Что такое оптимизация шейдеров

Гайд по оптимизации Horizon Zero Dawn — Как повысить фпс

Horizon Zero Dawn после нескольких лет эксклюзивности для PlayStation 4, наконец, вышла на ПК. Но многие геймеры, ожидавшие увидеть всю красоту невероятного мира игры на новой, более мощной платформе, были разочарованы – игра достаточно плохо оптимизирована, и проблемы с быстродействием встречаются даже на мощном железе. К счастью, есть ряд проверенных способов по крайней мере попытаться все исправить. О них и будет этот гайд.

Обновите драйвер видеокарты

Это в принципе первое, что нужно сделать. Многие боятся, что обновление может наоборот, негативно повлиять на производительность видеокарты, но уже давно доказано, что эти опасения не имеют под собой никаких оснований

Файл шейдеров

Если игра вылетает, откройте следующую папку:

C:Program Files (x86)SteamsteamappscommonHorizon Zero DawnLocalCacheDX12

И просто удалите файл PSOCache.bin.

Это файл шейдеров, который скачивается при запуске игры. Не нужно многозадачности. Пусть он мирно загрузится и оптимизирует игру. Кроме того, убедитесь, что у вас есть как минимум 80 Гб свободного места на диске, где установлена игра. Просто поверьте — это нужно.

Оптимизация Windows

Там вы найдете раздел Клипы и отключите Запись в фоновом режиме.

Затем найдите переключатель Меню игры и переведите его в положение Откл.

Оверлей

Убедитесь, что вы отключили функцию оверлея во всех возможных приложениях. Nvidia Geforce Experience, OBS, Game Capture, Discord и так далее. Все это вызывает тормоза. Если не в этой игре, так в другой. Как их отключить можно легко найти в Google.

Свойства приложения

Найдите в папке установки игры файл HorizonZeroDawn.exe:

Снова кликните на файле правой кнопкой и выберите Свойства. На вкладке Совместимость установите параметр Отключить оптимизацию во весь экран.

• Установите Запускать эту программу от имени администратора

• Нажмите кнопку Изменить параметры высокого DPI и в открывшемся окне установите Переопределите режим масштабирования высокого разрешения, а в выпадающем меню Масштабирования выполняется выберите Приложение.

Панель управления Nvidia

Теперь поговорим об анизотропной фильтрации. В игре она не работает – придется ее заставить:

• Найдите или добавьте Horizon. Затем найдите параметр Анизотропная фильтрация. Если у вас мощная видеокарта, можете поставить значение 16x, если 960 и ниже – не больше 8x.

В разделе Регулировка параметров изображения с просмотром переведите движок Пользовательские настройки с упором на в положение Производительность. Также вы можете включить повышение четкости изображения, если играете на разрешении ниже, чем штатное разрешение вашего монитора. Картинка может действительно стать более четкой, но никаких гарантий нет.

Внутриигровые настройки

Откройте вкладку Видеонастройки и убедитесь, что разрешение соответствует штатному разрешению вашего монитора, а режим дисплея установлен полноэкранный. В нем производительность будет выше на 5-6%. Частоту обновления выставлять бесполезно — стабильных 144 кадров в секунду вы не получите, пока не будет патча. Некоторые также сообщали, что быстродействие повышается при отключении вертикальной синхронизации.

Теперь откройте настройки Графики. Здесь очень важна видеокарта. Первое, что нужно сделать – отключить Эффект скорости. Как вы вообще живете, если до сих пор этого не сделали?

Теперь к более серьезным вопросам. Если у вас 8 Гб видеопамяти, качество Текстур можно поставить Максимальным. Если 6 Гб – Высокое, 4 Гб – Среднее или Низкое. Значения от Среднего до Максимального визуально почти не отличаются, а вот Низкое заметно сразу. Игра выглядит просто ужасно, проще сразу ее удалить.

То же самое справедливо для Качества моделей. Если видеопамяти 8 Гб – Максимальное, 6 Гб – Высокое, 4 Гб – Среднее или Низкое. Анизотропная фильтрация в игре не работает.

Тени могут дать ощутимый прирост частоты кадров. Поэтому если у вас не самая мощная видеокарта, их лучше отключить. В целом этот параметр выбирается в соответствии с производительностью видеокарты, а различия в быстродействии между двумя соседними значениями достигают 5%.

Если снизить качество Отражений с высокого на низкий, можно получить прирост в 10-15 кадров в секунду. Для Облаков можно выставить средний уровень. Сглаживание нужно отключить, если у вас слабая видеокарта. При GTX 960 или эквивалентной можно поставить TAA, FXAA слишком сильно бьет по быстродействию.

Источник

Что такое шейдеры? Просто о сложном для начинающих

«Что такое шейдеры?» – очень частый вопрос любопытных игроков и начинающих игровых разработчиков. В этой статье доходчиво и понятно об этих страшных шейдерах расскажу.

Двигателем прогресса в сторону фотореалистичности картинки в компьютерной графике я считаю именно компьютерные игры, поэтому давайте именно в разрезе видео-игр и поговорим о том, что такое “шейдеры”.

До того, как появились первые графические ускорители, всю работу по отрисовке кадров видеоигры выполнял бедняга центральный процессор.

Так вот, центральный процессор (CPU – Central Processing Unit) слишком умный парень, чтобы заставлять его заниматься такой рутиной. Вместо этого логично выделить какой-то аппаратный модуль, который разгрузит CPU, чтобы тот смог заниматься более важным интеллектуальным трудом.

Таким аппаратным модулем стал – графический ускоритель или видеокарта (GPU – Graphics Processing Unit). Теперь CPU подготавливает данные и загружает рутинной работой коллегу. Учитывая, что GPU сейчас это не просто один коллега, это толпа миньонов-ядер, то он с такой работой справляется на раз.

Но мы пока не получили ответа на главный вопрос: Что такое шейдеры? Подождите, я подвожу к этому.

Хорошая, интересная и близкая к фото-реализму графика, требовала от разработчиков видеокарт реализовывать многие алгоритмы на аппаратном уровне. Тени, свет, блики и так далее. Такой подход – с реализацией алгоритмов аппаратно называется “Фиксированный пайплайн или конвейер” и там где требуется качественная графика он теперь не встречается. Его место занял “Программируемый пайплайн”.

Запросы игроков “давайте, завозите хороший графоний! удивляйте!”, толкали разработчиков игр (и производителей видеокарт соответственно) все к более и более сложным алгоритмам. Пока в какой-то момент зашитых аппаратных алгоритмов им стало слишком мало.

Наступило время видеокартам стать более интеллектуальными. Было принято решение позволить разработчикам программировать блоки графического процессора в произвольные конвейеры, реализующие разные алгоритмы. То есть разработчики игр, графические программисты отныне смогли писать программы для видеокарточек.

И вот, наконец, мы дошли до ответа на наш главный вопрос.

“Что такое шейдеры?”

Ше́йдер (англ. shader — затеняющая программа) — это программа для видеокарточки, которая используется в трёхмерной графике для определения окончательных параметров объекта или изображения, может включать в себя описание поглощения и рассеяния света, наложения текстуры, отражения и преломление, затенение, смещение поверхности и множество других параметров.

Графический пайплайн

Преимущество программируемого конвейера перед его предшественником в том, что теперь программистам можно создавать свои алгоритмы самостоятельно, а не пользоваться зашитым аппаратно набором опций.

Сначала видеокарты оснастили несколькими специализированными процессорами, поддерживающими разные наборы инструкций. Шейдеры делили на три типа в зависимости от того, какой процессор будет их исполнять. Но затем видеокарты стали оснащать универсальными процессорами, поддерживающими наборы инструкций всех трёх типов шейдеров. Деление шейдеров на типы сохранилось для описания назначения шейдера.

Помимо графических задач с такими интеллектуальными видеокартами появилась возможность выполнения на GPU вычислений общего назначения (не связанных с компьютерной графикой).

Впервые полноценная поддержка шейдеров появилась в видеокартах серии GeForce 3, но зачатки были реализованы ещё в GeForce256 (в виде Register Combiners).

Виды шейдеров

В зависимости от стадии конвейера шейдеры делятся на несколько типов: вершинный, фрагментный (пиксельный) и геометрический. А в новейших типах конвейеров есть еще шейдеры тесселяции. Подробно обсуждать графический конвейер мы не будем, я все думаю не написать ли об этом отдельную статью, для тех кто решит заняться изучением шейдеров и программирования графики. Напишите в комментариях если Вам интересно, я буду знать, стоит ли тратить время.

Вершинный шейдер

Вершинными шейдерами делают анимации персонажей, травы, деревьев, создают волны на воде и многие другие штуки. В вершинном шейдере программисту доступны данные, связанные с вершинами например: координаты вершины в пространстве, её текстурные координатами, её цвет и вектор нормали.

Геометрический шейдер

Геометрические шейдеры способны создавать новую геометрию, и могут использоваться для создания частиц, изменения детализации модели «на лету», создание силуэтов и т.п. В отличие от предыдущего вершинного, способны обработать не только одну вершину, но и целый примитив. Примитивом может быть отрезок (две вершины) и треугольник (три вершины), а при наличии информации о смежных вершинах (англ. adjacency) для треугольного примитива может быть обработано до шести вершин.

Пиксельный шейдер

Пиксельными шейдерами выполняют наложение текстур, освещение, и разные текстурные эффекты, такие как отражение, преломление, туман, Bump Mapping и пр. Пиксельные шейдеры также используются для пост-эффектов.

Пиксельный шейдер работает с фрагментами растрового изображения и с текстурами — обрабатывает данные, связанные с пикселями (например, цвет, глубина, текстурные координаты). Пиксельный шейдер используется на последней стадии графического конвейера для формирования фрагмента изображения.

На чем пишут шейдеры?

Изначально шейдеры можно было писать на assembler-like языке, но позже появились шейдерные языки высокого уровня, похожие на язык С, такие как: Cg, GLSL и HLSL.

Такие языки намного проще чем C, ведь задачи решаемые с их помощью, гораздо проще. Система типов в таких языках отражает нужды программистов графики. Поэтому они предоставляют программисту специальные типы данных: матрицы, семплеры, векторы и тп.

RenderMan

Все что мы обсудили выше относится к realtime графике. Но существуют non-realtime графика. В чем разница – realtime – реальное время, тоесть здесь и сейчас – давать 60 кадров в секунду в игре, это процесс реального времени. А вот рендерить комплексный кадр для ультрасовременной анимации по несколько минут это non-realtime. Суть во времени.

Например, графику такого качества как в последних мультипликационных фильмах студии Pixar получить в реальном времени мы сейчас получить не можем. Очень большие рендер-фермы обсчитывают симуляции света по совсем другим алгоритмам, очень затратным, но дающим почти фотореалистичные картинки.

Супер-реалистичная графика в Sand piper

Например, посмотрите, на вот этот милый мультфильм, песчинки, перышки птички, волны, все выглядит невероятно реальным.

*Видео могут забанить на Youtube, если оно не открывается, погуглите pixar sandpiper – короткометражный мультфильм про храброго песочника очень милый и пушистый. Умилит и продемонстрирует насколько крутой может быть компьютерная графика.

Так вот это RenderMan от фирмы Pixar. Он стал первым языком программирования шейдеров. API RenderMan является фактическим стандартом для профессионального рендеринга, используется во всех работах студии Pixar и не только их.

Полезная информация

Теперь Вы знаете что такое шейдеры, но помимо шейдеров, есть другие очень интересные темы в разработке игр и компьютерной графике, которые наверняка Вас заинтересуют:

Если остались вопросы

Как обычно, если у Вас остались какие-то вопросы, задавайте их в комментариях, я всегда отвечу. За любое доброе слово или правку ошибок я буду очень признателен.

Источник

Что такое оптимизация шейдеров

Это вторая часть нашего гайда. Первая, где собраны основные настройки вроде разрешения, качества текстур и теней, вы можете прочитать по ссылке.

Качество освещения (Lightning Quality)

То, насколько правдоподобно симулируется освещение в игре. Если это единственный подобный параметр в игре, то именно в эту настройку заложили уйму других, будь-то и объемный свет, и рассеивание лучей, и отражения, а иногда даже глобальное затенение. Освещение — это, пожалуй, вообще едва ли не самое основное из всего, что влияет на красоту картинки: оно делает ее объемной, натуралистичной, правдоподобной. Но и ресурсов все это дело «кушает» тоже немало. Именно поэтому, например, Nvidia так расхваливает свои новые RTX-видеокарты — они изначально разработаны под Ray Tracing — метод рендеринга, предполагающий правдоподобную симуляцию каждого луча.

Влияние на производительность

Зависит от движка, но почти во всех современных играх — очень сильное. Симулировать свет — это очень непросто, так что врубайте «ультра» только если у вас действительно мощная видеокарта.

Качество эффектов (Effects Quality)

Влияние на производительность

Тоже зависит от игры, чаще всего не особенно высокое. Но чем выше этот параметр, тем сильнее будет нагружаться ваша видеокарта в загруженных сценах, например, при масштабных перестрелках. Так что если игра начинает «подлагивать» в особо динамичные моменты, можно попробовать поиграться с этим ползунком, прежде чем снижать, например.

…Качество шейдеров (Shader Quality)

Шейдеры — это специальные программы для вашей видеокарты, исполняемые ее процессором. Грубо говоря, это такие «инструкции» от игры вашей GPU, по которым та понимает, как именно нужно отрисовывать тот или иной эффект. Чаще всего шейдеры используются для улучшения освещения, затенения, создания эффектов преломления лучей в воде (помните, как взрывала мозг та самая «шейдерная водичка из Half-Life 2: Lost Coast?), отражений, рассеиваний и так далее. Так что да, эта опция работает в тандеме с другими параметрами: качеством освещения и качеством теней. Существует три вида шейдеров: вершинные, геометрические и пиксельные, но игры, где можно отрегулировать качество каждого из них отдельно, встречаются невероятно редко.

Соответственно, чем выше качество шейдеров, тем лучше описанные выше эффекты, красивее тени и свет, реалистичнее геометрия — и тем сильнее нагрузка на видеокарту. Именно на видеокарту — потому что шейдеры считаются только GPU.

Влияние на производительность

Чаще всего — высокое. Например, в GTA V это один из самых «тяжелых» параметров в игре — снизив качество шейдеров с «Ультра» на средниее значение, вы получите прирост больше, чем в 15 FPS. Но бывает и так, что снижение этого параметра почти ничего не дает, как, например, в Mass Effect Anromeda.

Источник

Оптимизация шейдеров HLSL

В этом разделе описываются стратегии общего назначения, которые можно использовать для оптимизации шейдеров. Эти стратегии можно применять к шейдерам, написанным на любом языке, на любой платформе.

Узнайте, где выполнять вычисления шейдера

Шейдеры вершин выполняют операции, которые включают выборку вершин и выполнение преобразования матрицы в данные вершин. Как правило, шейдеры вершин выполняются один раз для каждой вершины.

Шейдеры пикселей выполняют операции, которые включают выборку данных текстуры и выполнение вычислений освещения. Как правило, шейдеры пикселей выполняются один раз на пиксель для определенного фрагмента геометрии.

Обычно в пикселях нумеруются вершины в сцене, поэтому шейдеры пикселей выполняются чаще, чем шейдеры вершин.

При проектировании алгоритмов шейдера необходимо учитывать следующее.

Пропустить ненужные инструкции

В HLSL Динамическое ветвление позволяет ограничить количество выполняемых инструкций. Таким образом, Динамическое ветвление помогает ускорить выполнение шейдера. Если геометрия или Пиксели не отображаются, используйте динамическое ветвление для выхода из шейдера или для ограничения инструкций. Например, если пиксел не горит, то нет никакой точки в исполнении алгоритма освещения.

В следующей таблице перечислены случаи, когда можно проверить условия в шейдере и использовать динамическое ветвление для пропуска ненужных инструкций. Таблица не является исчерпывающей. Вместо этого он предназначен для предоставления идей по оптимизации кода.

Переменные Pack и Интерполантс

Учитывать пространство, необходимое для данных шейдера. Упаковать как можно больше информации в переменную или интерполант. Иногда сведения из двух переменных можно упаковывать в область памяти одной переменной.

Уменьшение сложности шейдера

Старайтесь не усложнять шейдеры. Как правило, шейдеры с меньшим количеством инструкций выполняются быстрее, чем шейдеры с дополнительными инструкциями. Также проще выполнять отладку и оптимизацию небольших, менее сложных шейдеров.

Источник

Шейдеры. Или почему мир игр стал визуально так похож на наш!

Всем привет! Так как я поставила себе цель когда-нибудь выпустить блог о том, какие технологии улучшения трехмерной графики применяются в топовых играх в последнее время, то я решила сначала разобраться в том, как за последнее время плотного использования трехмерной графики в видеоиграх она вообще достигла таких высот. Или проще говоря засчет чего это происходит, что отвечает за детализацию изображений, которое мы видим на своих экранах, запуская очередную любимую игру.

Всем нам нравится, когда в играх реалистичные пейзажи: красиво переливающиеся блики солнца на водной глади, движения каждого листочка на ветке во время ветра, волосы персонажей выглядят лучше, чем у тебя и много другое. В общем все, что нас так притягивает в современных играх не взялось из неоткуда(ежу понятно). Так кто же «виновник торжества»

Может кто-то уже и догадался по названию поста(глупый вопрос, конечно, там ж написано), речь пойдет о шейдерах. Что это, для чего и почему. Постараюсь разложить все по полочкам. Начнем:)

Что вообще такое эти самые шейдеры. Шейдеры — это программки, которые исполняются на видеокарте и описывают эффекты, методы обработки и прорисовки графики. Изначально GPU преимущественно обрабатывали 2D графику. В это время появляются так называемые акселераторы(ускорители). Они берут на себя часть операций, связанную с обработкой графических данных, сами прорисовывают каждый пиксель и определяю его цвет. Все это использовали видеокарты NVIDIA Riva128 и 3Dfx Voodoo. Эти карты брадли на себя только такие задачи как текстурирование и закраску, все остальное выполнял СPU. Естественно картинка была соответствующей. Подумайте сами, процессор и так загружен другими системными задачами, а тут еще ему и графические данные прорисовывать приходится, которые, по сравнению с арифметическими расчетами, просто звери.

Но в те времена этого было достаточно конечному пользователю. Далее начали применяться графические библиотеки такие как Open Gl, Direct 3d. Они снимали с CPU значительную часть нагрузки и брали на себя. Теперь видеокарта строила сцену с нуля. Производителям видеоигр в те времена такое решение было удобно. Все применяемые в тех играх эффекты были уже аппаратно встроены в видеокарты. Их было достаточно для игр того поколения. Но ничего не стоит на месте, разработчики видеоигр стремились вырваться вперед по сравнению с конкурентами и появилась потребность как-то улучшать имеющиеся эффекты 3D графики. Тогда то и появилась проблема — для того, чтоб апгрейдить какой-то эффект, разработчикам видеоигр приходилось подождать годик, чтоб вышла видеокарта, поддерживающая данный эффект. Что было и дорого и длительно по времени. Тогда — то и появились шейдеры. Так началась новая эра развития трехмерной графики в игровой индустрии.

Теперь пробежимся коротенько по видам шейдера дабы лучше понять их применение.
Вершинные шейдеры. Из назавания понятно, что они оперируют с вершинами(координаты вершин, текстурные координаты) Сопоставляют координаты вершин объекта и координаты вершин текстуры. Следовательно, они отвечают за любое трансформирование картинки. Например, колышащиеся деревья и трава на ветру, лицевая анимация и динамично перемещающийся свет.

Пиксельные шейдеры или геометрические. В отличие от вершинных, геометрические шейдеры оперируют на уровне примитивов. Проще говоря, они делят изображение на примитивы(точки, отрезки, треугольники) и работают с каждым в отдельности. Сглаживают, освещают, анимируют, добавляют эффекты HDR и Motion Blur. Главное назначение пиксельных шейдеров заключается в комплексном смешивании текстур, просчете освещенности и оптических свойств моделей, постобработке кадра. В общем, почти все, что мы видим в современных играх, — плод трудов пиксельных шейдеров!

Естественно, как вы навреное уже поняли, шейдеры пишутся игровыми программистами. С развитием трехмерной графики, написание шейдеров усложняется. Раньше они вообще состояли из небольшого куска кода на ассемблероподобном языке, а сейчас же существует несколько шейдерных языков, которые ориентированые на достижение максимального качества визуализации. Ни одна современня игра не обходится без шейдеров, если вы видите потрясную картинку с ослепительным эффектом, то знайте, это все работа шейдеров. Без них мы бы до сих пор играли в игры типо первых Quake, Doom, Unreal. Так же необходимо отметить, что современные игры сочетают в себе много шейдеров одновременно, которые выполняются параллельно вашей видеокартой.

Однако, но хоть шейдеры — это программы, их количество напрямую связано с качеством вашей видеокарты. Их количество настроено изначально на заводе-производителе и самому изменить это параметр невозможно. Хотя, обладателям консолей не стоит этого бояться т.к игры изначально оптимизируют под консоли и она в любом случае пойдет на приемлемом качестве. И как раз из-за шейдеров обладателям ПК приходится сверять системные характеристики и постоянно увеличивать мощность своего компьютера. Так же нужно помнить, что всего хорошего должно быть в меру. Программист, который разрабатывает шейдеры должен четко понимать что, где и как шейдер должен делать. Иначе получится полная ж… иными словами переизбыток шейдеров ничего хорошего не сулит!

И под конец хочу сказать, что без шейдеров не было бы ничего из того, что мы сейчас имеем. Шейдеры — это мощное средство для реализации достижений сложной трехмерной графики. Чем сложнее эффекты, тем прокаченней и больше по количеству нужно шейдеров. И… у меня плохо с заключением… и если вы еще до сих пор не поняли что такое шейдеры, то сходите съешьте шоколадку и прочитайте этот пост еще раз:) Спасибо за прочтение!

Эй-эй, это между прочим пример сглаживания!)

Источник