Графические технологии NVIDIA в обновленной версии Fallout 4

Недавно ролевая игра Fallout 4 обновилась до версии 1.3. Обновление принесло новые эффекты с использованием графических технологий NVIDIA GameWorks. Они дополнили технологию объемного освещения NVIDIA, которая использовалась в игре с самого начала. В итоге решено расширить наше большое руководство по графическим настройкам Fallout 4, посвятить отдельную статью технологиям NVIDIA и их влиянию на картинку в Fallout 4.

Будет проведено наглядное визуальное сравнение со скриншотами и видео, проведено тестирование в разных режимах. По итогам можно будет оценить преимущества графических технологий NVIDIA и их влияние на производительность. Предварительно нужно сказать, что игра по умолчанию использует только технологию NVIDIA Volumetric Lighting для воссоздания объемного освещения. В меню этому соответствует пункт «Детализация солнечных лучей». И даже при выборе Ultra-профиля изображения лучи устанавливаются в положение высокого качества. Активация Ultra-качества лучей требует ручного вмешательства в дополнительные параметры. Продвинутый режим глобального затенения HBAO+ и осколки от выстрелов активируются тоже выступают в качестве дополнительных возможностей, которые вы включаете при ручном изменении параметров.

Тестирование проводилось на видеокарте GeForce GTX 960 2GB, частоты которой подгонялись под рекомендованный уровень, а максимальный Boost ограничивался значением в 1270 МГц. Полное описание всей конфигурации ПК ниже.

Тестовый стенд

• процессор: Intel Core i7-3930K @4,4 ГГц
• материнская плата: ASUS Rampage IV Formula
• память: Kingston KHX2133C11D3K4/16GX, 1866 МГц, 4x4 ГБ
• видеокарта: GeForce GTX 960 2GB
• жесткий диск: Hitachi HDS721010CLA332, 1 TБ
• блок питания: Seasonic SS-750KM
• операционная система: Windows 7 Ultimate SP1 x64
• драйвер GeForce: NVIDIA GeForce 361.75

Использовалась наша стандартная тестовая сцена, на базе которой проводились все прошлые тестирования в Fallout 4. Это небольшая пробежка по дороге от бункера через поселение и дикую местность в начале игры. Совершалось 7 повторов для каждого тестового режима. Снято ограничение в 60 fps через правку Fallout4Prefs.ini.

За основу выбран профиль настроек Ultra при разрешении 1920x1080. Сглаживание изменено на FXAA, оно дает картинку четче TAA, что важно для визуального сравнения мелких графических деталей.

NVIDIA Volumetric Lighting

Эта технология не относится к пакету технологий GameWorks. Но над освещением в Fallout 4 разработчики работали совместно со специалистами NVIDIA, о чем было официально заявлено еще до выхода игра. Результатом этом работы стали объемные лучи света, которыми мы можем насладиться в игре. Качество реализации этого эффекта зависит от параметра детализации солнечных лучей (Godrays Quality).

Сравним изображение в простом режиме и с разным качеством лучей.

Лучи сразу делают картинку какой-то более насыщенной. Кроме появления самих лучей появляется ощущение объемного плотного света, который бьет в глаза и частично слепит наблюдателя. Это выглядит реалистичнее того, что мы наблюдаем на первом скриншоте, да и просто красивее.

С увеличением качества лучей повышается их плотность и количество. Между низким и средним качеством явных визуальных различий нет. Наилучшее разделение на отдельные лучики заметно в Ultra-режиме.

Технология Volumetric Lighting влияет не только на отображение лучей света. Сравним картинку в другой сцене, где не видно явных раздельных лучей.

Как видим, лучей вроде бы нет, но ощущение плотного слепящего света есть. Повышается интенсивность отражаемого поверхностью дороги света. Все это кардинально меняет восприятие, придает изображению Fallout 4 особой глубины. И, как мы не раз отмечали в других материалах, лучи света крайне позитивно сказываются на изображении, поэтому рекомендуем включать их даже на слабых видеокартах.

Теперь изучим влияние эффекта на общую производительность.

Качество лучей и объемного освещения сильно влияет на частоту кадров. Если заглянуть в наше полное исследование графических настроек, то вы увидите, что большинство параметров влияют не так заметно, как Godrays Quality. Самая большая разница между высоким и максимальным качеством — 14% по средней частоте кадров и почти 28% по минимальной. Меньше всего разница между низким и средним качеством. При этом включение даже самых простых лучей сразу снижает fps на 8% относительно режима без лучей. Не исключено, что на более слабых видеокартах это значение еще выше.

NVIDIA HBAO+

Эта специальная техника глобального затенения Ambient Occlusion служит альтернативой стандартному SSAO. Такое затенение учитывает влияние предметов друг на друга при формировании картины теней и помогает усилить тени в наиболее темных зонах. Это повышает достоверность общего затенения и усиливает ощущение объемного освещения. Собственно, в настройках Fallout 4 режимы затенения даже именуются как «Объемный свет».

Игра предлагает SSAO при выборе высокого или максимального качества, HBAO+ выступает в качестве дополнительной возможности. Сравним на примере разных игровых моментов их влияние на изображение. При загрузке трава и мелкие камни генерируются случайным образом, на них не обращаем внимание.

При HBAO+ на большой камень слева ложится легкая тень внизу, выступающие элементы на нем тоже обретают тень. Усиливаются темные зоны в расщелинах камней над ручьем, что позволяет лучше выделить эти неровности рельефа.

На второй паре скриншотов разница еще серьезнее, ведь с HBAO+ вся затененная сторона темнее, чем при SSAO. Но она не просто темнее. Наиболее темные зоны в районе стыка разных элементов здания, под вывеской, за вьюном на стене, за объектами внутри мастерской. Появляются тени от бордюра, даже меняется освещенность конусов — внизу они темнее. И хотя вся зона перед нами в тени, при HBAO+ разные объекты выделяются лучше, чем при SSAO, а общее изображение приобретает большую глубину.

Давайте взглянем на ночной город.

Обратите внимание внешние элементы зданий. HBAO+ помогает лучше выделить их благодаря дополнительному оттеснению всех выступающих элементов. На переднем плане появляется легкая тень у ограждений, бочек и баррикад. Второй скриншот насыщеннее, и вся сцена воспринимается живее.

Теперь посмотрим на результаты тестирования производительности.

Переход с SSAO на HBAO+ дает падение быстродействия на 10-13%.

NVIDIA Flex (Weapon Debris)

Последнее обновление добавило эффекты частиц при выстрелах, которые реализованы на базе технологии NVIDIA Flex. Обычно для реализации различных частиц и динамических сред используются разные методики просчета их свойств и взаимодействия. NVIDIA Flex предлагает унифицированную систему симуляции разных типов объектов на базе единой системы частиц, с помощью которой можно симулировать как взаимодействие предметов, так и жидких веществ. Об особенностях технологии расскажет нижнее видео.

NVIDIA Flex использует SDK PhysX, данная технология аппаратно поддерживается только графическими картами GeForce. Поэтому эффект осколков при выстрелах смогут задействовать только обладатели этих видеокарт, пользователям Radeon данный эффект не доступен.

В Fallout 4 на базе Flex реализованы частицы, которые разлетаются при стрельбе. Это щепки, которые отлетают от деревянных перекрытий, камни и комья земли при стрельбе по соответствующим поверхностям.

Ниже небольшой пример того, как это выглядит в простом режиме и при включении осколков (Weapon Debris).

Как видим, даже в простом режиме обрисовываются некоторые частички. С эффектами осколков их больше. И после стрельбы все эти частички остаются на земле и даже скатываются по наклонным поверхностям.

Поскольку во время нашего обычного тестирования нет стрельбы и какого-либо взаимодействия с окружением, вызывающего появление осколков, такое тестирование не имеет практического смысла. Но ради общего интереса мы провели сравнение fps во время простой прогулки до и после включения осколков.

Даже без явной реализации эффектов есть минимальное падение частоты кадров. Но главная наша задача — выяснить влияние эффекта осколков на производительность непосредственно во время стрельбы. Для ее выполнения проведено тестирование в других условиях. Персонаж вооружен миниганом и расстреливает всю полную обойму в поверхность дороги, провоцируя появление множественных осколков на дороге. Этот момент отображен в нашей общей видеодемонстрации эффектов Weapon Debris, которая приведена ниже. Вначале идет короткое сравнение на примере стрельбы из дробовика, а потом повторение тестовой последовательности без эффекта осколков и после их включения.

Игра предлагает несколько уровней реализации эффектов осколков. Кроме варианта без осколков доступно среднее, высокое и ультра-качество. По мере повышения качества увеличивается количество генерируемых осколков. Для лучшей наглядности мы провели наглядное сравнение в режиме без осколков, при среднем качестве осколков и при ультра-качестве.

Дополним приведенное видео скриншотами.

По умолчанию миниган оставляет лишь огромные дыры в дорожном покрытии. Включение эффекта Weapon Debris дополняет эту картину множественными осколками. И разница между средним и максимальным качеством эффекта вполне видна, в последнем случае осколков заметно больше.

Для сравнения производительности было проведено тестирование при всех доступных режимах качества осколков от выстрелов.

В нашем тесте включение осколков снижает производительность GeForce GTX 960 на 10-15%, наиболее сильно отражаясь на минимальном fps. Повышение качества эффекта слабо сказывается на дальнейшем снижении результатов, хотя средняя частота кадров продолжает понижаться.

Выводы

Благодаря сотрудничеству с NVIDIA разработчики Fallout 4 смогли значительно улучшить картинку в игре, сделав ее ярче и насыщеннее. Важную роль в общем восприятии играет система освещения с объемными лучами NVIDIA Volumetric Lighting. Это повышает реализм картинки в яркое время суток, закаты и рассветы намного красивее, усиливается ощущение объема у подсвеченного тумана. Качество детализации лучей света серьезно влияет на производительность. Но даже на слабых видеокартах не стоит отказываться от лучей, используйте хотя бы минимальное их качество. Обладатели топовых графических карт могут дополнительно включить максимальное качество лучей.

С обновлением 1.3 игра получила поддержку новых эффектов NVIDIA GameWorks. В дополнение к стандартному режиму затенения SSAO игроки теперь могут задействовать HBAO+. И второй вариант явно лучше, он усиливает оттенение деталей, позволяя выделить отдельные нюансы сложного ландшафта и элементы в затененной зоне. Рекомендуем активировать всем, кто хочет улучшить картинку в Fallout 4.

Второй новый эффект — осколки от выстрелов (Weapon Debris), которые реализованы на базе технологии NVIDIA Flex. Поле боя покрывается разными частичками и отлетающими от стен камушками, которые не исчезают, долго сохраняются на поверхности земли и реагируют на внешние воздействия. С такими эффектами перестрелки выглядят зрелищнее. Эффект доступен только на видеокартах GeForce. По результатам тестирования снижает общую производительность минимум на 10-15%. Но надо учитывать, что все будет зависеть от конкретных условий боя и общей сложности графической сцены. Чем активнее стрельба и ваши действия, тем больше осколков и серьезнее влияние на общую производительность. Поэтому в некоторых ситуациях вы можете получить и более серьезные просадки fps. Несколько уровней качества Weapon Debris позволяет подобрать тот режим, который будет комфортным для вашей системы.

По итогам всех тестов на базе GeForce GTX 960 ясно, что видеокарта неплохо справляется с новыми графическими эффектами по отдельности. Но если вы захотите получить максимум от графики, используя все новые возможности, то нужна видеокарта не слабее GeForce GTX 970. Для разрешений выше Full HD понадобятся топовые графические решения.

В дополнение к написанному приведем видео, в котором демонстрируются все рассмотренные эффекты.