22 февраля, 2019 
adminGWP 
Трaссирoвкa лучeй в рeaльнoм врeмeни и aппaрaтнaя oбрaбoткa дaнныx сeтями мaшиннoгo oбучeния — вoт нaпрaвлeниe, в кoтoрoм дoлжны рaзвивaться кoмпьютeрныe игры. Пo крaйнeй мeрe, имeннo в этoм стрeмится убeдить игрoкoв кoмпaния NVIDIA. Нe всe гeймeры сoглaсны с этoй тoчкoй зрeния, oсoбeннo в свeтe тoгo, чтo нoвыe видeoкaрты сeрии GeForce RTX oкaзaлись дoрoжe свoиx прeдшeствeнникoв, a в бoльшинствe игр пeрeдoвыe aлгoритмы рeндeрингa пoявятся eщe нeскoрo.
И прaвдa, eдинствeнным примeрoм трaссирoвки лучeй в игрoвoй грaфикe дoлгoe врeмя былa Battlefield V, a вeдь прoшлo бeз мaлoгo пoлгoдa пoслe aнoнсa пeрвыx мoдeлeй GeForce RTX. В Shadow of the Tomb Raider сoбствeнный мeтoд взaимoдeйствия с DXR (рaсширeниeм API Direct3D 12 для трaссирoвки лучeй) всe eщe нe сoзрeл. Metro Exodus — пeрвый прoeкт, спoсoбный пeрeубeдить скeптикoв. В нeм Ray Tracing испoльзуeтся нaибoлee интeнсивнo и с сaмoгo нaчaлa eсть пoддeржкa DLSS — прoприeтaрнoй тexнoлoгии, кoтoрaя пoмoжeт грaфичeским прoцeссoрaм NVIDIA в этoй чрeзвычaйнo трeбoвaтeльнoй игрe.
Нaстрoйки кaчeствa грaфики
В oтличиe от Battlefield V и большинства других проектов, в которых мы проводили массовые тесты GPU, игры серии Metro скрывают от пользователя большинство параметров графического движка, и Metro Exodus не стала исключением. Игра даже не содержит предустановленных режимов детализации изображения, хотя они есть в утилите, запускающей встроенный бенчмарк, — от низкой до ультравысокой. Среди индивидуальных настроек можно отрегулировать только общее «качество» изображения, размер выборки пикселов для анизотропной фильтрации, интенсивность размытия движущихся объектов, а также глубину тесселяции геометрических примитивов. В качестве основного метода полноэкранного сглаживания игра использует собственную разновидность временнóго алгоритма (TAA — Temporal Anti-Aliasing) — его нельзя отключить, но, судя по сведениям от NVIDIA, TAA здесь работает очень мягко и наверняка мало влияет на общее быстродействие.
Metro Exodus создана в тесном сотрудничестве с NVIDIA и задействует целый набор закрытых библиотек «зеленой» компании. В их числе есть PhysX и скандально известная HairWorks. И ту и другую опцию можно активировать на видеокартах AMD, но мы не заметили, чтобы PhysX и HairWorks заметно вредили «красным» GPU в этой игре, — казус третьего «Ведьмака» точно не повторится. Но главное достоинство Metro Exodus — это, конечно же, возможность трассировки лучей с помощью расширения DXR для Direct3D 12. Последняя работает в двух режимах — High и Ultra. Разработчики не раскрывают такой информации, как плотность лучей в каждом из них, но сама NVIDIA рекомендует ограничиться опцией High даже владельцам GeForce RTX 2080 Ti.
Наконец, Metro Exodus с момента выпуска обладает поддержкой DLSS — еще одной проприетарной технологии NVIDIA, которая должна компенсировать неизбежное падение быстродействия, связанное с трассировкой лучей. О ней мы уже писали не меньше, чем о DXR, но не грех еще раз повторить, что означает эта аббревиатура. DLSS (Deep Learning Super Sampling) позволяет графическому процессору выполнять рендеринг при сниженном разрешении, а с помощью нейронной сети, обученной на серверах NVIDIA, кадр масштабируется до целевого размера, к примеру из 1440p в 2160p. Алгоритм DLSS адаптируется под каждую отдельно взятую игру, а обработка исходного кадра выполняется тензорными ядрами, которые есть только в чипах архитектуры Volta и Turing.
Надо заметить, что в данный момент DLSS в Metro Exodus реализован с ограничениями. Так, из всего семейства GeForce RTX лишь старшие модели, начиная с RTX 2070, могут пользоваться DLSS при разрешении 2160p. GeForce RTX 2060, в свою очередь, привязан к режимам 1080p и 1440p. А включить DLSS отдельно от трассировки лучей можно только на видеокартах не слабее RTX 2070 и в единственном экранном режиме — 2160p. Но главное, NVIDIA сообщила, что нейросеть, которая предназначена для Metro Exodus, еще не полностью готова — в игре используется предварительная версия, и, как мы увидим, это хорошо заметно по изображению.
Настройки качества графики
Low
Normal
High
Ultra
Extreme
Quality
Low
Medium
High
Ultra
Extreme
Texture Filtering
AF 4X
AF 4X
AF 16X
AF 16X
AF 16X
Motion Blur
Low
Low
Low
Normal
Normal
Tesselation
Off
Full
Full
Full
Full
Advanced PhysX
Off
On
On
On
On
Hariworks
Off
Off
On
On
On
Ray Trace
Off
Off
Off
Off
Off
DLSS
Off
Off
Off
Off
Off
Shading Rate
50%
100%
100%
100%
200%
Для измерения производительности GPU мы использовали профили настроек Low, Normal и Ultra, а в дополнение к этому сделали финальный тест в профиле Extreme. Последний задействует аналог полноэкранного сглаживания методом суперсемплинга — разрешение рендеринга по вертикали и горизонтали в этом случае фактически удвоено (а в режиме Low оно, наоборот, вдвое меньше). Надо ли говорить, что среди участников сравнения лишь единицы имеют достаточную производительность для того, чтобы удержать частоту смены кадров выше 30 FPS при такой вычислительной нагрузке.
Ускорители серии GeForce RTX 20 прошли основную часть тестирования без трассировки лучей в реальном времени (DXR) и масштабирования кадров с помощью DLSS. Результаты бенчмарков с применением этих технологий NVIDIA приводятся в отдельном разделе статьи.
Все тесты выполнены под API Direct3D 12.
⇡#Качество графики в примерах
Как и в большинстве игр такого калибра, как Metro Exodus, движок позволяет масштабировать качество изображения в широких пределах, причем разница между низким, средним и ультравысоким профилями детализации выражена чрезвычайно сильно. Впрочем, уже при «нормальных» настройках игра выглядит весьма презентабельно — после изучения графиков с результатами тестирования владельцам графических карт средней ценовой категории стоит вспомнить об этом, чтобы не расстраиваться. Кстати, в режиме Low рендеринг происходит в половинном разрешении по горизонтали и вертикали, но в скриншотах мы не стали менять эту настройку, чтобы разглядеть влияние других параметров было проще.
Low
Normal
Ultra
Low
Normal
Ultra
Low
Normal
Ultra
Low
Normal
Ultra
Low
Normal
Ultra
Low
Normal
Ultra
Low
Normal
Ultra
Low
Normal
Ultra
Трассировка лучей в Metro Exodus, на первый взгляд, проявляется не так эффектно, как в Battlefield V, ведь она здесь не служит для рендеринга отражений. В то же время даже на минимальном уровне интенсивности Ray Tracing оставляет след буквально на каждой поверхности игровой сцены. Трассировка лучей в движке 4A Games заменяет все аспекты глобального освещения, которые в рендеринге методом растеризации тем или иным образом имитируются. Первое, что бросается в глаза, — это тени в нишах, углах и других закрытых пространствах на фоне ярко освещенных площадей. Стандартные карты теней в сочетании с Ambient Occlusion не дают такого контраста.
С другой стороны, DXR просчитывает отражение рассеянного света между поверхностями — в результате из кадра пропадают тени, которых, наоборот, быть не должно, а цвет одного объекта переливается на соседние (прим.: отражение цвета в актуальной версии Metro Exodus распространяется только на объекты, освещенные небом, но в будущих обновлениях эта функция будет работать глобально.)
Среди более тонких эффектов трассировки лучей обратите внимание на мягкие динамические тени, которые отбрасывают элементы интерьера на модели персонажей. Даже в режиме ультравысокого качества, но без DXR лица равномерно освещены и выглядят неестественно ярко на фоне темной комнаты. Благодаря трассировке лучей модели погружаются в правдоподобную полутень. Если присмотреться, можно заметить, что даже элементы экипировки персонажей отбрасывают тени на одежду.
А вот разница между двумя режимами DXR выражена слабо: опция RT High уже настолько преображает игру, что уловить отличия можно лишь в мелких деталях.
RT Off
RT High
RT Ultra
RT Off
RT High
RT Ultra
RT Off
RT High
RT Ultra
RT Off
RT High
RT Ultra
RT Off
RT High
RT Ultra
RT Off
RT High
RT Ultra
RT Off
RT High
RT Ultra
RT Off
RT High
RT Ultra
Наконец, сравним изображение при разрешении 2160p с полноэкранным сглаживанием по алгоритму TAA и ту же самую сцену, полученную с помощью DLSS. Разработчики не говорят, как финальная картинка соотносится по размеру с исходным кадром (в данном случае GPU наверняка выполняет рендеринг в разрешении 1440p), но качество DLSS в Metro Exodus пока далеко от идеала. Не нужно смотреть на скриншоты в приближении, чтобы заметить «мыло». Настолько четкой картинки, как в Final Fantasy XV, тут нет и в помине. Однако NVIDIA обещает все исправить буквально в течение недели после выхода игры, причем для этого не придется скачивать новую версию драйвера — служба NGX, которая устанавливается вместе с драйвером видеокарты, загрузит обновление самостоятельно.
TAA
DLSS
⇡#Тестовый стенд, методика тестирования
Тестовый стенд
CPU
Intel Core i9-9900K (4,9 ГГц, 4,8 ГГц в AVX, фиксированная частота)
Материнская плата
ASUS MAXIMUS XI APEX
Оперативная память
G.Skill Trident Z RGB F4-3200C14D-16GTZR, 2 × 8 Гбайт (3200 МГц, CL14)
ПЗУ
Intel SSD 760p, 1024 Гбайт
Блок питания
Corsair AX1200i, 1200 Вт
Система охлаждения CPU
Thermaltake Water 3.0 360
Корпус
CoolerMaster Test Bench V1.0
Монитор
NEC EA244UHD
Операционная система
Windows 10 Pro x64
ПО для GPU AMD
Все видеокарты
AMD Radeon Software Adrenalin 2019 Edition 19.2.1
ПО для GPU NVIDIA
Все видеокарты
NVIDIA GeForce Game Ready Driver 417.71
Тестирование производительности выполнено с помощью встроенного бенчмарка Metro Exodus. Показатели средней и минимальной кадровых частот выводятся из журнала времени рендеринга индивидуальных кадров, который игра записывает в файл результатов.
Средняя частота смены кадров на диаграммах является величиной, обратной среднему времени рендеринга кадра. Для оценки минимальной кадровой частоты вычисляется количество кадров, сформированных в каждую секунду теста. Из этого массива чисел берется значение, соответствующее 1-му процентилю распределения.
Прим. В связи с тем, что мы начали тестирование за несколько дней до того, как игра появилась в продаже, для видеокарт AMD использовалось «старое» ПО версии 19.2.1. Со стороны NVIDIA, тестовая сборка Metro Exodus, доступ к которой пресса получила заранее, требует драйвер версии 417.71 для корректной работы. Обновление ПО видеокарт до актуальных версий (AMD Radeon Software Adrenalin 2019 Edition 19.2.2 и GeForce Game Ready Driver 418.91), а также установка первого «патча» Metro Exodus, не оказывает практического влияния на быстродействие — по крайней мере, по результатам встроенного бенчмарка.
Участники тестирования
- AMD Radeon VII (1800/2000 МГц, 16 Гбайт);
- AMD Radeon RX Vega 64 LC (1677/1890 МГц, 8 Гбайт);
- AMD Radeon RX Vega 64 (1546/1890 МГц, 8 Гбайт);
- AMD Radeon RX Vega 56 (1471/1600 МГц, 8 Гбайт);
- AMD Radeon RX 590 (1545/8000 МГц, 8 Гбайт);
- AMD Radeon RX 580 (1340/8000 МГц, 8 Гбайт);
- AMD Radeon RX 570 (1244/7000 МГц, 8 Гбайт);
- AMD Radeon RX 560 16 CU (1275/7000 МГц, 4 Гбайт);
- AMD Radeon RX 480 (1266/8000 МГц, 8 Гбайт);
- AMD Radeon RX 470 (1206/7000 МГц, 8 Гбайт);
- AMD Radeon RX 460 (1200/7000 МГц, 4 Гбайт);
- AMD Radeon R9 Fury X (1050/1000 МГц, 4 Гбайт);
- AMD Radeon R9 Fury (1000/1000 МГц, 4 Гбайт);
- AMD Radeon R9 390X (1050/6000 МГц, 8 Гбайт);
- AMD Radeon R9 380X (970/5700 МГц, 4 Гбайт);
- AMD Radeon R9 370X (1000/5600 МГц, 2 Гбайт);
- AMD Radeon R7 370 (975/5600 МГц, 4 Гбайт);
- NVIDIA GeForce RTX 2080 Ti Founders Edition (1350/14000 МГц, 11 Гбайт);
- NVIDIA GeForce GTX 2080 Founders Edition (1515/14000 МГц, 8 Гбайт);
- ASUS ROG Strix GeForce RTX 2070 OC (1410/14000 МГц, 8 Гбайт);
- NVIDIA GeForce RTX 2060 Founders Edition (1365/14000 МГц, 6 Гбайт);
- NVIDIA GeForce GTX 1080 Ti (1480/11000 МГц, 11 Гбайт);
- NVIDIA GeForce GTX 1080 (1607/10000 МГц, 8 Гбайт);
- NVIDIA GeForce GTX 1070 Ti (1608/8008 МГц, 8 Гбайт);
- NVIDIA GeForce GTX 1070 (1506/8008 МГц, 8 Гбайт);
- NVIDIA GeForce GTX 1060 (1506/9000 МГц, 6 Гбайт);
- NVIDIA GeForce GTX 1050 Ti (1290/7008 МГц, 4 Гбайт);
- NVIDIA GeForce GTX 980 Ti (1000/7010 МГц, 6 Гбайт);
- NVIDIA GeForce GTX 980 (1126/7010 МГц, 4 Гбайт);
- NVIDIA GeForce GTX 970 (1050/7010 МГц, 4 Гбайт);
- NVIDIA GeForce GTX 960 (1127/7010 МГц, 2 Гбайт);
- NVIDIA GeForce GTX 950 (1024/6610 МГц, 2 Гбайт).
Прим.: в спецификациях Vega в качестве высшей частоты AMD указывает не максимально допустимую при штатных настройках, как было в предыдущих поколениях архитектуры GCN, а верхнюю границу диапазона, в котором GPU работает при типичной нагрузке. Но т. к. утилиты для мониторинга и разгона, включая фирменный WattMan, игнорируют Boost Clock и по-прежнему показывают предельную частоту, в спецификациях указана именно она.
Следующая страница →
Опубликовано в рубрике