Teselace: AMD vs. Nvidia - kdo je lepší?
25.8.2010, Petr Štefek, recenze
Teselace je nejdiskutovanější vlastností nových DirectX 11 a dá se říci, že se také jedná o vlastnost klíčovou pro markantní zlepšení vizuální kvality v nových hrách. Přes všechny teorie o malých nárocích na výkon se ukazuje, že výkon je opravdu potřeba.
Kapitoly článku:
- Teselace: AMD vs. Nvidia - kdo je lepší?
- Testovací sestava a testy
- Aliens vs. Predator 2
- Colin McRae: DiRT 2
- Metro 2033
- S.T.A.L.K.E.R. Call of Pripyat
- Nvidia Stone Giant
- Unigine Heaven
- Závěr
Teselace a její problematika je velmi diskutované téma posledních měsíců a je to také jediná technologie DirectX 11, kterou omíláme stále dokola a stále očekáváme reálně viditelné přínosy v nových herních peckách. Zatím jsou přínosy teselace v reálných herních enginech, i přes nesporně kvalitní základy, poněkud chabé. Princip teselace nevidíme poprvé u DirectX 11 hardware, ale datuje se mnoho let zpět až k čipům ATI a technologii TruForm, která využívala speciální hardwarový teselátor tehdejších DirectX 8 čipů z dílen kanadského výrobce.
DirectX 11 podporuje a nařizuje, aby veškeré čipy kompatibilní s tímto novým rozhraním, měly hardwarový teselátor, který bude komplexnější geometrii počítat. Nvidia tedy jen velmi těžko mohla nějakým způsobem obcházet, jakým způsobem se to bude dělat, aby si zachovala kompatibilitu s DirectX 11. AMD se svými čipy ATI řeší potřebu teselátoru dle specifikací, jaké jim Microsoft nadiktoval. Nvidia obešla podmínky DirectX 11 a přišla s podstatně výkonnějším a komplexnějším Polymorph Engine. Z předchozích testů je více než jasné, že Nvidia má v tomto ohledu značně navrch v některých titulech při specifickém nastavení.
Jak ale teselace ovlivňuje kvalitu zobrazení v samotných hrách? Princip této technologie spočívá ve vytváření nové geometrie, respektive ve vytváření menších polygonů ze standardní polygonální sítě. Prakticky se tedy nejedná o žádnou vytvářenou „pseudo“ geometrii jako je tomu např. u offset mappingu (z 2D textury se simuluje plastický 3D povrch), ale jde skutečně o vytváření komplexnějších modelů ze standardních modelů o nízkém počtu polygonů. Zjednodušeně lze říci, že platí pravidlo, čím větší je počet polygonů daného modelu, tím je objekt detailnější.
Teselace je tedy proces, kdy vznikají komplexní modely z jednoduchých a to vše bez zásadních vlivů na výkon nebo zatížení celého GPU. Vezměme si například model o velikosti cca 40 kB tvořený přibližně 2500 polygony, který je velmi snadné a nenáročné pro dnešní grafické čipy renderovat. Pokud bychom chtěli opravdu detailní model s 1 milionem polygonů, který by poskytl patřičné detaily, museli bychom pro takový model alokovat z paměti akcelerátoru několik desítek megabytů paměti, což samozřejmě není reálné, protože podobných modelů se ve scénách objevuje i několik desítek. Kromě nároků na paměť by zpracování několika takových modelů naše GPU totálně vytížilo, a tak bylo třeba hledat alternativní cesty.
Pokud budeme pokračovat ve výše uvedeném příkladu, ale využijeme teselace, dosáhneme kýženého výsledku, kdy jednoduchý model bude vypadat téměř identicky jako náročný model s 1 milionem polygonů, ale nároky na paměť zůstanou v desítkách kB. Rychlost renderování samozřejmě nezůstane zcela stejná, ale výkonnostní propad je spíše v desítkách procent (typicky 20-50%) než v případě náročných modelů, které bychom rozumným způsobem na současném hardware pravděpodobně nerozpohybovali.
Elegantní a účel to velmi dobře splní. Je jasné, že tato technika je prozatím v plenkách a hned se dech beroucích detailů nedočkáme. Technologická dema jako je Stone Giant nás ale zmlsala, a tak očekáváme podobná kouzla i v současných hrách.
DirectX 11 podporuje a nařizuje, aby veškeré čipy kompatibilní s tímto novým rozhraním, měly hardwarový teselátor, který bude komplexnější geometrii počítat. Nvidia tedy jen velmi těžko mohla nějakým způsobem obcházet, jakým způsobem se to bude dělat, aby si zachovala kompatibilitu s DirectX 11. AMD se svými čipy ATI řeší potřebu teselátoru dle specifikací, jaké jim Microsoft nadiktoval. Nvidia obešla podmínky DirectX 11 a přišla s podstatně výkonnějším a komplexnějším Polymorph Engine. Z předchozích testů je více než jasné, že Nvidia má v tomto ohledu značně navrch v některých titulech při specifickém nastavení.
Jak ale teselace ovlivňuje kvalitu zobrazení v samotných hrách? Princip této technologie spočívá ve vytváření nové geometrie, respektive ve vytváření menších polygonů ze standardní polygonální sítě. Prakticky se tedy nejedná o žádnou vytvářenou „pseudo“ geometrii jako je tomu např. u offset mappingu (z 2D textury se simuluje plastický 3D povrch), ale jde skutečně o vytváření komplexnějších modelů ze standardních modelů o nízkém počtu polygonů. Zjednodušeně lze říci, že platí pravidlo, čím větší je počet polygonů daného modelu, tím je objekt detailnější.
Teselace je tedy proces, kdy vznikají komplexní modely z jednoduchých a to vše bez zásadních vlivů na výkon nebo zatížení celého GPU. Vezměme si například model o velikosti cca 40 kB tvořený přibližně 2500 polygony, který je velmi snadné a nenáročné pro dnešní grafické čipy renderovat. Pokud bychom chtěli opravdu detailní model s 1 milionem polygonů, který by poskytl patřičné detaily, museli bychom pro takový model alokovat z paměti akcelerátoru několik desítek megabytů paměti, což samozřejmě není reálné, protože podobných modelů se ve scénách objevuje i několik desítek. Kromě nároků na paměť by zpracování několika takových modelů naše GPU totálně vytížilo, a tak bylo třeba hledat alternativní cesty.
Pokud budeme pokračovat ve výše uvedeném příkladu, ale využijeme teselace, dosáhneme kýženého výsledku, kdy jednoduchý model bude vypadat téměř identicky jako náročný model s 1 milionem polygonů, ale nároky na paměť zůstanou v desítkách kB. Rychlost renderování samozřejmě nezůstane zcela stejná, ale výkonnostní propad je spíše v desítkách procent (typicky 20-50%) než v případě náročných modelů, které bychom rozumným způsobem na současném hardware pravděpodobně nerozpohybovali.
Elegantní a účel to velmi dobře splní. Je jasné, že tato technika je prozatím v plenkách a hned se dech beroucích detailů nedočkáme. Technologická dema jako je Stone Giant nás ale zmlsala, a tak očekáváme podobná kouzla i v současných hrách.
.webp)
