Gry w 4K: czego PC może nauczyć się od PlayStation 4 Pro?
Ultra HD ze średniej półki GPU.
Skalowanie szachownicowe i zwykłe, temporalne wygładzanie krawędzi, dynamiczna rozdzielczość. Bez owijania w bawełnę: gry na PS4 Pro, w których umiejętnie wykorzystano te techniki, wyglądają w 4K naprawdę imponująco - a to nie lada sztuka, biorąc pod uwagę fakt, że GPU z Pro trochę brakuje do kart graficznych ze średniej półki. A skoro tak, to pojawia się pytanie: co by było, gdybyśmy zastosowali wszystkie te rozwiązania na PC? Czy jest możliwe, by większa - dużo większa - grupa graczy uzyskała dostęp do rozgrywki w 4K?
Postawiliśmy sobie prosty cel: osiągnąć wydajność PS4 Pro na Nvidii GeForce GTX 1060, karcie wyróżniającej się świetnym stosunkiem jakości do ceny. Tak, wiemy, że nasze GPU jest potężniejsze od tego w konsoli Sony. Co więcej, by osiągnąć możliwie najlepsze rezultaty, zamierzamy wykorzystać wszystkie dostępne narzędzia, w tym te niedostępne na konsolach, jak podkręcanie. Warto jednak pamiętać, że w powszechnej opinii GTX 1060 jest zbyt słaby, żeby wyświetlić obraz w 4K. Postanowiliśmy sprawdzić, czy to prawda.
Techniki, o których mówimy, zniekształcają nieco rzeczywistość: wiele gier na PS4 Pro nie jest renderowanych w pełnym 4K, co oczywiście odbija się na jakości obrazu. Zasadnicze pytanie brzmi, czy gracz dostrzeże wyraźną różnicę podczas rozgrywki. Jeśli zestawimy ze sobą obraz w 1080p oraz materiał w Ultra HD, nikt nie powinien się pomylić. Wystarczy zajrzeć do naszej galerii (poniżej), by zauważyć, że obraz w niższej rozdzielczości jest mniej ostry. Jednak niezależnie od tego, czy mówimy o 27- lub 32-calowym monitorze komputera, czy dużym telewizorze UHD, na którym treści oglądamy z nieco większej odległości, sam fakt ogromnego zagęszczenia pikseli w każdym z tych przypadków zminimalizuje różnice.
I jeszcze jedna kwestia w bezpośredni sposób związana z obecnie stosowanymi technologiami wyświetlania. W LCD dla odświeżania ekranu używa się techniki „sample and hold” (układ próbkująco-podtrzymujący), która w dynamicznych scenach znacznie utrudnia odróżnienie rozdzielczości natywnej od podbitej. W materiałach dystrybuowanych do developerów Sony zaleca stosowanie rozdzielczości 1800p w sytuacji, gdy nie istnieje możliwość wyrenderowania obrazu w 4K. Efekty tego zabiegu w The Last of Us Remastered czy No Man's Sky faktycznie robią wrażenie i stanowią duży skok jakościowy względem 1440p.
Podsumowując, natywne 4K na pewno oferuje świetną ostrość, ale kiedy zabraliśmy się do liczenia pikseli na ekranie, okazało się, że „udawane” 4K z wykorzystaniem skalowania szachownicowego na PS4 Pro prezentuje się na screenach dużo lepiej niż sugerowałyby same liczby. W przypadku PC sprawa się komplikuje: poza full HD, wiele ekranów obsługuje tylko rozdzielczości 1440p oraz pełne 2160p, a z naszych testów wynika, że GPU ze średniej półki - jak GTX 1060 - najlepiej poradziłoby sobie właśnie z 1800p.
Jest też i dobra wiadomość: większość problemów da się obejść. W wielu tytułach deweloperzy zastosowali dynamiczną rozdzielczość, która świetnie sprawdza się przy super-samplingu i skalowaniu. Tak jest w silniku Frostbite - wbudowany suwak można przesunąć do poziomu 83 procent, dzięki czemu gra będzie renderowana w 1800p, a elementy HUD-a w pełnym 4K.
Na dobry początek zajęliśmy się Battlefieldem 1. Ustawiliśmy rozdzielczość na 4K i zaczęliśmy bawić się ustawieniami. Aby osiągnąć 60 klatek na sekundę, pozmienialiśmy różne opcje na „wysokie” i „średnie” z niewielką domieszką „ultra”. Najbardziej oberwało się efektom post-processingu i ustawieniom roślinności, które obniżyliśmy do „średnich”, podczas gdy jakość tekstur i filtrowanie zostawiliśmy na „ultra”. Człowiek ma czasami ochotę hurtowo obniżyć wszystkie ustawienia, aż uzyska zadowalającą płynność, ale niektóre opcje nie mają wpływu na rozdzielczość - mam tu na myśli choćby złożoność terenu i jakość tekstur.
Jak na razie nieźle, ale ze względu na wahania płynności animacji zdecydowaliśmy się przesunąć suwak do 80 procent, czyli do 3072 × 1728 pikseli, i użyć wygładzania krawędzi autorstwa DICE, jednej z najlepszych technik tego typu stosowanych obecnie w grach. Czytelnik może samemu ocenić efekty, przeglądając screeny w artykule. Naszą uwagę zwrócił fakt, że dzięki dodatkowej mocy GPU obraz jest bardziej wyraźny i szczegółowy niż na PS4 Pro (gdzie zastosowano wiele technik, których my nie mogliśmy użyć, jak dynamiczne skalowanie obrazu oraz skalowanie szachownicowe). To efekt wykorzystania GPU o większej mocy.
Nie da się ukryć, że GTX 1080 Ti poradziłby sobie z tym zadaniem lepiej, do tego na ustawieniach ultra, ale biorąc pod uwagę istotną różnicę ceny między obiema kartami, uzyskany efekt jest w pełni zadowalający, a na ekranie 4K różnice poniekąd się zacierają - co widać w poniższej galerii. Mocniejsze GPU na pewno nie zaszkodzi - GTX 1080p przy 83 proc. rozdzielczości (1800p) wyświetla obraz na ustawieniach ultra (z jednym wyjątkiem - post-processing, który pożera najwięcej zasobów, musieliśmy obniżyć do „średnich”). Ale efekt, który uzyskaliśmy, jest jeszcze bardziej zbliżony do 4K - wszystko dzięki technologii skalowania i wygładzaniu krawędzi od DICE oraz jakości ustawień „ultra”.
Na szczęście coraz więcej gier na PC korzysta z wbudowanego skalowania rozdzielczości, przy czym powinniśmy pamiętać, że nie dotyczy to wszystkich tytułów. W rozwiązaniu tego problemu mogłyby pomóc AMD i Nvidia. Karty obu firm obsługują supersampling i skalowanie w dół w postaci VSR i DSR - brakuje tylko skalowania dedykowanego ekranom 4K, a w szczególności obsługi nietypowych rozdzielczości (jak 1800p). Implementacja takiej funkcji nie powinna nastręczyć najmniejszych problemów, biorąc pod uwagę fakt, że już teraz możemy skorzystać z nieoficjalnych narzędzi: Custom Resolution Utility autorstwa ToastyX'a.
Jego program „wstrzykuje” nową, nieobsługiwaną przez monitor rozdzielczość. GPU od AMD i Nvidii zostały wyposażone w funkcję skalowania obrazu - wystarczy otworzyć panel sterowania i aktywować nową funkcjonalność. Gdyby nie ona, ekran nie wyświetliłby obrazu lub zobaczylibyśmy informację „nieobsługiwana rozdzielczość”. Po aktywacji nasza nietypowa rozdzielczość zostaje przeskalowana do 4K. To wyjątkowo użyteczne narzędzie, dzięki któremu - kosztem nieznacznego spadku jakości obrazu - możemy znacząco poprawić wydajność gry (pamiętajmy, że wiele zależy od rozdzielczości bazowej).
Na GTX 1060 taki Wiedźmin 3 będzie działał w minimum 30 klatkach na ustawieniach ultra (oczywiście wyłączamy HairWorks). Jeśli jednak pogrzebiemy w opcjach, możemy dobić do natywnego 4K30. Wiedźmin to zresztą bardzo ciekawy tytuł, w dość unikalny sposób wykorzystujący skalowanie GPU. Cechuje się dużą liczbę detali, wysokim kontrastem obrazu i średnim wygładzaniem krawędzi (które kojarzy nam się z FXAA albo jakąś bazującą na nim przeróbką). Oczywiście obraz po skalowaniu nie jest równie ostry, co w natywnej rozdzielczości, ale w ruchu nie rzuca się to aż tak bardzo w oczy, ze względu na duże zagęszczenie pikseli i zastosowanie techniki opartej na próbkowaniu i podtrzymaniu. Za to pod względem wydajności zwycięzca jest jeden - obniżając rozdzielczość z 4K do 1800p, uzyskujemy około 40 procent większą płynność.
Minusem tego rozwiązania jest fakt, że inaczej niż w przypadku natywnego skalowania rozdzielczości, tutaj skaluje się też interfejs i HUD. Nie wygląda to może idealnie, ale na kartach Nvidii efekt jest bardzo dobry. HUD w Wiedźminie 3 prezentuje się korzystnie, ale - co ważniejsze - to samo można powiedzieć o oprawie graficznej i nierzucającym na kolana wygładzaniu krawędzi.
Jak na razie wszystko wygląda dobrze. GTX 1060 to mocniejszy sprzęt niż GPU w PS4 Pro, a do tego pozwala na użycie analogicznych technik skalowania. Co więcej, mamy dostęp do tytułów stworzonych z myślą o podnoszeniu rozdzielczości. Wiedźmin 3 nie dostał łatki dla PS4 Pro, a wersję PC można podbić nawet powyżej 4K. Niemniej, PC ustępuje konsoli Sony w dwóch niezwykle istotnych kwestiach: skalowania dynamicznej rozdzielczości i w skalowaniu szachownicowym.
Krótkie objaśnienie: w przypadku skalowania szachownicowego deweloper tworzy bufor ramki w 1920 × 2160 i - korzystając z zaawansowanych technik - rozciąga obraz do 3840 × 2160. Co prawda towarzyszy temu efekt lekkiego zmiękczenia, ale nie zmienia to faktu, że gry pokroju Horizon Zero Dawn robią naprawdę ogromne wrażenie. Co więcej, technikę można połączyć ze zwykłym skalowaniem. W Watch Dogs 2 i Gran Turismo Sport rozdzielczość zostaje podbita do 1800p za pomocą „szachownicy”, a następnie konsola rozciąga obraz do pełnego 4K. I jakimś cudem to działa.
Niewiele tytułów na PC wykorzystuje „szachownicę”, ale jednym z najbardziej imponujących jest Watch Dogs 2 - Ubisoft wykonało naprawdę fantastyczną robotę. Choć na komputerach oszczędność wydajności nie jest równie duża, co na konsoli, nasze testy wykazały, że przy minimalnym obniżeniu jakości obrazu GPU zużywa 35 procent mniej mocy. W testach na PC wykorzystaliśmy technikę zastosowaną na Pro: podbiliśmy rozdzielczość do 1800p przy pomocy metody „temporal filtering”.
Co ciekawe, na ustawieniach ultra uzyskaliśmy płynność w granicach 35-45 klatek na sekundę. Obniżyliśmy ustawienia cieni do „bardzo wysokich” a odbić do „średnich” (Pro w ogóle ich nie wyświetla) oraz wyłączyliśmy efekt mgły. Naszemu CPU - Core i5 6500 - zostało jeszcze dość mocy, by podkręcić „dodatkowe szczegóły” do 50 procent. Gra już wtedy wyglądała świetnie, ale gdybyśmy jeszcze odrobinę pomajstrowali, zapewne udałoby nam się wycisnąć wyższą rozdzielczość przy zachowaniu analogicznej jakości obrazu i podobnej wydajności.
I właśnie to kochamy na PC - użytkownik ma pełną kontrolę nad ustawieniami i może dowolnie modyfikować je w zależności od własnych preferencji i możliwości sprzętu. A te 35 proc. oszczędności przy zastosowaniu skalowania szachownicowego to nie w kij dmuchał. Nasze benchmarki pokazują, że GTX 1070 jest o 35 proc. szybsze od GTX 1060. Innymi słowy, kiedy włączamy „szachownicę”, to trochę tak, jakbyśmy za cenę nieznacznego pogorszenia jakości obrazu wymienili sobie kartę graficzną. Zapas mocy oszczędzonej dzięki temporal filtering można wykorzystać do poprawienia efektów - na przykład odbić świetlnych - i/lub płynności animacji.
„Szachownica” okazała się bardzo efektywną techniką, ale dynamiczna rozdzielczość ma jeszcze większy potencjał i szkoda, że obsługuje ją tak mała liczba gier. Zwykle zmieniamy ustawienia pod kątem najbardziej obciążających momentów rozgrywki, by w ten sposób uzyskać możliwie najwyższą stabilną płynność w całej grze. Ale po co na stałe zmieniać ustawienia, które wpływają na warstwę wizualną, jeśli spadki płynności są sporadyczne?
Forza Motorsport na PC zgrabnie dopasowuje ustawienia do potrzeb wydajności, ale łatwiej byłoby chyba zmienić rozdzielczość. Mechanizm ten potwierdził swoją użyteczność w konsolowej wersji Battlefield 1 - niestety tytułach PC zbudowanych na silniku Frostbite już go nie uświadczymy. Na szczęście jest jeden tytuł, który wykorzystuje takie rozwiązanie: Titanfall 2.
Na naszym GTX 1060 ustawiliśmy rozdzielczość 1800p i dobraliśmy opcje w ten sposób, by gra przez większość czasu rozgrywki trzymała 60 klatek na sekundę. Nie było to szczególnie trudne zadanie. Wystarczyło - wzorem konsol - wyłączyć ambient occlusion i dostosować ustawienia cieni. Dzięki temu gra pracuje w 60 FPS, a płynność spada maksymalnie do 45-50 klatek na sekundę. Ten problem rozwiązuje natywny mechanizm dopasowywania rozdzielczości, który aktywowaliśmy. W najbardziej wymagających momentach obraz nieco traci na ostrości, ale to nie nowina, ponieważ już wcześniej efekt ten pojawiał się z winy zastosowanego przez twórców wygładzania krawędzi. W konsekwencji spadki rozdzielczości nie dają się we znaki tak bardzo, jak mogłoby się wydawać.
Zadowoleni z wyników testu, przeskoczyliśmy z 1800p na pełne 4K (przy zachowaniu tych samych ustawień). W mniej intensywnych momentach rozgrywki udało nam się sięgnąć powyżej 1800p, a w bardziej zasobożernych rozdzielczość spadła maksymalnie w okolice 1500p. Efekt może i nie jest najpiękniejszy, ale Titanfall 2 stawia przede wszystkim na płynność i minimalne opóźnienie, a gra i tak bardzo ładnie się prezentuje na ekranie 4K. Co ważniejsze, wrażenia z rozgrywki są bardziej pozytywne. Chcielibyśmy, aby więcej twórców implementowało dynamiczną rozdzielczość z gier konsolowych na PC.
Czas na podsumowanie. Nie da się ukryć, że w kwestii 4K komputery osobiste muszą się jeszcze sporo nauczyć od konsol, a w szczególności od PS4 Pro. Po pierwsze, kwestia stosunku jakości do ceny. Przyzwyczailiśmy się, że na komputerze wszystko musi być na „ultra”, bo inaczej gracz ma wrażenie, że coś traci. W rzeczywistości na najwyższych ustawieniach różnice się zacierają. Na konsolach układ opcji rzadko kiedy odpowiada sztywnym ustawieniom z peceta: deweloperzy stosują mieszankę niskich, średnich i wysokich. Zdarza się, że ultra z PC wyróżnia się jakością - tak jest w przypadku jakości podłoża w Battlefield 1 - ale często nie musimy podkręcać wszystkiego na maksimum, żeby gra pięknie się prezentowała w 4K. Z drugiej strony, niektóre ustawienia nie pożerają zasobów GPU niezależnie od rozdzielczości - zachęcamy do eksperymentów.
Po drugie, 4K. Oczywiście najlepszy efekt daje natywny rozmiar, ale jeśli mamy wrażenie, że jest szansa na poprawienie wydajności, warto pobawić się wbudowanymi narzędziami do skalowania rozdzielczości oraz CRU. Z dokumentów, do których dotarliśmy, wynika, że według Sony nie-natywne rozdzielczości w stylu 1800p bardzo dobrze prezentują się na ekranie 4K, co potwierdzają nasze testy na 32-calowym monitorze i 55-calowym OLEDzie. 1800p faktycznie spełnia swoje zadanie, ale mamy też inne opcje: 3456 × 1944 to 90 procent osi X oraz Y, obraz nadal wygląda świetnie, a my oszczędzamy moc obliczeniową, którą możemy przekierować na poprawienie wydajności. Dzięki CRU peceta można „zmusić” do wyświetlenia nietypowej rozdzielczości, ale nie zmienia to faktu, że bardzo pomogłyby oficjalne narzędzia obsługujące niepełne 4K, przygotowane przez AMD i Nvidię.
Co więcej, jest dość oczywiste, że na PS4 Pro wykorzystywane są też inne techniki, które chętnie zobaczylibyśmy na PC. Temporal filtering od Ubisoftu to pokaz możliwości „szachownicy” i równie dobrze sprawdziłoby się na komputerach. Microsoft i Sony szkolą deweloperów w kwestii implementacji skalowania szachownicowego na konsolach, a ta pierwsza firma nie ma nic przeciwko, by twórcy to rozwiązane wykorzystywali również na PC. Jednak aby tak się stało, ktoś - czyli AMD i Nvidia - musi przygotować narzędzia lub odpowiednio napisany kod.
Ze wszystkich technologii, które testowaliśmy na potrzeby niniejszego artykułu, największe wrażenie zrobiło na nas dynamiczne dopasowanie rozdzielczości w Titanfall 2 - to chyba najbardziej użyteczne narzędzie w rozgrywce na PC. Po co obniżać ustawienia z myślą o scenach, które dadzą się we znaki naszemu komputerowi, skoro gra może to zrobić za nas? Metoda sprawdza się najlepiej w wyższych rozdzielczościach, gdzie efekty jej działania są mniej zauważalne, ale równie korzystnie wygląda na ekranie 1080p - i wyręcza użytkownika w uciążliwym dziele równoważenia ustawień i wydajności.
Efekty zastosowania 4K na PlayStation 4 Pro różnią się w zależności od gry (i jak na nasz gust trochę za dużo tutaj tytułów wykorzystujących rozdzielczość 1440p), ale jeśli spojrzeć na absolutną czołówkę, to nie da się zaprzeczyć, że Sony spełniło daną obietnicę. Dobra wiadomość jest taka, że technologie, które tam zaimplementowano, sprawdziłyby się też na PC. Podobnie jak PS4 Pro, zwykła karta do 1080p - jak GTX 1060 - pozwoliłaby na wyświetlenie zadowalającego pod względem jakości obrazu na ekranie 4K, nawet jeśli będzie to tylko udawane 4K. Tak czy inaczej, im więcej opcji, tym lepiej, ponieważ gracz na PC będzie mógł dostosować rozgrywkę do własnych potrzeb. A to zawsze duży plus.