Test : Variable Rate Shading, l’astuce pour gagner en performances dans les jeux

Une astuce intéressante…

La technologie VRS, pour Variable Rate Shading, est arrivée avec les GeForce RTX de NVIDIA, mais elle n’est pour l’instant appliquée que dans un seul jeu : Wolfenstein II. Déjà très performant sous l’API Vulkan, et historiquement développé sous l’égide des GPU AMD, ce jeu adopte finalement une techno NVIDIA dans une récente mise à jour. Nous avons testé cette techno, qui permettrait d’augmenter les performances de rendu dans les jeux, sans sacrifice visuel.

Notez qu’à l’origine, l’astuce fut trouvée chez Intel en 2014 sous le nom de « coarse pixel shading« . Une première application a mené au « foveated rendering » pour la VR, et NVIDIA en propose actuellement la version la plus avancée, l’appelant désormais Adaptive Shading.

En attente d’implémentation…

Nous avons déjà bien expliqué les principes du VRS dans notre présentation de l’architecture Turing. Cette techno est une évolution du Multi-Res Shading, apparu avec les GPU Pascal. Nous avions d’ailleurs testé cette première version dans Shadow Warrior II, un jeu (le seul ?) qui l’avait implémenté à l’époque. Espérons que Wolfenstein II ne soit pas non plus le seul jeu équipé de cette nouvelle technologie !

La techno VRS semble toutefois assez souple, et relativement facile à implémenter. Les développeurs de Battlefield V pourraient utiliser cette astuce pour améliorer les performances de rendu avec ray tracing, en faisant varier dynamiquement la résolution des reflets en ray tracing selon les parties de l’image.

Difficile à tester

Le Variable Rate Shading consiste à économiser des ressources GPU en effectuant un rendu moins précis des zones de l’image qui ne nécessitent pas un shading en définition native. Plusieurs cas de figure sont envisageables :

• La zone est peu détaillée à la base : une texture presque unie et lisse, ou une partie très sombre ou très brillante. Ce manque de différence de couleurs, de contraste et de luminosité permet de ne pas rendre la zone pixel par pixel, sans que le joueur le remarque.
• La zone est à la périphérie de l’image, et n’exige donc pas un rendu parfait, n’étant pas au centre de l’attention visuelle du joueur. C’est la logique classique du foveated rendering pour la réalité virtuelle, et pour la précédente techno Muti-Res Shading.
• La zone est en mouvement, induisant un effet de flou qui permet de réduire la définition de shading sans que l’oeil ne le remarque. La réduction de la qualité du rendu sera encore plus camouflée par les options de motion blur (flou de mouvement que nous évitons toutefois d’activer dans les jeux) et même par l’antialiasing temporel, qui a lui aussi tendance à flouter les arrêtes en mouvement.

Le VRS de NVIDIA va combiner les trois cas de figure pour économiser un maximum de ressource de shading au niveau du GPU, et ainsi augmenter les performances globales de rendu. L’un des effets sera notamment de rapprocher les nombres d’images d’images par seconde minimal, moyen et maximal, en distribuant une charge de rendu plus homogène parmi des scènes plus ou moins complexes.

Il nous a donc fallu tester Wolfenstein II dans une scène qui combine plusieurs moyens d’exploiter le VRS. Une scène plutôt sombre dans certains recoins, avec une partie du décors qui bouge. Mais il faut aussi savoir que le moindre mouvement de souris implique des pixels en mouvement, et va donc impliquer une réduction de la définition du shading, pour ainsi augmenter les performances. Nous avons donc testé la scène sans bouger, et en bougeant avec l’option Equilibré du VRS, qui permet de ne pas trop dégrader la qualité visuelle de l’image dans les cas extrêmes.