообразные варианты MLAA	нет	TXAA (частично)
Класс A, Премиальные: техники на основе рендеринга (мультивыборка)	MSAA - сглаживание мультивыборкой	CFAA, EQAA	CSAA, QSAA
Класс B, Бюджетный: техники постобработки	PPAA - сглаживание при постобработке на основе изображения	MLAA	FXAA

Преимущество методов MSAA, особенно с высоким количеством образцов (сэмплов), заключается в том, что они, возможно, лучше сохраняют уровень резкости. MLAA / FXAA, например, делают изображение более "мягким" или немного "размытым". Однако повышение качества MSAA тратит ресурсы видеопамяти и снижает скорость прорисовки экрана, поскольку приходится визуализировать больше пикселей. В зависимости от конфигурации, встроенной памяти может быть просто недостаточно, или влияние MSAA на производительность может быть слишком существенным. Поэтому мы относим MSAA к премиальному классу А.

Проще говоря, методы мульти-выборки класса А обрабатывают дополнительные пиксели (больше нативного разрешения дисплея). Количество дополнительных сэмплов, как правило, выражается в виде коэффициента. Например, вы часто можете видеть значение "4x MSAA".Чем выше коэффициент, тем выше качество, но также и сильнее влияние на работу видеопамяти и частоту кадров.

Класс A+: сочетание сглаживания класса A и B?

Большинство людей склонно считать, что MSAA и FXAA / MLAA являются альтернативой друг другу. В действительности, их можно включить одновременно, поскольку один метод основан на рендеринге, а другой – на постобработке. Однако целесообразность их совместной работы весьма спорна, поскольку в данном случае есть свои плюсы и минусы (например, резкость становится ниже, чем при использовании только MSAA, но со сглаживанием прозрачных текстур, которое MSAA не поддерживает). Существуют попытки более эффективного объединения двух методов при реализации временного фильтра, хотя такие подходы пока ещё не стали популярными. Самым ярким примером является SMAA, а самым новым - Intel CMAA (смотрите ссылку в статье). Эти методы мы классифицировали как "А+". Они значительно варьируются по качеству/цене, но при более высоких настройках могут быть ещё более требовательными к вычислительным ресурсам и видеопамяти, чем MSAA.

К классу B относятся бюджетные (с точки зрения использования ресурсов) методы. Они применяются после того, как сцена была визуализирована в растровом формате. Они почти не используют память (см точные данные по этому вопросу в первой части статьи ) и обрабатываются намного быстрее, чем методы класса А, в меньшей степени влияя на показатель частоты кадров. Если игра запускается на заданном разрешении, то этот алгоритм тоже можно в большинстве случаев включить и своими глазами оценить изменения в качестве изображения при активации данной опции. Вот почему мы относим SMAA / MLAA / FXAA к "экономичным" методам сглаживания класса B. Методы класса B не полагаются на дополнительные сэмплы, и таких понятий, как 2x FXAA или 4x MLAA, не существует. Сглаживание любо включено, либо выключено.

Как видите, и AMD, и Nvidia реализуют MSAA и FXAA / MLAA собственными способами. Хотя качество изображения может немного отличаться, основные классы, по сути, остаются. Просто имейте в виду, что MLAA от AMD требует больше ресурсов, но обеспечивает чуть более высокое качество по сравнению с FXAA от Nvidia. MLAA также использует немного больше видеопамяти (см наши данные по Rome II в первой части статьи), в то время как FXAA не требует дополнительной видеопамяти.

Мы считаем, что включение MSAA при 4К – это уже излишество. Вместо красивой картинки мы бы предпочли более высокую скорость частоты кадров, которая, в разрешении 3840x2160 точек, может быть очень низкой. Кроме того, в формате 4К достаточно хорошо работают FXAA и MLAA. Дело в том, что при низких разрешениях сглаживание MSAA почти необходимо, чтобы получить оптимальную чёткость, однако его значение становится более спорным при повышении пиксельной плотности.

Выбор между высокой частотой обновления при низкой задержке или более высокой точностью цветопередачи при широких углах обзора

Большие панели, как правило, основаны на двух технологиях: сверхскрученные жидкие кристаллы (TN), имеющие большую скорость, но более низкую точность цветопередачи и ограниченные углы обзора, и планарная коммутация (IPS), которая реагирует медленнее, но улучшает цветопередачу и расширяет углы обзора.

К сожалению 4K-панелей (2160p), способных поддерживать частоту обновления 120 Гц, пока нет, и, вероятно, появятся они нескоро. Причину этого мы объясним в следующем разделе. Мы считаем, что игровые дисплеи ещё несколько лет будут придерживаться разрешений 1080p - 1440p. Кроме того, IPS-панелей, работающих на частоте 120 Гц, практически не существует.

Мониторы с разрешением 1080p остаются самым выгодным вариантом, поскольку Asus PG278Q ROG Swift, предлагающий на 70% больше пикселей, стоит в несколько раз дороже. Цены на высококачественные функциональные игровые мониторы (1080p, 120/144Гц) начинаются с $280. Asus VG248QE с диагональю 24 дюйма – не самый дешёвый монитор. Однако он получил нашу награду Smart Buy в обзоре "Asus VG248QE: 24-дюймовый игровой монитор с частотой обновления 144 Гц за $400" . Среди альтернативных вариантов с разрешением 1080p хочется отметить BenQ XL2420Z/XL2720T и Philips 242G5DJEB.

Если бюджет сильно ограничен, то придётся пожертвовать поддержкой 120 Гц. Но не стоит расстраиваться. Начиная с ценового диапазона $110, на рынке имеется множество быстрых 60-герцовых мониторов с разрешением 1080p. По такой цене можно найти модели с показателем времени отклика 5 мс. Из всего многообразия выделяется популярная модель Acer G246HLAbd за $140.

Развенчиваем мифы о производительности видеокарт | DVI, DisplayPort, HDMI: сходства и различия

Современные видеокарты, как правило, имеют три различных разъёма: DVI, DisplayPort и HDMI. Чем они отличаются друг от друга? И какие лучше использовать?

Миф: все цифровые разъёмы одинаковые

GeForce GTX 780 Ti на фото выше имеет четыре выхода на дисплей. Слева находится разъём DisplayPort. HDMI находится в центре. С права два двухканальных разъёма: DVI-I (ниже) и DVI-D (выше). Чем они отличаются друг от друга?

Первый шаг в цифровой мир: DVI

DVI был введён в 1999 году на замену VGA (аналоговый интерфейс) и он хорошо справился со своей задачей. DVI представлен в различных форматах: DVI-A – полностью аналоговый, DVI-D полностью цифровой и DVI-I интегрирует в себе аналоговый и цифровой интерфейсы. Кроме того, интерфейсы DVI-D и DVI-I могут быть одно- или двухканальными.

Большинство современных видеокарт используют двухканальные интерфейсы. Представленная выше схема поможет понять, какой разъём у вашей карты. Очень важно избегать одноканальных кабелей DVI! Внешне они идентичны двухканальным кабелям, однако в их разъёмах нет четырёх центральных штырьков. Одноканальный кабель DVI не позволит использовать более высокое разрешение карты/дисплея, и вы не сразу сможете понять, почему.

На сегодня DVI является наиболее популярным стандартом подключения к ПК. Но он считается морально устаревшим, и его выход из обращения планируется в 2015 году, так что для будущих сборок лучше рассматривать альтернативный интерфейс. В отличие от более современных интерфейсов, он не умеет передавать звуковой сигнал (хотя был создан вариант, который реализует звук через USB,). Кроме того, DVI имеет самый большой физический разъём.

HDTV и HDMI

HDMI предлагает множество удобных функций, характерных для телевизоров. Интерфейс может одновременно передавать аудио- и видеосигналы. Хотя он представлен в нескольких физических размерах, путаницы с I/А/D и одно/двухканальными версиями нет, что делает его более удобным для пользователей.

Основным недостатком HDMI является то, что это проприетарный стандарт, требующий оплату за лицензию на использование. Каждый производитель, который хочет использовать HDMI в своей продукции, должен заплатить фиксированный налог, плюс лицензионную плату за единицу. Использование логотипа HDMI снижает налог, именно поэтому логотип HDMI повсеместно присутствует на упаковке различных продуктов.

DisplayPort: свобода от отчислений и дополнительные функции

Когда в 2005 году все уже понимали, что DVI же устаревает, ассоциация стандартизации видеоэлектроники (VESA) разработала на замену новый стандарт с расширенными возможностями, и в 2006 году появился DisplayPort. Как и HDMI, DisplayPort может передавать звук и видео. Кроме того, версия 1.3, выпущенная только в этом году, в настоящее время предлагает самую высокую полосу пропускания, доступную на всех разъёмах потребительских дисплеев (32,4Гбит/с, или 25,92 Гбит/с если не учитывать потери).

Внешний разъём DisplayPort

Также нужно отметить интерфейс Intel Thunderbolt, который сочетает в себе PCIe, DisplayPort и подключение к источнику питания постоянного тока в одном кабеле. Но в контексте нашей статьи этот разъем, по сути, аналогичен DisplayPort 1.1, так что мы не будем рассматривать его. Thunderbolt 2, присутствующий в MacBook Pro Retina2013 от Apple, включает в себя DisplayPort 1.2A.

Сравнение трёх цифровых интерфейсов

Кабель	Dual-link DVI	DisplayPort 1.2a	HDMI 1.4b
Макс. разрешение	2560x1600	3840x2160	2560x1600
Поддержка аудио	Нет	Да	Да
Поддержка 4k	Нет	Да	Нет
Поддержка Nvidia G-Sync	Нет	Да	Нет
Поддержка > 24 bpp	Да	Да	Да
Лиценз. Отчисления	Без отчислений	Без отчислений	0,04 цента за единицу + фиксированный налог

HDMI 2.0 и DisplayPort 1.3

В декабре 2010 года Intel, AMD и несколько других компаний обсудили отмену поддержки технологий DVI-I, VGA и LVDS в 2013 – 2015 годах, и вместо них переориентировались на DisplayPort и HDMI. Они заявили: "Устаревшие интерфейсы, такие как VGA, DVI и LVDS, уже не справляются со своими задачами, а новые стандарты, такие как DisplayPort и HDMI явно обеспечивают расширенные возможности подключения и являются более перспективными. По нашему мнению, интерфейсом для будущих мониторов является DisplayPort 1.2, а для телевизоров - HDMI 1.4a".

HDMI 2.0 был официально представлен в сентябре 2013 года, хотя продукты с поддержкой этого стандарта до сих пор встречаются редко. Интерфейс изначально поддерживает стандарт 4K с частотой 60 Гц, наряду с множеством новых функций, в основном ценных для рынка телевизоров.

Как уже упоминалось, DP 1.3 была представлен совсем недавно (так что совместимые устройства вряд ли появятся к концу этого года).Стандарт расширяет доступную полосу пропускания до 32,4 Гбит/с по сравнению с 18 Гбит/с у HDMI 2.0. Для геймеров будет интересен проект AMD FreeSync, недавно включённый в интерфейс DisplayPort 1.2a. Они представляют промышленный стандарт под названием Adaptive-Sync, включающий динамическую частоту обновления. Нам предстоит выяснить, в состоянии ли он превзойти технологию Nvidia G-Sync.

Мечтать не вредно: 4K на 120 Гц

Миф: скоро можно будет играть в разрешении 4K с частотой обновления 120 Гц.

Для того чтобы играть в 4K и 120 Гц, вам нужны два кабеля HDMI 2.0 или один DP 1.2a, а также видеокарта с поддержкой таких выходов. В настоящее время это могут предложить только GeForce GTX 980 и 970 от Nvidia. Основными преградами для реализации такой конфигурации являются полное отсутствие 120-герцовых 4К-панелей и огромная вычислительная мощность графического процессора, необходимая для обеспечения комфортной частоты кадров 60 FPS. Именно эти факторы не дают развиться данной перспективе сегодня. Ещё как минимум несколько лет придётся выбирать между играми в режиме 1440p при 120Гц и 2160р при 60 Гц.

Выводы о разъёмах дисплеев

DisplayPort обязан заменить DVI в дисплеях для ПК, поскольку он свободен от лицензионных выплат, имеет дополнительные функции, расширенную совместимость и обширную поддержку отрасли. Жизнеспособной альтернативой является HDMI, хотя он больше ориентирован на телевизоры.

На сегодня в большинстве случаев можно использовать DVI, DP или HDMI. Конкретные разъёмы вам потребуются в следующих ситуациях:

Вы хотите играть в разрешениях выше 2560x1600 точек. Тогда понадобится DisplayPort 1.2a.
Вы хотите использовать Nvidia G-Sync. Тогда понадобится DisplayPort 1.2a (поддержка только у него).
Вы хотите подключить несколько устройств к одному выходу (через концентратор). Тогда понадобится DisplayPort 1.2a.
Вы хотите передавать аудио- и видеосигнал на монитор или телевизор через один кабель. Тогда понадобится HDMI или DisplayPort
Вам нужна совместимость с устройствами с VGA. Тогда понадобится DVI-I (или активный адаптер).

Специфические технологии: Mantle, ShadowPlay

Сразу поясним: мы благодарны AMD и Nvidia за их новаторскую работу и стремление максимально развить возможности игровых ПК.

Низкоуровневые API: AMD Mantle

Mantle разработана с целью дать разработчикам возможность непосредственно управлять аппаратными средствами, следуя по стопам Glide. Некоторые из вас, вероятно слишком молоды, чтобы понять, почему данное сравнение так важно.

Технология Glide была представлена компанией 3dfx с целью дополнить и точно отразить графические возможности её графической карты Voodoo. Для 1990-х годов OpenGL был серьёзным вызовом для железа, а Glide имела меньший набор функций, который было проще освоить и реализовать. Основным недостатком API была его привязанность к продуктам 3dfx – аналогично тому, как сегодня Mantle привязана к железу AMD.

В конце концов, созрели DirectX и полноценные драйверы OpenGL, в связи с чем появились разнообразные дополнительные продукты (кто-нибудь помнит Riva TNT?). Эти разработки в итоге затмили роль Glide в качестве основного API.

AMD делают ставку на Mantle, что весьма интересно. При наличии уже установившихся экосистем, опирающихся на OpenGL и DirectX, необходимость в новом низкоуровневом API весьма спорна, хотя AMD утверждает, что разработчики ратуют за неё.

Сегодня поддержка Mantle реализована лишь в нескольких играх. SDK находится в бета-версии и в настоящее время ограничивается горсткой разработчиков, отобранных AMD. Наши собственные тесты (AMD Mantle: углублённое тестирование графического API ) показали, что главным преимуществом Mantle является уменьшение нагрузки на процессор, в результаты данный API наиболее полезен для конфигураций с дешёвыми процессорами в сочетании с высокопроизводительными графическими подсистемами.

Мы считаем, что успех Mantle, в конечном счёте, зависит от двух факторов:

Mantle достаточно легко кодировать, и разработчикам будет нетрудно портировать игры с DirectX/OpenGL.
Преимущества Mantle по производительности должны быть расширены на платформы для энтузиастов

Дополнительную информацию, подкреплённую результатами тестов можно найти в соответствующем обзоре, ссылка на который представлена выше.

Усовершенствованное временное сглаживание: Nvidia TXAA

Очень часто инновационные идеи длительное время остаются незамеченными. Одним из таких примеров являются технологии сглаживания MLAA и FXAA на основе постобработки, которые мы отнесли к классу B.

Дальнейшее рассмотрение сглаживания приводит нас к технологии, доступной только на Nvidia и только в несколько играх. Она основана на том, что один из самых раздражающих артефактов изображения, именуемый "мерцание", происходит из-за перемещения через кадры. Анализируя не один кадр, а их последовательность, можно предсказать, где будут появляться эти артефакты, и компенсировать их.

TXAA от Nvidia – это вариация технологии MSAA.Компания утверждает, что "TXAA использует ряд образцов внутри и снаружи пикселя, в сочетании с образцами из предыдущих кадров". Следовательно, вы можете ожидать, что качество изображения превысит качество, предлагаемое алгоритмами сглаживания класса А, но при этом придётся жертвовать ещё большими объёмами памяти и FPS.

При достаточном развитии технологии сглаживания с временной мультивыборкой могли бы стать нашим новым классом "А+". Также нам хотелось бы видеть версии MLAA / FXAA, которые при расчёте пост-обработки в дополнение к текущим кадрам используют предыдущие кадры. Готовы поспорить, что дополнительная информация хорошо повлияет на улучшение качества изображения.

G-Sync и FreeSync: отказываемся от компромиссов V-sync

Мы уже рассмотрели технологию Nvidia G-Sync в соответствующем обзоре , в нём вы найдёте более подробную информацию об этой разработке.

Мы также упомянули о технологии FreeSync, которая был внедрена в стандарт DisplayPort 1.2a, под именем Adaptive-Sync. Недавно AMD объявила, что сотрудничает с MStar, Novatek и Realtek над внедрением блоков масштабирования, способных управлять следующим поколением мониторов с поддержкой FreeSync. По данным компании новые видеокарты уже поддерживают динамическую частоту кадров в играх, и остальные участники экосистемы должны подтянуться в 2015 году.

Хочется ещё раз поблагодарить Nvidia за инновационную работу, а AMD за реализацию бесплатных открытых стандартов, которые не ударят по кошельку геймеров.

Другие специфические технологии, заслуживающие внимания

Ниже представлен список специфических технологий, которые применяются в конкретных ситуациях, например, обеспечивают работу более одного монитора или карты, стереоскопические игры, запись геймплея и так далее. Мы добавили ссылки на веб-сайт каждого поставщика для дальнейшего ознакомления.

Вычисления физики на GPU

При одинаковом уровне тактовой частоты (4 ГГц) даже Core i7-4770K в реальности даёт небольшое преимущество по сравнению с пятилетним Core i7-950 в паре с разогнанной GeForce GTX 690 . В качестве примера можете посмотреть сравнение в 3DMark . Core i7-4770K обеспечивает заметное преимущество только в тестах Physics и Combined. Чтобы выжать один дополнительный кадр в другом сравнении 3DMark , чип на базе Haswell пришлось разогнать до 4,6 ГГц. Короче говоря, в современных игровых ПК от процессоров производительность зависит незначительно. Центральный процессор, скорее всего, нужно обновить, если у вас очень старая платформа. Выбирая новую модель, обратите внимание на наш цикл статей, посвящённый лучшим процессорам для игр , в котором хорошо показано, что процессоры дороже $200 в меньшей степени оправдывают затраты.

С графическими процессорами немного другая история. Дополнительно затраченные средства обеспечивают реальную разницу в уровне производительности. Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с нашим последним анализом лучших видеокарт для игр . Одно предупреждение: несмотря на то, что конфигурации SLI/CrossFire могут быть привлекательными по соотношению цена/производительность, имейте в виду, что два GPU не всегда масштабируются линейно. И далеко не все игры поддерживают подобные технологии. Поэтому для начала лучше присмотреть одну быструю видеокарту.

Развенчиваем мифы о производительности видеокарт | Подводим итоги

Понятие производительности видеокарт окружает множество мифов и мы, конечно, не можем охватить их все. Но мы попытались развеять наиболее популярные из них и ответить на часто возникающие вопросы. Также мы частично коснулись всей экосистемы вывода изображения, частью которой являются видеокарты.

В процессе создания данного материала мы ввели два новых понятия: тесты при "40 дБ (A)", и классификация технологий сглаживания на A+/A/B, которая, по нашему мнению необходима, в свете большого числа разнообразных версий и методов сглаживания.

Мы открыли новые возможности измерения и сравнения пропускной способности видеопамяти (по нашим сведениям, этого раньше никто не делал), а также сравнения видеокарт с учётом теплового пакета и температурного троттлинга, вместо чистых измерений частоты кадров.

Мы разобрались (надеемся) в таких запутанных понятиях, как влияние PCIe на производительность, возможность возникновения узкого места на этой шине, узнали, как работает сглаживание, видеопамять, чем друг от друга отличаются разъёмы дисплея, почему разные производители предлагают проприетарные технологии и как видеокарты снижают скорость при перегреве.

Вся информация была собрана в трёх статьях. Мы надеемся, что они станут полезным справочным материалом, как для опытных сборщиков, так и для геймеров, желающих получить максимальную отдачу от своих систем. Ведь дополнительные знания никогда не бывают лишними.

Мы поговорили о понятии ценности продукта с более субъективной точки зрения, нежели в наших стандартных сравнениях цены /производительности. В процессе обсуждения наряду с уже устоявшимися понятиями средней частоты кадров, частоты кадров в динамике и даже колебаний времени кадра, были затронуты более сложные в оценке особенности, такие как специфические технологии производителей, добавляющие стоимость.

Мы бы хотели расширить тесты на уровне звука 40 дБ(A) и добавить тесты на 50 дБ(A) для новых видеокарт, включая образцы партнёров AMD и Nvidia
Нам бы хотелось более подробно рассмотреть новые платформы Haswell-E и последние видеокарты на базе Maxwell
Мы бы хотели поблагодарить наших читателей, которые не устают читать длинные, технические статьи и оставлять ценные комментарии. Надеемся, что так и будет продолжаться!

Сглаживание в играх. Кто может сказать в чем отличаются режимах сглаживания FXAA или MSAA,CSAA

Descali нест чушь или скопировал с кривого источника.
Выбирай CSAA,но прожорливый или непрожорливый SMAA
сглаживание что это могу обяснить а вот это нет
сглаживание оно сглаживает края в играх вы когда нибуть замечали что на концах здания немного дергается чтото чтобы такого небыыло нужно включить сглаживание
Глеб написал полнейшую ерунду. как про возможный "кривой" источник (не заметил ссылку на ЛКИ?), так и про выбор (автор не спрашивал, что ему выбирать, а спрашивал о разнице). Но тов. Глеб умнее, описал то же самое, опустив детальное описание товарища Descali. Первый и последние ответы в тему, остальные бред школьников.
FXAA Fast approXimate Anti-Aliasing, это более производительное решение по-сравнению с традиционным MSAA (Multi-Sampling Anti-Aliasing). Это однопроходный пиксельный шейдер, который обсчитывает результирующий кадр на этапе постобработки. Он создан быть более быстрым и менее требовательным к памяти по-сравнению с MSAA, оплачивая свои плюсы точностью работы и качеством, хотя на самом деле вс не так страшно, как это звучит.
MSAA дат несколько худшее качество графики, но и дат огромную экономию вычислительной мощности.
Вместе с видеокартами GeForce восьмой серии публике был представлен режим сглаживания coverage sampling (CSAA). Инженеры NVIDIA провели ряд исследований, которые показали, что при расчете цвета пограничного пикселя важны не столько значения цвета соседних пикселей, сколько точная информация о расположении пикселя относительно цветовой границы.

CSAA - один из самых сильных методов сглаживания, может сказываться на производительности.

Вкратце будет так: MSAA - упор на производительность, FXAA - баланс между графикой и производительностью, CSAA - графика.
P.S. Иногда режимы могут использоваться одновременно.
Что такое сглаживание? Наиболее простой ответ дает Википедия.
Сглаживание (anti-aliasing, AA, антиалязинг, антиалайзинг и тд) технология, используемая для устранения эффекта зубчатости, возникающего на краях одновременно выводимого на экран множества отдельных друг от друга плоских, или объмных изображений. Сглаживание было придумано в 1972 в Массачусетском технологическом институте в Architecture Machine Group.
Что бы вам не пришлось много читать, сразу приведу основные варианты сглаживаний. Точно так же они обычно обозначаются и в играх.
SSAA, MSAA, CSAA, NFAA, FXAA, DLAA, MLAA, SMAA, TXAA.
Начну с самого крутого, правильного качественного и самого жрущего сглаживания SSAA или по-другому Super-Sampling. Простой пример потребляемых ресурсов этим методом сглаживания: для разрешения 12801024 с SSAA 4x необходим экранный буфер такого же размера, как при разрешении 25602048 без SSAA. Размытие картинки НЕТ. Еще этот метод сглаживания называют FSAA. Рекомендую применять владельцам только самых топовых ПК (видеокарт).

MSAA улучшенный вариант суперсемплинга (SSAA). Практически такой же по качеству, но требующий меньшее количество ресурсов видеокарты, по сравнению с SSAA. Размытие картинки очень незначительное, практически не уловимое. И хотя этот метод сглаживания требует меньше ресурсов, чем его первый собрат, этот вариант АА так же рекомендуется владельцам топовых видеокарт.

CSAA разработка NVIDIA. Усовершенствованный (немного) MSAA. Качество картинки примерно на уровне MSAA 8x, но по ресурсам ест как MSAA 4x. Размытие картинки незначительное, практически не уловимое. Из последних игр, в которых его использовал Star Wars Battlefront (DICE).

FXAA известен своим низким требованиям к видеосистеме. Сглаживает вполне прилично, я бы сказал хорошо. Но есть один недостаток, который заметен, скажем, при сравнении с MSAA замыливание картинки. Оно больше, чем среднее. Подойдет для тех, кто не терпит лесенки, но не может себе позволить предыдущие алгоритмы сглаживания.

MLAA малоизвестный алгоритм сглаживания. Единственный алгоритм, который работает за счет процессора, а не видеокарты. Он не зависит от сложности сцены, так что можно гарантировать отсутствие подтормаживаний в любой момент. Intel позиционирует MLAA как конкурента MSAA. Если судить объективно, MSAA работает немного медленней, но и качественней. По сравнению MLAA с FXAA первый будет медленнее, но при этом качество картинки без заметного замыливания.

SMAA смесь FXAA и MLAA. По скорости находится между FXAA и MSAA. По качеству картинку практически не блюрит.

TXAA новый алгоритм сглаживания. Сочетает преимущества MSAA и FXAA. Разработка NVIDIA. Сглаживает ОЧЕНЬ качественно. TXAA 4x = MSAA 8x. Хотя порой первый даже лучше. НО. TXAA мылит картинку. Блюрит ее. И если сравнивать с MSAA последний выглядит лучше.

Итог: чОткий, но самый древний алгоритм сглаживания SSAA. MSAA очень хороший по качеству, но ест заметно много ресурсов. CSAA практически такой же по качеству, но ресурсов ест меньше. FXAA если видеокарта не позволяет, но сглаживать хочется, то этот вариант для вас. MLAA на него можете забить. SMAA нормальный вариант, можете его опробовать. TXAA сглаживает очень хорошо. Очень. Но блюр очень раздражает. Поэтому могу рекомендовать этот алгоритм, если вам плевать на замыливание.

Кстати. В разрешении 4k сглаживание порой вовсе не требуется. Либо можно применить самое простое CSAA или MSAA 2x. Не более. Интересно, как сложится картина лет через 5-7, когда 4k разрешение приобретет массовость. Я специально не стал приводить примеры комбинирования разных методов сглаживания, что бы не вызвать у вас путаницы.

Здравствуйте.

Прошло время, когда видеоигры приносили ураган эмоций просто потому, что мы в них играем; игрок давно стал требовательным, и не в последнюю очередь - к качеству картинки на экране. Об одной из составляющих этого качества - сглаживании - я и хочу рассказать.

Подавляющее большинство игроков знают о «лесенках» на краях объектов и возможном решении этой проблемы - «anti-aliasing», или «сглаживание». Очень подробно этот вопрос описан в статье Дона Волигроски (Don Woligroski) Anti-Aliasing Analysis, Part 1: Settings And Surprises (русский перевод). Также неплохое сравнение с примерами игр текущего поколения игровых консолей есть у Digital Foundry - The Anti-Aliasing Effect (англ.) . Вкратце, всё сводится к одному: сглаживание - это здорово, восприятие картинки сильно вырастает в цене, в современных реалиях игропрома продукты с малым сглаживанием или даже без оного находятся в категории освистанных (в первую очередь - фанатами платформ-конкурентов, но тем не менее), но вот реализация качественного сглаживания оставляет желать лучшего, главным образом - из-за недостаточной вычислительной мощности целевого оборудования. В данном случае в гораздо более выгодных условиях оказываются, конечно же, апологеты игры на ПК, т.к. на мощность их железа оказывает влияние только материальный фактор, зато консольщики не упускают случая позубоскалить над ПКшниками на предмет «PC HAZ NO GAEMZ!», мол, игр у вас нет, играете в графику. Я специально не буду затрагивать этот вопрос, потому что рационально-объективных доводов в пользу субъективного ощущения «тёплого лампового гейминга» быть не может в принципе, это вопрос личного выбора со всеми вытекающими. Уже существующие и использующиеся алгоритмы описаны по вышеуказанным ссылкам, поэтому перейду непосредственно к теме: что такое FXAA, с чем его едят и насколько это вкусно.

Начнём с теории. Если быть предельно точным, то FXAA - не такой уж новый алгоритм: впервые он был использован в MMORPG Age of Conan и уже отметился в шутере F.3.A.R., но я буду рассматривать его, как новый, благодаря интересному решению, которое попалось мне на глаза на часто посещаемом форуме (спасибо h0w1er ). FXAA - F ast approX imate A nti-A liasing, это более производительное решение по-сравнению с традиционным MSAA (Multi-Sampling Anti-Aliasing). Это однопроходный пиксельный шейдер, который обсчитывает результирующий кадр на этапе постобработки. Он создан быть более быстрым и менее требовательным к памяти по-сравнению с MSAA, «оплачивая» свои «плюсы» точностью работы и качеством, хотя на самом деле всё не так страшно, как это звучит. FXAA также имеет ряд преимуществ, включая улучшенное сглаживания спекуляров и субпикселей (речь о поверхностях размером меньше одного пикселя, «лесенки» заставляют такие объекты мерцать). В официальном документе (PDF) создатель FXAA Тимоти Лоттс (Timothy Lottes) заявляет, что для алгоритма FXAA с настройками среднего качества («золотая середина» между качеством и производительностью) постобработка кадра разрешением 1920x1200 на GTX 480 занимает меньше миллисекунды. Основные преимущества FXAA, со слов Тимоти, заключаются в алгоритме сглаживания субпикселей FXAA, работающем лучше оного в MLAA , достаточность для работы железа уровня DX9, постообработке кадра за один проход и, по-моему, самое интересное - независимость от используемого GPU Compute API . Но есть и одна неприятность - необходимость для разработчиков встраивать эту технологию сглаживания в свои игры, когда как традиционные методы сглаживания работают (или не работают) на уровне драйверов. Другими словами, пока программисты не используют в своих движках код FXAA для сглаживания, нужного эффекта мы не получим, влючить FXAA извне официально было нельзя. До недавних пор.

А теперь - танцы практика. Практиковаться будет на World of Tank, версия 0.6.6.

Вариант без сглаживания (No AA) показывает явные «эскалаторы», и хоть модели танков достаточно большие и детализированные, артефакты видно совершенно явно, особенно на тонких объектах, о которых дополнительно ниже.

Вариант встроенного сглаживания (Edge AA) пытается смазывать края объектов, но у него это получается довольно посредственно, не говоря уже об уходе картинки в небольшое мыло.

Следующий вариант - FXAA, результат налицо: артефактов по краям нет, однако и мыльности по-сравнению с noAA тоже немного добавилось, хотя с EdgeAA разница почти незаметна.

Ну и вариант FXAA Sharpen. Gast в версии beta 6 добавил фильтр резкости, взятый из , и результат очень достойный: мыло исчезло, текстуры стали выглядеть даже резче, чем в оригинале, а «лесенок», несмотря на этот фильтр, практически не добавилось. Из-за незапланированной авторами резкости текстуры башни чуть-чуть «выбило» (синяя зона), но в игре, могу вас уверить, это абсолютно незаметно.

А что же с производительностью? Да практически ничего плохого. К сожалению, движок WoT живёт в своём мире и всплески/падения производительности могут выскакивать на самом ровном месте. У меня получилось следующее:

Картинка «In battle no AA» - то, о чём я говорил выше: тонкие деревца трещат от артефактов, тогда как на вариант «In battle FXAA Sharpen» картинки гораздо приятнее глазу, за исключением проблем фильтра резкости, который уж слишком тонкие линии сужает в толщину волоса, как, например, навесной прицел артиллерии. А количество кадров в секунду в варианте FXAA даже выше, несмотря на то, что эти два скриншота сделаны с разницей в 1 секунду и танк был неподвижен.

На самом деле при длительном тесте была получена цифра ~10-12% - на столько падает производительность при использовании FXAA, тогда как MSAA 4x, с качеством сглаживания которого и конкурирует FXAA, в довольно часто даёт падение вдвое больше. Если будет интересны сравнения - больше цифр и картинок можно найти в статье NVIDIA"s New FXAA Antialiasing Technology сайта [H]ard|OCP , где я почерпнул часть информации, а в завершении своего небольшого обзора соглашусь с Марком Уорнером @ HardOCP: при должной реализации у FXAA большое будущее, особенно на консолях, где ресурсы жёстко ограничены, а имея возможность настроить конфигурацию инъекции по своему вкусу, многие уже сейчас без помощи разработчиков, смогут насладиться красивой картинкой в любимой игре.

UPD. На 10 августа уже появилась более настраиваемая инъекция , так сказать, «сборная солянка» от участников обсуждения.