Os desenvolvedores estão ignorando essa revolucionária tecnologia de jogos para PC, e não é DLSS

O sombreamento de taxa variável, ou VRS, é uma peça importante da tecnologia gráfica que os jogos para PC ignoraram amplamente nos últimos três anos. Ele funciona em todas as placas gráficas AMD e Nvidia modernas e tem um objetivo simples: melhorar o desempenho em até 20% sem nenhuma queda perceptível na qualidade da imagem.

Parece incrível, certo? Bem, há uma razão pela qual você provavelmente não ouviu muito sobre isso. Os últimos dois anos se concentraram no Deep Learning Super Sampling (DLSS) da Nvidia e no FidelityFX Super Resolution (FSR) da AMD como os campeões de economia de desempenho da era gráfica moderna. E embora eles ofereçam o melhor retorno para o desenvolvedor do jogo, o VRS é uma ferramenta igualmente impressionante que tem sido lamentavelmente subutilizada.

Sombreamento de taxa variável: Não é novo

O VRS não é novo – a postagem no blog da Microsoft anunciando o recurso no DirectX 12 tem mais de três anos. Se você não estiver familiarizado, o VRS altera a resolução na qual os sombreadores são aplicados em uma cena. Não está mudando a resolução do jogo; O VRS simplesmente permite que os pixels vizinhos compartilhem um sombreador em vez de fazer com que a GPU faça um trabalho redundante.

Se houver um canto de uma cena envolto em sombra sem muitos detalhes, por exemplo, sua placa gráfica não precisará calcular os valores de luz, cor e textura para cada pixel. Ele pode economizar alguns problemas agrupando-os – quatro pixels em uma grade 2×2 podem ter valores de sombreamento extremamente semelhantes, então o VRS entra em ação para otimizar o desempenho calculando apenas um sombreador e aplicando-o ao restante da grade. O tamanho da grade é a taxa de sombreamento, e mais pixels em uma grade significa uma menor taxa de sombreamento.

Essa pequena mudança pode fazer uma grande diferença no desempenho. No Gears Tactics em 4K, por exemplo, o VRS ofereceu um aumento de 22,9% na minha taxa de quadros média. Esse é o melhor exemplo, mas Resident Evil Village também mostrou um aumento de 9,8% na minha taxa de quadros média, enquanto Hitman 3 ofereceu um sólido aumento de 8%. E a ideia por trás do VRS é que ele deve ser indistinguível quando ligado, essencialmente oferecendo desempenho gratuito.

Há apenas um pequeno número de jogos que suportam VRS no PC, apesar de ter mais de três anos. Abordarei essa questão mais adiante na coluna, mas a questão mais urgente é como o VRS é usado entre os poucos jogos que o suportam.

Existem dois baldes para o VRS: um que o faz parecer um kit revolucionário que oferece desempenho gratuito e outro que o faz parecer um recurso que prejudica mais do que ajuda.

Dois mundos de VRS

A Microsoft tem dois níveis de VRS no DirectX 12 Ultimate : Os apropriadamente chamados de Tier 1 e Tier 2. Tier 1 VRS é a técnica mais comum que você encontrará em jogos, que é o cerne do problema. Este nível não se preocupa com pixels individuais e, em vez disso, aplica diferentes taxas de sombreamento a cada chamada de desenho. Quando há uma chamada para desenhar ativos em segundo plano, por exemplo, eles podem ter uma taxa de sombreamento de 2 × 2, enquanto os ativos desenhados em primeiro plano têm uma taxa de sombreamento de 1 × 1.

Tier 2 VRS é o que você quer. Isso é muito mais granular, permitindo que o desenvolvedor sombreie dentro de uma chamada de desenho. Isso significa que uma parte de um modelo pode ter uma taxa de sombreamento de 2×2, por exemplo, enquanto uma área mais detalhada nesse mesmo modelo pode usar 1×1. O Tier 2 VRS é ideal, permitindo que o desenvolvedor se concentre nos detalhes que importam para extrair cada grama de desempenho.

O problema: mesmo entre o pequeno grupo de jogos que suportam VRS, a maioria deles usa apenas o Tier 1. Resident Evil Village, o jogo mais recente que eu olhei, usa o Tier 1 VRS. Você pode ver como isso afeta a qualidade da imagem acima, onde você pode distinguir pixels na neve enquanto o Tier 1 VRS agrupa tudo a poucos metros de distância da câmera.

Compare isso com o Gears Tactics, que suporta o Tier 2 VRS. Há uma pequena diferença na qualidade quando ampliada para quase 200%, mas parece muito melhor do que a Camada 1. Você pode identificar uma diferença quando os dois estão lado a lado e ampliados, mas coloque esses dois quadros de volta para trás um teste cego, e você não seria capaz de dizer a diferença. Eu certamente não poderia.

Desempenho gratuito para praticamente nenhuma perda na qualidade de imagem é um grande negócio, mas pelo menos no PC, o VRS não está na conversa tanto quanto deveria (muito menos na discussão entre o Tier 1 e o Tier 2). Mesmo depois de mover o Gears Tactics e o Gears 5 para o Tier 2 VRS , os desenvolvedores não entraram no trem de economia de desempenho. Em vez disso, o VRS se concentrou principalmente nos orçamentos de energia limitados dos consoles, e há um console em particular que retém o recurso.

Um bloqueio de console

A razão pela qual o VRS vem em dois tipos é que o Tier 2 requer hardware específico para funcionar. As placas gráficas RTX da Nvidia e as GPUs RX 6000 da AMD têm suporte de hardware, assim como o Xbox Series X. Placas gráficas mais antigas e o PlayStation 5 não . Em vez disso, eles usam uma versão baseada em software do Tier 1 VRS, se estiver disponível no jogo.

Os desenvolvedores que trabalham em títulos multiplataforma geralmente se concentram no menor denominador comum, o que significa Tier 1 VRS. Existem apenas alguns desenvolvedores que se esforçaram para oferecer suporte ao Tier 2 VRS em hardware suportado (a id Software usa o Tier 2 VRS no Doom Eternal para o Xbox Series X, por exemplo), mas a grande maioria dos jogos AAA modernos também não oferecem suporte a VRS ou usam essa abordagem de Camada 1.

Como mostra o Gears Tactics , uma implementação adequada do Tier 2 do desenvolvedor oferece a melhor qualidade de imagem e desempenho. É verdade que DLSS e FSR fornecem uma solução fácil para os desenvolvedores melhorarem o desempenho em jogos para PC. Mas o VRS Tier 2 adequado pode representar um aumento de cerca de 20% para quase nenhuma diferença na qualidade da imagem, e isso é bom demais para ser ignorado.

Este artigo faz parte do ReSpec – uma coluna quinzenal em andamento que inclui discussões, conselhos e relatórios detalhados sobre a tecnologia por trás dos jogos para PC.