تحقيق صحفي: حيل ATi مع تحسين تصفية النسيج. الترشيح متباين الخواص. الاستخدام العملي للملحقات: الترشيح متباين الخواص

تستخدم الألعاب الحديثة المزيد والمزيد من التأثيرات والتقنيات الرسومية التي تعمل على تحسين الصورة. ومع ذلك، عادة لا يهتم المطورون بشرح ما يفعلونه بالضبط. عندما لا يكون لديك أقوى جهاز كمبيوتر، عليك التضحية ببعض القدرات. دعونا نحاول إلقاء نظرة على ما تعنيه خيارات الرسومات الأكثر شيوعًا لفهم كيفية تحرير موارد الكمبيوتر بشكل أفضل مع الحد الأدنى من التأثير على الرسومات.

الترشيح متباين الخواص

عندما يتم عرض أي نسيج على الشاشة ليس بحجمه الأصلي، فمن الضروري إدراج وحدات بكسل إضافية فيه أو، على العكس من ذلك، إزالة وحدات البكسل الإضافية. للقيام بذلك، يتم استخدام تقنية تسمى التصفية.

التصفية الثنائية هي أبسط خوارزمية وتتطلب طاقة حاسوبية أقل، ولكنها تنتج أيضًا أسوأ النتائج. تضيف الخطوط الثلاثية الوضوح، ولكنها لا تزال تولد القطع الأثرية. يعتبر الترشيح متباين الخواص الطريقة الأكثر تقدمًا لإزالة التشوهات الملحوظة على الكائنات التي تميل بشدة بالنسبة للكاميرا. على عكس الطريقتين السابقتين، نجح في مكافحة تأثير التدرج (عندما تكون بعض أجزاء النسيج غير واضحة أكثر من غيرها، ويصبح الحد بينها واضحًا). عند استخدام الترشيح ثنائي الخط أو ثلاثي الخطوط، يصبح النسيج ضبابيًا أكثر فأكثر مع زيادة المسافة، لكن الترشيح متباين الخواص ليس به هذا العيب.

نظرًا لكمية البيانات التي تتم معالجتها (وقد يكون هناك العديد من الأنسجة عالية الدقة 32 بت في المشهد)، فإن التصفية متباينة الخواص تتطلب جهدًا خاصًا. عرض النطاقذاكرة. يمكن تقليل حركة المرور بشكل أساسي من خلال ضغط النسيج، والذي يتم استخدامه الآن في كل مكان. في السابق، عندما لم يتم ممارسة ذلك كثيرًا، وكان إنتاجية ذاكرة الفيديو أقل بكثير، كان الترشيح متباين الخواص يقلل بشكل كبير من عدد الإطارات. على بطاقات الفيديو الحديثة، ليس لها أي تأثير تقريبًا على الإطارات في الثانية.

يحتوي الترشيح متباين الخواص على إعداد واحد فقط - عامل التصفية (2x، 4x، 8x، 16x). كلما كان أعلى، تبدو الأنسجة أكثر وضوحًا وطبيعية. عادةً، مع القيمة العالية، تكون القطع الأثرية الصغيرة مرئية فقط على وحدات البكسل الخارجية للأنسجة المائلة. عادة ما تكون قيم 4x و 8x كافية للتخلص من نصيب الأسد من التشويه البصري. ومن المثير للاهتمام أنه عند الانتقال من 8x إلى 16x، سيكون تدهور الأداء صغيرًا جدًا حتى من الناحية النظرية، نظرًا لأن معالجة إضافيةستكون هناك حاجة فقط لعدد صغير من وحدات البكسل التي لم تتم تصفيتها مسبقًا.

تظليل

التظليل عبارة عن برامج صغيرة يمكنها إجراء عمليات معالجة معينة مع مشهد ثلاثي الأبعاد، على سبيل المثال، تغيير الإضاءة وتطبيق الملمس وإضافة المعالجة اللاحقة وغيرها من التأثيرات.

تنقسم التظليلات إلى ثلاثة أنواع: تعمل تظليلات القمة بالإحداثيات، ويمكن للتظليلات الهندسية معالجة ليس فقط القمم الفردية، بل أيضًا القمم بأكملها أشكال هندسية، التي تتكون من 6 رؤوس كحد أقصى، تعمل البكسل (Pixel Shader) مع وحدات البكسل الفردية ومعلماتها.

تُستخدم التظليلات بشكل أساسي لإنشاء تأثيرات جديدة. وبدونها، تكون مجموعة العمليات التي يمكن للمطورين استخدامها في الألعاب محدودة للغاية. بمعنى آخر، أدت إضافة التظليل إلى الحصول على تأثيرات جديدة لم يتم تضمينها في بطاقة الفيديو بشكل افتراضي.

تعمل التظليلات بشكل منتج للغاية في الوضع المتوازي، ولهذا السبب تحتوي محولات الرسومات الحديثة على الكثير من معالجات الدفق، والتي تسمى أيضًا التظليل. على سبيل المثال، يحتوي GeForce GTX 580 على ما يصل إلى 512 منهم.

رسم خرائط المنظر

يعد رسم خرائط Parallax نسخة معدلة من تقنية Bumpmapping المعروفة، والتي تستخدم لإضافة راحة على الأنسجة. لا يؤدي تعيين المنظر إلى إنشاء كائنات ثلاثية الأبعاد بالمعنى المعتاد للكلمة. على سبيل المثال، ستظهر الأرضية أو الجدار في مشهد اللعبة خشنًا بينما تكون في الواقع مسطحة تمامًا. يتم تحقيق تأثير الإغاثة هنا فقط من خلال التلاعب بالأنسجة.

لا يجب أن يكون الكائن المصدر مسطحًا. تعمل الطريقة على كائنات اللعبة المختلفة، ولكن استخدامها مرغوب فيه فقط في الحالات التي يتغير فيها ارتفاع السطح بسلاسة. تتم معالجة التغييرات المفاجئة بشكل غير صحيح وتظهر القطع الأثرية على الكائن.

يعمل رسم خرائط المنظر على توفير موارد حوسبة الكمبيوتر بشكل كبير، لأنه عند استخدام كائنات تناظرية ذات بنية ثلاثية الأبعاد مفصلة بنفس القدر، فإن أداء محولات الفيديو لن يكون كافيًا لعرض المشاهد في الوقت الفعلي.

غالبًا ما يتم استخدام التأثير على الأرصفة الحجرية والجدران والطوب والبلاط.

مكافحة التعرج

قبل DirectX 8، كان يتم إجراء مكافحة التعرج في الألعاب باستخدام SuperSampling Anti-Aliasing (SSAA)، المعروف أيضًا باسم Full-Scene Anti-Aliasing (FSAA). أدى استخدامه إلى انخفاض كبير في الأداء، لذلك مع إصدار DX8 تم التخلي عنه على الفور واستبداله بـ Multisample Anti-Aliasing (MSAA). وعلى الرغم من أن هذه الطريقة أعطت نتائج أسوأ، إلا أنها كانت أكثر إنتاجية من سابقتها. منذ ذلك الحين، ظهرت خوارزميات أكثر تقدمًا، مثل CSAA.

بالنظر إلى أنه خلال السنوات القليلة الماضية، زاد أداء بطاقات الفيديو بشكل ملحوظ، وقد أعاد كل من AMD و NVIDIA مرة أخرى دعم تقنية SSAA إلى مسرعاتها. ومع ذلك، لن يكون من الممكن استخدامه حتى الآن في الألعاب الحديثة، نظرًا لأن عدد الإطارات/الإطارات سيكون منخفضًا جدًا. لن يكون SSAA فعالاً إلا في المشاريع من السنوات السابقة، أو في المشاريع الحالية، ولكن مع إعدادات متواضعة للمعلمات الرسومية الأخرى. قامت AMD بتنفيذ دعم SSAA لألعاب DX9 فقط، ولكن في NVIDIA SSAA تعمل أيضًا في وضعي DX10 وDX11.

مبدأ التجانس بسيط للغاية. قبل عرض الإطار على الشاشة، لا يتم حساب معلومات معينة بدقة أصلية، ولكن بدقة مكبرة ومضاعفات اثنين. ثم يتم تقليل النتيجة إلى الحجم المطلوب، ثم يصبح "السلم" على طول حواف الكائن أقل وضوحا. كلما ارتفعت الصورة الأصلية وعامل التجانس (2x، 4x، 8x، 16x، 32x)، قلّت عدم وضوح الصورة في النماذج. MSAA، على عكس FSAA، يعمل على تنعيم حواف الكائنات فقط، مما يوفر موارد بطاقة الفيديو بشكل كبير، ومع ذلك، يمكن لهذه التقنية ترك القطع الأثرية داخل المضلعات.

في السابق، كانت ميزة Anti-Aliasing تعمل دائمًا على تقليل عدد الإطارات في الثانية بشكل ملحوظ في الألعاب، ولكنها الآن تؤثر على عدد الإطارات بشكل طفيف فقط، وفي بعض الأحيان ليس لها أي تأثير على الإطلاق.

التغطية بالفسيفساء

استخدام التغطية بالفسيفساء في نموذج الكمبيوتريزداد عدد المضلعات بعدد تعسفي من المرات. للقيام بذلك، يتم تقسيم كل مضلع إلى عدة مضلعات جديدة، والتي تقع تقريبًا على نفس السطح الأصلي. تتيح لك هذه الطريقة زيادة تفاصيل الكائنات ثلاثية الأبعاد البسيطة بسهولة. ومع ذلك، في الوقت نفسه، سيزداد الحمل على الكمبيوتر أيضًا، وفي بعض الحالات لا يمكن استبعاد القطع الأثرية الصغيرة.

للوهلة الأولى، يمكن الخلط بين التغطية بالفسيفساء ورسم خرائط المنظر. على الرغم من أن هذه تأثيرات مختلفة تمامًا، إلا أن التغطية بالفسيفساء تغير فعليًا الشكل الهندسي للكائن، ولا تحاكي التضاريس فقط. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدامه لأي كائن تقريبًا، في حين أن استخدام خرائط Parallax محدود جدًا.

عُرفت تقنية التغطية بالفسيفساء في السينما منذ الثمانينيات، ولكن لم يتم دعمها في الألعاب إلا مؤخرًا، أو بالأحرى بعد أن وصلت مسرعات الرسومات أخيرًا إلى مستوى الأداء المطلوب الذي يمكن تنفيذه في الوقت الفعلي.

لكي تستخدم اللعبة التغطية بالفسيفساء، فإنها تتطلب بطاقة فيديو تدعم DirectX 11.

تزامن عمودي

V-Sync عبارة عن مزامنة إطارات اللعبة مع تردد المسح الرأسي للشاشة. يكمن جوهرها في حقيقة أن إطار اللعبة المحسوب بالكامل يتم عرضه على الشاشة في وقت تحديث الصورة عليه. من المهم أن يظهر الإطار التالي (إذا كان جاهزًا بالفعل) في موعد لا يتجاوز وليس قبل انتهاء إخراج الإطار السابق وبدء الإطار التالي.

إذا كان معدل تحديث الشاشة 60 هرتز، وكان لدى بطاقة الفيديو الوقت الكافي لعرض المشهد ثلاثي الأبعاد بنفس عدد الإطارات على الأقل، فإن كل تحديث للشاشة سيعرض إطارًا جديدًا. بمعنى آخر، بفاصل زمني قدره 16.66 مللي ثانية، سيرى المستخدم تحديثًا كاملاً لمشهد اللعبة على الشاشة.

يجب أن يكون مفهوما أنه عند تمكين المزامنة الرأسية، لا يمكن أن يتجاوز معدل الإطارات في الثانية في اللعبة تردد المسح الرأسي للشاشة. إذا كان عدد الإطارات أقل من هذه القيمة (في حالتنا أقل من 60 هرتز)، فمن أجل تجنب فقدان الأداء، من الضروري تنشيط التخزين المؤقت الثلاثي، حيث يتم حساب الإطارات مسبقًا وتخزينها في ثلاثة مخازن مؤقتة منفصلة، مما يسمح بإرسالها إلى الشاشة في كثير من الأحيان.

تتمثل المهمة الرئيسية للمزامنة الرأسية في القضاء على تأثير الإطار المزاح، والذي يحدث عندما يمتلئ الجزء السفلي من الشاشة بإطار واحد، والجزء العلوي بإطار آخر، مزاح بالنسبة إلى الإطار السابق.

المعالجة البعدية

هذا هو الاسم العام لجميع التأثيرات التي يتم تركيبها على إطار جاهز لمشهد ثلاثي الأبعاد معروض بالكامل (بمعنى آخر، على صورة ثنائية الأبعاد) لتحسين جودة الصورة النهائية. تستخدم المعالجة اللاحقة تظليل البكسل وتستخدم في الحالات التي تتطلب فيها التأثيرات الإضافية معلومات كاملة حول المشهد بأكمله. لا يمكن تطبيق هذه التقنيات بمعزل عن الكائنات ثلاثية الأبعاد الفردية دون التسبب في ظهور القطع الأثرية في الإطار.

النطاق الديناميكي العالي (HDR)

تأثير يستخدم غالبًا في مشاهد الألعاب ذات الإضاءة المتباينة. إذا كانت إحدى مناطق الشاشة ساطعة جدًا وأخرى مظلمة جدًا، فسيتم فقدان الكثير من التفاصيل في كل منطقة وتبدو رتيبة. يضيف HDR مزيدًا من التدرج إلى الإطار ويسمح بمزيد من التفاصيل في المشهد. لاستخدامها، يتعين عليك عادةً العمل مع نطاق أوسع من الألوان مما يمكن أن توفره دقة 24 بت القياسية. تتم الحسابات الأولية بدقة عالية (64 أو 96 بت)، وفقط في المرحلة النهائية يتم ضبط الصورة إلى 24 بت.

غالبًا ما يتم استخدام تقنية HDR لتحقيق تأثير تكيف الرؤية عندما يخرج بطل في الألعاب من نفق مظلم إلى سطح جيد الإضاءة.

يزدهر

غالبًا ما يتم استخدام Bloom مع HDR، وله أيضًا قريب قريب إلى حد ما - Glow، ولهذا السبب غالبًا ما يتم الخلط بين هذه التقنيات الثلاثة.

يحاكي Bloom التأثير الذي يمكن رؤيته عند تصوير مشاهد شديدة السطوع باستخدام الكاميرات التقليدية. في الصورة الناتجة، يبدو أن الضوء المكثف يحتل حجمًا أكبر مما ينبغي و"يتسلق" على الأشياء على الرغم من وجوده خلفها. عند استخدام Bloom، قد تظهر قطع أثرية إضافية على شكل خطوط ملونة على حدود الكائنات.

فيلم الحبوب

الحبوب هي قطعة أثرية تظهر في التلفزيون التناظري مع إشارة ضعيفة، على أشرطة الفيديو المغناطيسية القديمة أو الصور الفوتوغرافية (على وجه الخصوص، الصور الرقمية الملتقطة في الإضاءة المنخفضة). غالبًا ما يقوم اللاعبون بتعطيل هذا التأثير لأنه يفسد الصورة إلى حد ما بدلاً من تحسينها. لفهم هذا، يمكنك تشغيل تأثير الشاملفي كل وضع. في بعض أفلام الرعب، مثل Silent Hill، على العكس من ذلك، تضيف الضوضاء على الشاشة جوًا.

ضبابية الحركة

Motion Blur - تأثير طمس الصورة عندما تتحرك الكاميرا بسرعة. يمكن استخدامه بنجاح عندما يحتاج المشهد إلى مزيد من الديناميكيات والسرعة، لذلك فهو مطلوب بشكل خاص في ألعاب السباق. في الرماة، لا يُنظر دائمًا إلى استخدام التمويه بشكل لا لبس فيه. التطبيق الصحيحيمكن أن يضيف Motion Blur إحساسًا سينمائيًا إلى ما يحدث على الشاشة.

سيساعد التأثير أيضًا، إذا لزم الأمر، على إخفاء معدل الإطارات المنخفض وإضافة السلاسة إلى طريقة اللعب.

SSAO

الانسداد المحيطي هو أسلوب يستخدم لجعل المشهد واقعيًا من خلال إنشاء إضاءة أكثر واقعية للأشياء الموجودة فيه، والتي تأخذ في الاعتبار وجود كائنات أخرى قريبة لها خصائصها الخاصة في امتصاص الضوء وانعكاسه.

انسداد مساحة الشاشة المحيطة هو نسخة معدلةيحاكي Ambient Occlusion أيضًا الإضاءة والتظليل غير المباشرين. يرجع ظهور SSAO إلى حقيقة أنه في المستوى الحالي لأداء وحدة معالجة الرسومات، لا يمكن استخدام Ambient Occlusion لعرض المشاهد في الوقت الفعلي. يأتي الأداء المتزايد في SSAO على حساب جودة أقل، ولكن حتى هذا يكفي لتحسين واقعية الصورة.

يعمل SSAO وفق مخطط مبسط، ولكن له العديد من المزايا: الطريقة لا تعتمد على مدى تعقيد المشهد، ولا تستخدم ذاكرة الوصول العشوائي، ويمكن أن تعمل في المشاهد الديناميكية، ولا تتطلب المعالجة الأوليةالإطار وتحميل محول الرسومات فقط دون استهلاك موارد وحدة المعالجة المركزية.

تظليل سيل

بدأ إنتاج الألعاب ذات تأثير تظليل Cel في عام 2000، وقبل كل شيء ظهرت على وحدات التحكم. على أجهزة الكمبيوتر، أصبحت هذه التقنية شائعة حقًا بعد عامين فقط، بعد إصدار مطلق النار الشهير XIII. بمساعدة تظليل Cel، يتحول كل إطار عمليا إلى رسم مرسوم باليد أو جزء من الرسوم المتحركة للأطفال.

يتم إنشاء القصص المصورة بأسلوب مماثل، لذلك يتم استخدام هذه التقنية غالبًا في الألعاب المتعلقة بها. من بين أحدث الإصدارات المعروفة هو مطلق النار Borderlands، حيث يكون تظليل Cel مرئيًا بالعين المجردة.

تتمثل ميزات التقنية في استخدام مجموعة محدودة من الألوان، فضلاً عن عدم وجود تدرجات سلسة. اسم التأثير يأتي من كلمة Cel (السيلولويد)، أي المادة الشفافة (الفيلم) التي ترسم عليها أفلام الرسوم المتحركة.

عمق الميدان

عمق المجال هو المسافة بين الحواف القريبة والبعيدة للفضاء والتي سيتم من خلالها التركيز على جميع الكائنات، بينما سيكون باقي المشهد ضبابيًا.

إلى حد ما، يمكن ملاحظة عمق المجال ببساطة من خلال التركيز على جسم قريب من أمام عينيك. أي شيء وراء ذلك سوف يكون غير واضح. والعكس صحيح أيضًا: إذا ركزت على الأشياء البعيدة، فإن كل شيء أمامها سيصبح ضبابيًا.

يمكنك رؤية تأثير عمق المجال بشكل مبالغ فيه في بعض الصور الفوتوغرافية. هذه هي درجة التمويه التي تتم محاولة محاكاتها غالبًا في المشاهد ثلاثية الأبعاد.

في الألعاب التي تستخدم عمق المجال، يشعر اللاعب عادةً بإحساس أقوى بالحضور. على سبيل المثال، عند النظر إلى مكان ما عبر العشب أو الشجيرات، فإنه لا يرى سوى أجزاء صغيرة من المشهد في التركيز، مما يخلق وهم الحضور.

تأثير الأداء

لمعرفة مدى تأثير تمكين خيارات معينة على الأداء، استخدمنا معيار الألعاب Heaven DX11 Benchmark 2.5. تم إجراء جميع الاختبارات على نظام Intel Core2 Duo e6300 وGeForce GTX460 بدقة 1280×800 بكسل (باستثناء المزامنة الرأسية حيث كانت الدقة 1680×1050).

كما ذكرنا سابقًا، فإن التصفية متباينة الخواص ليس لها أي تأثير تقريبًا على عدد الإطارات. الفرق بين تعطيل التباين و16x هو إطارين فقط، لذلك نوصي دائمًا بضبطه على الحد الأقصى.

أدى الصقل في Heaven Benchmark إلى تقليل عدد الإطارات في الثانية بشكل أكبر مما توقعنا، خاصة في الوضع الأثقل 8x. ومع ذلك، نظرًا لأن 2x يكفي لتحسين الصورة بشكل ملحوظ، فإننا نوصي باختيار هذا الخيار إذا كان اللعب على مستويات أعلى غير مريح.

التغطية بالفسيفساء، على عكس المعلمات السابقة، يمكن أن تأخذ قيمة تعسفية في كل منها لعبة منفصلة. في Heaven Benchmark، تتدهور الصورة بدونها بشكل كبير، وعلى المستوى الأقصى، على العكس من ذلك، تصبح غير واقعية بعض الشيء. ولذلك، يجب عليك تعيين القيم المتوسطة - معتدلة أو عادية.

تم اختيار دقة أعلى للمزامنة الرأسية بحيث لا يقتصر معدل الإطارات في الثانية على معدل التحديث الرأسي للشاشة. كما هو متوقع، ظل عدد الإطارات طوال الاختبار بأكمله تقريبًا مع تشغيل المزامنة ثابتًا عند حوالي 20 أو 30 إطارًا في الثانية. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنها يتم عرضها في وقت واحد مع تحديث الشاشة، ومع تردد مسح يبلغ 60 هرتز، لا يمكن القيام بذلك مع كل نبضة، ولكن فقط مع كل ثانية (60/2 = 30 إطارًا/ثانية) أو ثالثة (60/3 = 20 إطار/ثانية). عند إيقاف تشغيل V-Sync، زاد عدد الإطارات، ولكن ظهرت العناصر المميزة على الشاشة. لم يكن للتخزين المؤقت الثلاثي أي تأثير إيجابي على سلاسة المشهد. قد يكون هذا بسبب عدم وجود خيار في إعدادات برنامج تشغيل بطاقة الفيديو لفرض تعطيل التخزين المؤقت، ويتم تجاهل التعطيل العادي بواسطة المعيار، ولا يزال يستخدم هذه الوظيفة.

إذا كانت Heaven Benchmark لعبة، فستكون اللعب في الحد الأقصى للإعدادات (1280x800؛ AA - 8x؛ AF - 16x؛ Tessellation Extreme) غير مريح، حيث من الواضح أن 24 إطارًا لا تكفي لذلك. مع الحد الأدنى من فقدان الجودة (1280×800؛ AA - 2x؛ AF - 16x، التغطية بالفسيفساء عادي) يمكنك تحقيق معدل مقبول يبلغ 45 إطارًا في الثانية.

لفهم الفرق بين خوارزميات التصفية المختلفة، يجب عليك أولاً فهم ما تحاول التصفية القيام به. تتمتع شاشتك بدقة محددة وتتكون مما يسمى بالبكسل. يتم تحديد الدقة من خلال عدد البكسل. يجب أن تحدد اللوحة ثلاثية الأبعاد لون كل وحدة من وحدات البكسل هذه. أساس تحديد لون البكسل هو صور الملمس التي يتم تركيبها على المضلعات الموجودة في مساحة ثلاثية الأبعاد. تتكون صور النسيج من وحدات بكسل تسمى texels. في الأساس، هذه التيكسلات هي عبارة عن بكسلات من صورة ثنائية الأبعاد يتم تركيبها على سطح ثلاثي الأبعاد. السؤال الرئيسيهل هذا: ما هو تيكسل (أو ما تيكسل) الذي يحدد لون البكسل على الشاشة؟

تخيل المشكلة التالية: لنفترض أن شاشتك عبارة عن لوح به كمية كبيرةالثقوب (لنفترض أن البكسلات بها شكل دائري). كل ثقب هو بكسل. إذا نظرت من خلال الثقب، سترى ما هو لونه بالنسبة للمشهد ثلاثي الأبعاد الموجود خلف اللوحة. تخيل الآن أن شعاعًا من الضوء يمر عبر إحدى هذه الثقوب ويضرب المضلع المزخرف الموجود خلفه. إذا كان المضلع موازيًا للشاشة (أي لوحتنا الوهمية ذات الثقوب)، فإن شعاع الضوء الذي يضربها يشكل بقعة ضوئية مستديرة (انظر الشكل 1). الآن، باستخدام خيالك مرة أخرى، دعونا نجعل المضلع يدور حول محوره، وأبسط المعرفة ستخبرك أن شكل بقعة الضوء سيتغير، وبدلاً من أن تكون مستديرة ستصبح بيضاوية (انظر الشكل 2 و 3). ربما تتساءل عن علاقة بقعة الضوء هذه بمشكلة تحديد لون البكسل. بشكل أساسي، تحدد جميع المضلعات الموجودة في بقعة الضوء هذه لون البكسل. كل ما ناقشناه هنا هو المعرفة الأساسية التي تحتاج إلى معرفتها لفهم خوارزميات التصفية المختلفة.

ينظر الى أشكال متعددةبقعة ضوء يمكن أن تكون على الأمثلة التالية:

أرز. 1

أرز. 2

أرز. 3

1. نقطة أخذ العينات

أخذ العينات النقطية - أخذ العينات النقطية. هذه هي أبسط طريقة لتحديد لون البكسل بناءً على صورة نسيج. كل ما عليك فعله هو تحديد تيكسل الأقرب إلى مركز بقعة الضوء. بالطبع، أنت ترتكب خطأً، نظرًا لأن لون البكسل يتم تحديده بواسطة عدة تيكسلات، وقد قمت باختيار واحد فقط. كما أنك لا تأخذ في الاعتبار حقيقة أن شكل بقعة الضوء قد يتغير.

الميزة الرئيسية لطريقة التصفية هذه هي متطلبات منخفضةلعرض النطاق الترددي للذاكرة، لأن لتحديد لون البكسل، تحتاج إلى تحديد تيكسل واحد فقط من ذاكرة النسيج.

العيب الرئيسي هو حقيقة أنه عندما يقع المضلع بالقرب من الشاشة (أو نقطة العرض)، فإن عدد البكسلات سيكون أكبر من عدد التيكسلات، مما يؤدي إلى الانسداد والتدهور العام في جودة الصورة.

ومع ذلك، فإن الغرض الرئيسي من استخدام التصفية ليس تحسين الجودة مع تقليل المسافة من نقطة المراقبة إلى المضلع، ولكن التخلص من تأثير حساب عمق المشهد بشكل غير صحيح (استعارة العمق).

2. الترشيح الخطي الثنائي

تصفية ثنائية الخطية - تصفية ثنائية الخطية. يتكون من استخدام تقنية الاستيفاء. بمعنى آخر، في مثالنا، لتحديد التيكسلات التي يجب استخدامها في الاستيفاء، يتم استخدام الشكل الأساسي لبقعة الضوء - دائرة. بشكل أساسي، يتم تقريب الدائرة بـ 4 تيكسل. تعد طريقة الترشيح هذه أفضل بكثير من أخذ العينات النقطية لأنها تأخذ في الاعتبار جزئيًا شكل بقعة الضوء وتستخدم الاستيفاء. وهذا يعني أنه إذا اقترب المضلع كثيرًا من الشاشة أو نقطة العرض، فستكون هناك حاجة إلى المزيد من التيكسلات للاستيفاء أكثر مما هو متاح بالفعل. والنتيجة هي صورة ضبابية جميلة المظهر، ولكن هذا مجرد تأثير جانبي.

العيب الرئيسي للتصفية الثنائية الخطية هو أن التقريب يتم بشكل صحيح فقط للمضلعات التي تقع بالتوازي مع الشاشة أو نقطة المراقبة. إذا تم تدوير المضلع بزاوية (وهذا في 99% من الحالات)، فأنت تستخدم التقريب الخاطئ. تكمن المشكلة في أنك تستخدم تقريب الدائرة في حين أنه يجب عليك تقريب الشكل الناقص. المشكلة الرئيسية هي أن الترشيح الخطي يتطلب قراءة 4 تيكسل من ذاكرة النسيج لتحديد لون كل بكسل معروض على الشاشة، مما يعني أن متطلبات عرض النطاق الترددي للذاكرة تزيد أربع مرات مقارنة بالترشيح نقطة بنقطة.

3. الترشيح الثلاثي الخطي

التصفية الثلاثية الخطية - التصفية الثلاثية الخطوط عبارة عن تكافل بين التصفية الثلاثية الخطية والتصفية الثنائية الخطية. بشكل أساسي، أنت تقوم بإجراء تصفية ثنائية الخط على مستويين من مستويات mip، مما يمنحك 2 تيكسل، واحد لكل مستوى من مستويات mip. يتم تحديد لون البكسل الذي يجب عرضه على الشاشة عن طريق استكمال ألوان نسيجين mip. في الأساس، مستويات mip هي نسخ أصغر محسوبة مسبقًا من النسيج الأصلي، مما يعني أننا نحصل على تقدير تقريبي أفضل للتكسيل الموجود في بقعة الضوء.

توفر هذه التقنية ترشيحًا أفضل، ولكنها تتميز بمزايا طفيفة مقارنةً بالترشيح الثنائي الخطي. إن متطلبات عرض النطاق الترددي للذاكرة هي ضعف متطلبات التصفية الثنائية الخطية نظرًا لأنك تحتاج إلى قراءة 8 تيكسل من ذاكرة النسيج. يوفر استخدام mipmapping تقريبًا أفضل (باستخدام عدد أكبر texels الموجودة في بقعة الضوء) عبر جميع texels في بقعة الضوء، وذلك بفضل استخدام مواد mip المحسوبة مسبقًا.

4. الترشيح متباين الخواص

تصفية متباين الخواص - تصفية متباين الخواص. لذا، للحصول على نتائج جيدة حقًا، عليك أن تتذكر أن جميع التيكسلات الموجودة في بقعة الضوء تحدد لون البكسل. يجب أن تتذكر أيضًا أن شكل بقعة الضوء يتغير مع تغير موضع المضلع بالنسبة لنقطة المراقبة. حتى هذه اللحظة استخدمنا 4 تيكسلات فقط بدلاً من كل التيكسلات التي تغطيها نقطة الضوء. وهذا يعني أن كل تقنيات الترشيح هذه تنتج نتائج مشوهة عندما يقع المضلع بعيدًا عن الشاشة أو من نقطة المراقبة، لأن أنت لا تستخدم معلومات كافية. في الواقع، أنت تفرط في التصفية في اتجاه واحد ولا تقوم بالتصفية بشكل كافٍ في جميع الاتجاهات الأخرى. الميزة الوحيدة لجميع عمليات التصفية الموصوفة أعلاه هي حقيقة أنه عند الاقتراب من نقطة العرض، تظهر الصورة أقل كتلة (على الرغم من أن هذا مجرد تأثير جانبي). وبالتالي، لتحقيق أفضل جودة، يجب علينا استخدام جميع التيكسلات التي تغطيها نقطة الضوء وحساب متوسط ​​قيمتها. ومع ذلك، فإن هذا يؤثر بشكل خطير على عرض النطاق الترددي للذاكرة - فهو ببساطة قد لا يكون كافيًا، وإجراء مثل هذه العينة بمتوسط ​​مهمة غير تافهة.

يمكنك استخدام مجموعة متنوعة من المرشحات لتقريب شكل بقعة الضوء كقطع ناقص لعدة زوايا محتملة للمضلع بالنسبة إلى وجهة النظر. توجد تقنيات ترشيح تستخدم 16 إلى 32 تيكسل من المادة لتحديد لون البكسل. صحيح أن استخدام تقنية التصفية هذه يتطلب نطاقًا تردديًا أكبر بكثير للذاكرة، وهذا مستحيل دائمًا تقريبًا الأنظمة الحاليةالتصور دون استخدام بنيات الذاكرة باهظة الثمن. في أنظمة التصور التي تستخدم البلاط 1، يتم حفظ موارد النطاق الترددي للذاكرة بشكل كبير، مما يسمح باستخدام الترشيح متباين الخواص. يوفر التصور باستخدام التصفية متباين الخواص أفضل جودةالصور، وذلك بفضل عمق التفاصيل الأفضل والتمثيل الأكثر دقة للأنسجة المتراكبة على المضلعات غير المتوازية مع الشاشة أو نقطة العرض.

1 بلاط (بلاط) - جزء من البلاط أو الصورة. في الواقع، البلاط هو جزء من الصورة، وعادة ما يكون حجمه 32 × 32 بكسل؛ ويتم الفرز عبر هذه المناطق لتحديد المضلعات التي تقع في هذا المربع والتي تكون مرئية. يتم تطبيق تقنية البلاط في شرائح VideoLogic/NEC.

يمكن قراءة معلومات إضافية حول هذا الموضوع و.

تم تقديم المساعدة في إعداد المواد بواسطة كريستوف بيتس(طاقة PowerVR)

اختبارات الأداء:

والآن بعد أن أصبحنا على دراية بالمفاهيم الأساسية للتصفية وتجانس الملمس، يمكننا الانتقال إلى التدريب.

تكوين الكمبيوتر:
المعالج: Intel Core 2 Quad Q6600 @ 3200 ميجا هرتز (400 × 8، 1.3125 فولت)
بطاقة الفيديو: Palit Nvidia GeForce 8800GT
اللوحة الأم: أسوس P5Q برو توربو
الذاكرة: 2x2048 ميجا بايت DDR2 Corsair XMS2 @ 1066 ميجا هرتز، 5-5-5-15
مصدر الطاقة: كورسير CMPSU-850HXEU 850 واط
مبرد وحدة المعالجة المركزية: Zalman CNPS9700 LED
نظام التشغيل: ويندوز 7 التميت x64
إصدار برنامج تشغيل الفيديو: Nvidia 195.62 x64

كان الموضوع الرئيسي في اختبارنا اليوم هو لعبة Counter-Strike: Source القديمة جدًا ولكنها ليست أقل شهرة، نظرًا لأن هذه إحدى الألعاب القليلة المنتشرة حقًا والتي توفر مجموعة كبيرة من إعدادات مختلفةالتنعيم والتصفية. على الرغم من قدم المحرك (2004)، لا يزال بإمكان هذه اللعبة تحميل حتى أحدث المنصات بشكل جيد. فيما يلي مجموعة غنية من الإعدادات المقدمة للمستخدم:

تم إجراء اختبارات مقاومة التعرجات والتصفية في المعيار المدمج بدقة 1280 × 1024. تم أخذ جميع الإعدادات الأخرى كحد أقصى، كما في لقطة الشاشة أعلاه. ومن أجل تقريب النتيجة من الحقيقة قدر الإمكان، تم اختبار كل معلمة ثلاث مرات، وبعد ذلك تم العثور على الوسط الحسابي للقيم الناتجة.

وهكذا ماذا حصلنا:

وكانت النتائج غير متوقعة تماما. تُظهر تقنية أخذ عينات التغطية (CSAA)، والتي بحكم تعريفها أن تستهلك موارد أقل من MSAA، صورة معاكسة تمامًا هنا. يمكن أن يكون هناك العديد من الأسباب لهذه الظاهرة. بادئ ذي بدء، من الضروري أن نأخذ في الاعتبار أنه في كثير من النواحي، يعتمد الأداء عند تشغيل الصقل على بنية GPU. نعم والتحسين تقنيات مختلفةتلعب اللعبة نفسها وإصدار برنامج التشغيل دورًا لا يقل أهمية. لذلك، قد تكون النتائج عند استخدام بطاقات فيديو أخرى، أو حتى إصدار برنامج تشغيل مختلف، مختلفة تمامًا.

أظهرت الاختبارات مع تعطيل الصقل (المميزة باللون الأزرق لسهولة الإدراك) صورة متساوية تقريبًا، مما يشير إلى اختلاف طفيف في الحمل على بطاقة الفيديو.

بالإضافة إلى ذلك، هناك توافق واضح بين مؤشرات FPS، عند استخدام نفس طريقة الصقل، لـ AF 8x وAF 16x. وفي الوقت نفسه، يتراوح الفرق من 1 إلى 4 إطارات في الثانية (باستثناء MSAA 8x حيث يكون الفرق 11 إطارًا في الثانية). يشير هذا إلى أن استخدام التصفية 16x يمكن أن يكون مفيدًا جدًا إذا كنت بحاجة إلى تحسين جودة الصورة دون التأثير بشكل كبير على الأداء.

ومع ذلك، من الضروري إجراء تحفظ بأنه من غير الواقعي الحصول على نفس قيم FPS مباشرة في اللعبة، حيث أن العديد من المشاهد أكثر صعوبة، خاصة مع العديد من اللاعبين.

صور الاختبار:

اذن ماذا عندنا؟ لقد تعلمنا عن تأثيرات تكوينات الإعدادات المختلفة على الأداء. "ولكن لماذا كل هذا مطلوب؟" - أنت تسأل. لتحسين جودة الصورة المعروضة سأجيب. فهل هناك مثل هذه الزيادة على الإطلاق؟ للإجابة على هذا السؤال، أقترح إلقاء نظرة على لقطات الشاشة التالية:

كما ترون، لا يوجد فرق كبير في المجموعات "أعلاه" AF 8x / MSAA 8x (CSAA 8x). لكن هذا يؤدي إلى انخفاض ملحوظ في الأداء، خاصة عند استخدام Coverage Sampling AntiAliasing.

الاستنتاجات:

بالتأكيد بين أولئك الذين يقرؤون هذا المقالسيكون هناك لاعبون في Cs:s وHL2 وألعاب أخرى تعتمد على المحرك المصدر. سيجدون هذه المقالة أكثر إثارة للاهتمام وتعليمية من غيرها. ومع ذلك، كان الغرض من هذه الكتابة هو الحديث فقط التقنيات الحديثةالمساعدة على التحسن الإدراك البصريألعاب. والاختبارات هي وسيلة لإظهار النظرية المذكورة في الممارسة العملية.

بالطبع، لضمان موثوقية القراءات، كان من الضروري إجراء اختبارات الأداء على شرائح الفيديو الأخرى وعلى الألعاب الإضافية.

مهما كان الأمر، بالعودة إلى موضوع هذه المقالة، يختار الجميع الإعدادات التي سيلعبون بها. ولن أقدم نصيحة أو توصيات، لأنها محكوم عليها بالفشل مقدما. آمل أن تساعدك النظرية والاختبارات المذكورة أعلاه في أن تصبح أكثر دراية بالتقنيات الموصوفة.

بواسطة Stormcss

تستخدم الألعاب الحديثة المزيد والمزيد من التأثيرات والتقنيات الرسومية التي تعمل على تحسين الصورة. ومع ذلك، عادة لا يهتم المطورون بشرح ما يفعلونه بالضبط. عندما لا يكون لديك أقوى جهاز كمبيوتر، عليك التضحية ببعض القدرات. دعونا نحاول إلقاء نظرة على ما تعنيه خيارات الرسومات الأكثر شيوعًا لفهم كيفية تحرير موارد الكمبيوتر بشكل أفضل مع الحد الأدنى من التأثير على الرسومات.

الترشيح متباين الخواص
عندما يتم عرض أي نسيج على الشاشة ليس بحجمه الأصلي، فمن الضروري إدراج وحدات بكسل إضافية فيه أو، على العكس من ذلك، إزالة وحدات البكسل الإضافية. للقيام بذلك، يتم استخدام تقنية تسمى التصفية.

ثلاثي الخطوط

متباين الخواص

التصفية الثنائية هي أبسط خوارزمية وتتطلب طاقة حاسوبية أقل، ولكنها تنتج أيضًا أسوأ النتائج. تضيف الخطوط الثلاثية الوضوح، ولكنها لا تزال تولد القطع الأثرية. يعتبر الترشيح متباين الخواص الطريقة الأكثر تقدمًا لإزالة التشوهات الملحوظة على الكائنات التي تميل بشدة بالنسبة للكاميرا. على عكس الطريقتين السابقتين، نجح في مكافحة تأثير التدرج (عندما تكون بعض أجزاء النسيج غير واضحة أكثر من غيرها، ويصبح الحد بينها واضحًا). عند استخدام الترشيح ثنائي الخط أو ثلاثي الخطوط، يصبح النسيج ضبابيًا أكثر فأكثر مع زيادة المسافة، لكن الترشيح متباين الخواص ليس به هذا العيب.

نظرًا لكمية البيانات التي تتم معالجتها (وقد يكون هناك العديد من الأنسجة عالية الدقة 32 بت في المشهد)، فإن التصفية متباينة الخواص تتطلب بشكل خاص عرض النطاق الترددي للذاكرة. يمكن تقليل حركة المرور بشكل أساسي من خلال ضغط النسيج، والذي يتم استخدامه الآن في كل مكان. في السابق، عندما لم يتم ممارسة ذلك كثيرًا، وكان إنتاجية ذاكرة الفيديو أقل بكثير، كان الترشيح متباين الخواص يقلل بشكل كبير من عدد الإطارات. على بطاقات الفيديو الحديثة، ليس لها أي تأثير تقريبًا على الإطارات في الثانية.

يحتوي الترشيح متباين الخواص على إعداد عامل ترشيح واحد فقط (2x، 4x، 8x، 16x). كلما كان أعلى، تبدو الأنسجة أكثر وضوحًا وطبيعية. عادةً، مع القيمة العالية، تكون القطع الأثرية الصغيرة مرئية فقط على وحدات البكسل الخارجية للأنسجة المائلة. عادة ما تكون قيم 4x و 8x كافية للتخلص من نصيب الأسد من التشويه البصري. ومن المثير للاهتمام، أنه عند الانتقال من 8x إلى 16x، ستكون عقوبة الأداء صغيرة جدًا حتى من الناحية النظرية، حيث لن تكون هناك حاجة إلى معالجة إضافية إلا لعدد صغير من وحدات البكسل التي لم تتم تصفيتها مسبقًا.

تظليل
التظليل عبارة عن برامج صغيرة يمكنها إجراء عمليات معالجة معينة مع مشهد ثلاثي الأبعاد، على سبيل المثال، تغيير الإضاءة وتطبيق الملمس وإضافة المعالجة اللاحقة وغيرها من التأثيرات.

يتم تقسيم التظليل إلى ثلاثة أنواع: تعمل تظليلات الرأس مع الإحداثيات، ولا تستطيع تظليلات الهندسة معالجة القمم الفردية فحسب، بل يمكنها أيضًا معالجة الأشكال الهندسية بأكملها التي تتكون من 6 رؤوس كحد أقصى، وتعمل تظليلات البكسل مع وحدات البكسل الفردية ومعلماتها.

تُستخدم التظليلات بشكل أساسي لإنشاء تأثيرات جديدة. وبدونها، تكون مجموعة العمليات التي يمكن للمطورين استخدامها في الألعاب محدودة للغاية. بمعنى آخر، أدت إضافة التظليل إلى الحصول على تأثيرات جديدة لم يتم تضمينها في بطاقة الفيديو بشكل افتراضي.

تعمل التظليلات بشكل منتج للغاية في الوضع المتوازي، ولهذا السبب تحتوي محولات الرسومات الحديثة على الكثير من معالجات الدفق، والتي تسمى أيضًا التظليل.

رسم خرائط المنظر
يعد رسم خرائط Parallax نسخة معدلة من تقنية Bumpmapping الشهيرة المستخدمة لإضافة راحة على الأنسجة. لا يؤدي تعيين المنظر إلى إنشاء كائنات ثلاثية الأبعاد بالمعنى المعتاد للكلمة. على سبيل المثال، ستظهر الأرضية أو الجدار في مشهد اللعبة خشنًا بينما تكون في الواقع مسطحة تمامًا. يتم تحقيق تأثير الإغاثة هنا فقط من خلال التلاعب بالأنسجة.

لا يجب أن يكون الكائن المصدر مسطحًا. تعمل الطريقة على كائنات اللعبة المختلفة، ولكن استخدامها مرغوب فيه فقط في الحالات التي يتغير فيها ارتفاع السطح بسلاسة. تتم معالجة التغييرات المفاجئة بشكل غير صحيح وتظهر القطع الأثرية على الكائن.

يعمل رسم خرائط المنظر على توفير موارد حوسبة الكمبيوتر بشكل كبير، لأنه عند استخدام كائنات تناظرية ذات بنية ثلاثية الأبعاد مفصلة بنفس القدر، فإن أداء محولات الفيديو لن يكون كافيًا لعرض المشاهد في الوقت الفعلي.

غالبًا ما يتم استخدام التأثير على الأرصفة الحجرية والجدران والطوب والبلاط.

مكافحة التعرج
قبل DirectX 8، كان يتم إجراء مكافحة التعرج في الألعاب باستخدام SuperSampling Anti-Aliasing (SSAA)، المعروف أيضًا باسم Full-Scene Anti-Aliasing (FSAA). أدى استخدامه إلى انخفاض كبير في الأداء، لذلك مع إصدار DX8 تم التخلي عنه على الفور واستبداله بـ Multisample Anti-Aliasing (MSAA). وعلى الرغم من أن هذه الطريقة أعطت نتائج أسوأ، إلا أنها كانت أكثر إنتاجية من سابقتها. منذ ذلك الحين، ظهرت خوارزميات أكثر تقدمًا، مثل CSAA.

أأ قبالة أأ على

بالنظر إلى أنه خلال السنوات القليلة الماضية، زاد أداء بطاقات الفيديو بشكل ملحوظ، وقد أعاد كل من AMD و NVIDIA مرة أخرى دعم تقنية SSAA إلى مسرعاتها. ومع ذلك، لن يكون من الممكن استخدامه حتى الآن في الألعاب الحديثة، نظرًا لأن عدد الإطارات/الإطارات سيكون منخفضًا جدًا. لن يكون SSAA فعالاً إلا في المشاريع من السنوات السابقة، أو في المشاريع الحالية، ولكن مع إعدادات متواضعة للمعلمات الرسومية الأخرى. قامت AMD بتنفيذ دعم SSAA لألعاب DX9 فقط، ولكن في NVIDIA SSAA تعمل أيضًا في وضعي DX10 وDX11.

مبدأ التجانس بسيط للغاية. قبل عرض الإطار على الشاشة، لا يتم حساب معلومات معينة بدقة أصلية، ولكن بدقة مكبرة ومضاعفات اثنين. ثم يتم تقليل النتيجة إلى الحجم المطلوب، ثم يصبح "السلم" على طول حواف الكائن أقل وضوحا. كلما ارتفعت الصورة الأصلية وعامل التجانس (2x، 4x، 8x، 16x، 32x)، قلّت عدم وضوح الصورة في النماذج. MSAA، على عكس FSAA، يعمل على تنعيم حواف الكائنات فقط، مما يوفر موارد بطاقة الفيديو بشكل كبير، ومع ذلك، يمكن لهذه التقنية ترك القطع الأثرية داخل المضلعات.

في السابق، كانت ميزة Anti-Aliasing تعمل دائمًا على تقليل عدد الإطارات في الثانية بشكل ملحوظ في الألعاب، ولكنها الآن تؤثر على عدد الإطارات بشكل طفيف فقط، وفي بعض الأحيان ليس لها أي تأثير على الإطلاق.

التغطية بالفسيفساء
باستخدام التغطية بالفسيفساء في نموذج الكمبيوتر، يزداد عدد المضلعات بعدد عشوائي من المرات. للقيام بذلك، يتم تقسيم كل مضلع إلى عدة مضلعات جديدة، والتي تقع تقريبًا على نفس السطح الأصلي. تتيح لك هذه الطريقة زيادة تفاصيل الكائنات ثلاثية الأبعاد البسيطة بسهولة. ومع ذلك، في الوقت نفسه، سيزداد الحمل على الكمبيوتر أيضًا، وفي بعض الحالات لا يمكن استبعاد القطع الأثرية الصغيرة.

للوهلة الأولى، يمكن الخلط بين التغطية بالفسيفساء ورسم خرائط المنظر. على الرغم من أن هذه تأثيرات مختلفة تمامًا، إلا أن التغطية بالفسيفساء تغير فعليًا الشكل الهندسي للكائن، ولا تحاكي التضاريس فقط. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدامه لأي كائن تقريبًا، في حين أن استخدام خرائط Parallax محدود جدًا.

عُرفت تقنية التغطية بالفسيفساء في السينما منذ الثمانينيات، ولكن لم يتم دعمها في الألعاب إلا مؤخرًا، أو بالأحرى بعد أن وصلت مسرعات الرسومات أخيرًا إلى مستوى الأداء المطلوب الذي يمكن تنفيذه في الوقت الفعلي.

لكي تستخدم اللعبة التغطية بالفسيفساء، فإنها تتطلب بطاقة فيديو تدعم DirectX 11.

تزامن عمودي

V-Sync عبارة عن مزامنة إطارات اللعبة مع تردد المسح الرأسي للشاشة. يكمن جوهرها في حقيقة أن إطار اللعبة المحسوب بالكامل يتم عرضه على الشاشة في وقت تحديث الصورة عليه. من المهم أن يظهر الإطار التالي (إذا كان جاهزًا بالفعل) في موعد لا يتجاوز وليس قبل انتهاء إخراج الإطار السابق وبدء الإطار التالي.

إذا كان معدل تحديث الشاشة 60 هرتز، وكان لدى بطاقة الفيديو الوقت الكافي لعرض المشهد ثلاثي الأبعاد بنفس عدد الإطارات على الأقل، فإن كل تحديث للشاشة سيعرض إطارًا جديدًا. بمعنى آخر، بفاصل زمني قدره 16.66 مللي ثانية، سيرى المستخدم تحديثًا كاملاً لمشهد اللعبة على الشاشة.

يجب أن يكون مفهوما أنه عند تمكين المزامنة الرأسية، لا يمكن أن يتجاوز معدل الإطارات في الثانية في اللعبة تردد المسح الرأسي للشاشة. إذا كان عدد الإطارات أقل من هذه القيمة (في حالتنا أقل من 60 هرتز)، فمن أجل تجنب فقدان الأداء، من الضروري تنشيط التخزين المؤقت الثلاثي، حيث يتم حساب الإطارات مسبقًا وتخزينها في ثلاثة مخازن مؤقتة منفصلة، مما يسمح بإرسالها إلى الشاشة في كثير من الأحيان.

تتمثل المهمة الرئيسية للمزامنة الرأسية في القضاء على تأثير الإطار المزاح، والذي يحدث عندما يمتلئ الجزء السفلي من الشاشة بإطار واحد، ويمتلئ الجزء العلوي بإطار آخر مزاح بالنسبة إلى الإطار السابق.

المعالجة البعدية
هذا هو الاسم العام لجميع التأثيرات التي يتم تركيبها على إطار جاهز لمشهد ثلاثي الأبعاد معروض بالكامل (بمعنى آخر، على صورة ثنائية الأبعاد) لتحسين جودة الصورة النهائية. تستخدم المعالجة اللاحقة تظليل البكسل وتستخدم في الحالات التي تتطلب فيها التأثيرات الإضافية معلومات كاملة حول المشهد بأكمله. لا يمكن تطبيق هذه التقنيات بمعزل عن الكائنات ثلاثية الأبعاد الفردية دون التسبب في ظهور القطع الأثرية في الإطار.

النطاق الديناميكي العالي (HDR)
تأثير يستخدم غالبًا في مشاهد الألعاب ذات الإضاءة المتباينة. إذا كانت إحدى مناطق الشاشة ساطعة جدًا وأخرى مظلمة جدًا، فسيتم فقدان الكثير من التفاصيل في كل منطقة وتبدو رتيبة. يضيف HDR مزيدًا من التدرج إلى الإطار ويسمح بمزيد من التفاصيل في المشهد. لاستخدامها، يتعين عليك عادةً العمل مع نطاق أوسع من الألوان مما يمكن أن توفره دقة 24 بت القياسية. تتم الحسابات الأولية بدقة عالية (64 أو 96 بت)، وفقط في المرحلة النهائية يتم ضبط الصورة إلى 24 بت.

غالبًا ما يتم استخدام تقنية HDR لتحقيق تأثير تكيف الرؤية عندما يخرج بطل في الألعاب من نفق مظلم إلى سطح جيد الإضاءة.

يزدهر
غالبًا ما يتم استخدام Bloom جنبًا إلى جنب مع HDR، وله أيضًا قريب قريب إلى حد ما، وهو Glow، ولهذا السبب غالبًا ما يتم الخلط بين هذه التقنيات الثلاثة.

يحاكي Bloom التأثير الذي يمكن رؤيته عند تصوير مشاهد شديدة السطوع باستخدام الكاميرات التقليدية. في الصورة الناتجة، يبدو أن الضوء المكثف يحتل حجمًا أكبر مما ينبغي و"يتسلق" على الأشياء على الرغم من وجوده خلفها. عند استخدام Bloom، قد تظهر قطع أثرية إضافية على شكل خطوط ملونة على حدود الكائنات.

فيلم الحبوب
الحبوب عبارة عن قطعة أثرية تظهر على التلفزيون التناظري بإشارة ضعيفة، أو على أشرطة الفيديو المغناطيسية القديمة أو الصور الفوتوغرافية (خاصة الصور الرقمية الملتقطة في الإضاءة المنخفضة). غالبًا ما يقوم اللاعبون بتعطيل هذا التأثير لأنه يفسد الصورة إلى حد ما بدلاً من تحسينها. لفهم هذا، يمكنك تشغيل Mass Effect في كل وضع. في بعض أفلام الرعب، مثل Silent Hill، على العكس من ذلك، تضيف الضوضاء على الشاشة جوًا.

ضبابية الحركة
Motion Blur هو تأثير تمويه الصورة عندما تتحرك الكاميرا بسرعة. يمكن استخدامه بنجاح عندما يحتاج المشهد إلى مزيد من الديناميكيات والسرعة، لذلك فهو مطلوب بشكل خاص في ألعاب السباق. في الرماة، لا يُنظر دائمًا إلى استخدام التمويه بشكل لا لبس فيه. الاستخدام الصحيح لـ Motion Blur يمكن أن يضيف إحساسًا سينمائيًا إلى ما يحدث على الشاشة.

سيساعد التأثير أيضًا، إذا لزم الأمر، على إخفاء معدل الإطارات المنخفض وإضافة السلاسة إلى طريقة اللعب.

SSAO
الانسداد المحيطي هو أسلوب يستخدم لجعل المشهد واقعيًا من خلال إنشاء إضاءة أكثر واقعية للأشياء الموجودة فيه، والتي تأخذ في الاعتبار وجود كائنات أخرى قريبة لها خصائصها الخاصة في امتصاص الضوء وانعكاسه.

Screen Space Ambient Occlusion هو نسخة معدلة من Ambient Occlusion ويحاكي أيضًا الإضاءة والتظليل غير المباشرين. يرجع ظهور SSAO إلى حقيقة أنه في المستوى الحالي لأداء وحدة معالجة الرسومات، لا يمكن استخدام Ambient Occlusion لعرض المشاهد في الوقت الفعلي. يأتي الأداء المتزايد في SSAO على حساب جودة أقل، ولكن حتى هذا يكفي لتحسين واقعية الصورة.

يعمل SSAO وفقًا لمخطط مبسط، ولكن له العديد من المزايا: الطريقة لا تعتمد على مدى تعقيد المشهد، ولا تستخدم ذاكرة الوصول العشوائي، ويمكن أن تعمل في المشاهد الديناميكية، ولا تتطلب معالجة مسبقة للإطار، وتقوم بتحميل محول الرسومات فقط دون استهلاك موارد وحدة المعالجة المركزية.

تظليل سيل
بدأ إنتاج الألعاب ذات تأثير تظليل Cel في عام 2000، وقبل كل شيء ظهرت على وحدات التحكم. على أجهزة الكمبيوتر، أصبحت هذه التقنية شائعة حقًا بعد عامين فقط. بمساعدة تظليل Cel، يتحول كل إطار عمليا إلى رسم مرسوم باليد أو جزء من رسم كاريكاتوري.

يتم إنشاء القصص المصورة بأسلوب مماثل، لذلك يتم استخدام هذه التقنية غالبًا في الألعاب المتعلقة بها. من بين أحدث الإصدارات المعروفة هو مطلق النار Borderlands، حيث يكون تظليل Cel مرئيًا بالعين المجردة.

تتمثل ميزات التقنية في استخدام مجموعة محدودة من الألوان، فضلاً عن عدم وجود تدرجات سلسة. اسم التأثير يأتي من كلمة Cel (السيلولويد)، أي المادة الشفافة (الفيلم) التي ترسم عليها أفلام الرسوم المتحركة.

عمق الميدان
عمق المجال هو المسافة بين حواف الفضاء القريبة والبعيدة، حيث سيتم التركيز على جميع الكائنات، بينما سيكون باقي المشهد ضبابيًا.

إلى حد ما، يمكن ملاحظة عمق المجال ببساطة من خلال التركيز على جسم قريب من أمام عينيك. أي شيء وراء ذلك سوف يكون غير واضح. والعكس صحيح أيضًا: إذا ركزت على الأشياء البعيدة، فإن كل شيء أمامها سيصبح ضبابيًا.

يمكنك رؤية تأثير عمق المجال بشكل مبالغ فيه في بعض الصور الفوتوغرافية. هذه هي درجة التمويه التي تتم محاولة محاكاتها غالبًا في المشاهد ثلاثية الأبعاد.

في الألعاب التي تستخدم عمق المجال، يشعر اللاعب عادةً بإحساس أقوى بالحضور. على سبيل المثال، عند النظر إلى مكان ما عبر العشب أو الشجيرات، فإنه لا يرى سوى أجزاء صغيرة من المشهد في التركيز، مما يخلق وهم الحضور.

تأثير الأداء

لمعرفة مدى تأثير تمكين خيارات معينة على الأداء، استخدمنا معيار الألعاب Heaven DX11 Benchmark 2.5. تم إجراء جميع الاختبارات على نظام Intel Core2 Duo e6300 و GeForce GTX460 بدقة 1280×800 بكسل (باستثناء المزامنة العمودية حيث كانت الدقة 1680×1050).

كما ذكرنا سابقًا، فإن التصفية متباينة الخواص ليس لها أي تأثير تقريبًا على عدد الإطارات. الفرق بين تعطيل التباين و16x هو إطارين فقط، لذلك نوصي دائمًا بضبطه على الحد الأقصى.

أدى الصقل في Heaven Benchmark إلى تقليل عدد الإطارات في الثانية بشكل أكبر مما توقعنا، خاصة في الوضع الأثقل 8x. ومع ذلك، نظرًا لأن 2x يكفي لتحسين الصورة بشكل ملحوظ، فإننا نوصي باختيار هذا الخيار إذا كان اللعب على مستويات أعلى غير مريح.

التغطية بالفسيفساء، على عكس المعلمات السابقة، يمكن أن تأخذ قيمة تعسفية في كل لعبة على حدة. في Heaven Benchmark، تتدهور الصورة بدونها بشكل كبير، وعلى المستوى الأقصى، على العكس من ذلك، تصبح غير واقعية بعض الشيء. لذلك، يجب ضبط القيم المتوسطة على معتدلة أو عادية.

تم اختيار دقة أعلى للمزامنة الرأسية بحيث لا يقتصر معدل الإطارات في الثانية على معدل التحديث الرأسي للشاشة. كما هو متوقع، ظل عدد الإطارات طوال الاختبار بأكمله تقريبًا مع تشغيل المزامنة ثابتًا عند حوالي 20 أو 30 إطارًا في الثانية. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنها يتم عرضها في وقت واحد مع تحديث الشاشة، ومع تردد مسح يبلغ 60 هرتز، لا يمكن القيام بذلك مع كل نبضة، ولكن فقط مع كل ثانية (60/2 = 30 إطارًا/ثانية) أو ثالثة (60/3 = 20 إطار/ثانية). عند إيقاف تشغيل V-Sync، زاد عدد الإطارات، ولكن ظهرت العناصر المميزة على الشاشة. لم يكن للتخزين المؤقت الثلاثي أي تأثير إيجابي على سلاسة المشهد. قد يكون هذا بسبب عدم وجود خيار في إعدادات برنامج تشغيل بطاقة الفيديو لفرض تعطيل التخزين المؤقت، ويتم تجاهل التعطيل العادي بواسطة المعيار، ولا يزال يستخدم هذه الوظيفة.

إذا كانت Heaven Benchmark لعبة، فستكون اللعب في الحد الأقصى للإعدادات (1280×800؛ AA 8x؛ AF 16x؛ Tessellation Extreme) غير مريح، حيث من الواضح أن 24 إطارًا لا تكفي لذلك. مع الحد الأدنى من فقدان الجودة (1280×800؛ AA 2x؛ AF 16x، التغطية بالفسيفساء عادي) يمكنك تحقيق معدل مقبول يبلغ 45 إطارًا في الثانية.

سأوضح لك الآن كيفية تكوين الجزء الرسومي في لعبة Counter-Strike: Global Offensive من خلال واجهة مستخدم اللعبة وكيفية التأثير على FPS بهذه الطريقة. هذه هي المقالة الأولى وستكون متوقعة تمامًا بالنسبة لمعظم اللاعبين، مع بعض الإضافات الصغيرة والغريبة (من المثير للدهشة أنه لا يلزم خفض جميع الإعدادات إلى الحد الأدنى من القيم). يعد إعداد FPS في CS GO موضوعًا كبيرًا وضخمًا إلى حد ما، لذلك سنتعامل مع زيادته بشكل منهجي، في شكل سلسلة من المقالات. أولاً، دعونا نحاول تكوينه باستخدام وسائل بسيطة ومفهومة ثم ننتقل إلى أوامر وحدة التحكم. وشيء آخر، لأنه... على الأرجح أنك وصلت إلى هذه المقالة من محرك بحث، ثم افتراضيًا سنفترض أن الكمبيوتر الذي تم تكوين كل هذا عليه "لا يقوم بتشغيل اللعبة بشكل طبيعي" وفي نفس الوقت يتم تحديث جميع برامج التشغيل الخاصة بك، ويتم إلغاء التجزئة ، نظام التشغيل خالي من الخدمات والجمالات غير الضرورية، ولا توجد فيروسات، حتى أقل من ذلك. إذا كان الأمر كذلك، فلنذهب.

أمر لعرض FPS في CS: GO

• cl_showfps 1

• صافي_الرسم 1

• أو في Steam حدد عنصر القائمة بخار - إعدادات- فاتورة غير مدفوعة " في اللعبة" - عرض معدل الإطار

كيفية زيادة الإطارات في الثانية

قبل البدء في تغيير المعلمات التي تؤثر على الرسومات، اكتب أمرًا آخر في وحدة التحكم الخاصة بك:
إطارا في الثانية_ماكس 0أو fps_max "مراقبة معدل التحديث"
الأول، إذا كنت تريد أن تفهم وترى مدى ارتفاع معدل الإطارات في الثانية في CS GO.
والثاني، إذا كنت تريد استخدام قوة صديقك الحديدي بحكمة. أي أنك ستطابق معدل تحديث الشاشة مع معدل الإطارات الناتج عن بطاقة الفيديو. ثم هذا لن يسمح لك بإنشاء FPS "خاملاً". بعبارة أخرى. مازلت لن ترى المزيد من الإطارات التي تم إنشاؤها بواسطة بطاقة الفيديو أكثر مما يمكن أن تعرضه شاشتك. (آمل أن أكون قد أوضحت ذلك بوضوح).
تحتوي المعلمة الثانية على بعض المزايا المادية والملموسة: إذا كان FPS الخاص بك أعلى من تردد الشاشة، فلن تقوم بهذه الطريقة بتحميل بطاقة الفيديو بالكامل، وسوف تحدث ضوضاء أقل، وتسخن بشكل أقل وسيكون لها احتياطي أداء معين في حالة حدوث تغييرات مفاجئة وديناميكية في اللعبة ومن ثم ربما سيكون هناك عدد أقل من عمليات السحب غير السارة. ولكن هناك أيضًا ناقص: بعض اللاعبين لا يحبون استجابة الماوس في هذا الوضع. لذلك أترك الاختيار لك.
لقد فعلت ذلك لنفسي إطارا في الثانية_ماكس 0، لأنني أردت أن أفهم إلى أي مدى يمكنني زيادة عدد الإطارات في الثانية.

إعدادات الفيديو في CS:GO

سأصف فقط تلك المعلمات التي تؤثر حقًا على FPS.

1. إذن- أعتقد أن الكثير منكم يعرف أن المحترفين يلعبون بدقة 1024x768 أو 800x600. وهذا على الشاشات الكبيرة! تؤثر هذه المعلمة بشكل كبير على FPS. بالنسبة لي، كان الفرق بين 1280x960 و1024x768 هو 14 إطارًا، وبين 1280x960 و800x600 - 23 إطارًا في الثانية.
2. وضع العرض- في حالتنا فهو مناسبفي كامل الشاشة.إذا قمت بتعيين شاشة كاملة في النافذةثم سوف تنخفض FPS.
3. وضع توفير الطاقة - عنالإعداد مخصص بشكل أساسي لأجهزة الكمبيوتر المحمولة. ولكن إذا قمت بتعيينه على أنهعلى،ثم سوف تنخفض FPS.
4. الجودة الشاملة للظلال- بشكل عام، ليس له أي تأثير عملياً على FPS. بالنسبة لبطاقات الفيديو متوسطة المدى وبطاقات الفيديو المتطورة، فمن المؤكد أنه لا يوجد فرق كبير بينهمامنخفظ جداو عالي.علاوة على ذلك، عند الدقة المنخفضة، تكون الاختلافات البصرية بالكاد ملحوظة، فهل هناك أي فائدة من أن تكون جميلاً؟ نضعمنخفظ جدا.
5. تفصيل النماذج والقوام- يتم الشعور بهذا الإعداد بشكل أساسي عن طريق بطاقة الفيديو فقط. لذلك، إذا كان لديها ذاكرة كافية، فاستخدمها حسب تقديرك. مع 256 ميغابايت، كان لدي فرق قدره 2 إطارًا في الثانيةقليلو عالي.
6. تفاصيل التأثير- يؤثر على مسافة الرسم وجودة التأثيرات. لذلك تحدث هذه التأثيرات عادة عندما يكون هناك "مزيج" قوي، والكثير من الانفجارات، والشرر، والحرائق، والكثير من الناس. إذا انخفض معدل الإطارات في الثانية لديك بشكل ملحوظ في مثل هذه اللحظات، فحاول خفض هذه المعلمة. وفي جميع الحالات الأخرى -عالي.بالنسبة لي كان الفارق 1 إطارًا في الثانية.
7. تفاصيل التظليل- عند اختيار القيمة القصوى، انخفض معدل الإطارات في الثانية بمقدار 3 نقاط. على الرغم من أن هذا الإعداد هو المسؤول عن جودة الظلال والإضاءة، إلا أنه لا يزال من غير المرجح أن يكون لدى الجميع مثل هذا التأثير. لذلك، قم بالتلاعب بهذه المعايير في كلا الاتجاهين، خاصة بالنسبة لأولئك الذين يعانون من ضعف الرؤية.
8. معالجة متعددة النواة- في المعارك مع عدد كبير من اللاعبين يكون زيادة الأداء ملحوظًا. بالنسبة لي كان 6 إطارات في الثانية. يستخدم هذا الوضع العديد من نوى المعالج في وقت واحد، وهو ما يجب أن يقلل بشكل مثالي من التأخير والتباطؤ. ولكن هذا من الناحية النظرية. في الممارسة العملية هناك استثناءات. تأكد من اللعب بهذه القيمة. نحن نغادرعلى
9. وضع تجانس متعدد العينات- إزالة التأثير "الخشن" على الكائنات في CS:GO. يقع الحمل بالكامل على بطاقة الفيديو. بالنسبة لي كان الفرق بين المعطل و4xMSAA هو 7 إطارات في الثانية. بالنسبة للمهتمين، يوفر هذا الوضع (MSAA) جودة رسومات أسوأ قليلاً، ولكنه يوفر توفيرًا كبيرًا في قوة الحوسبة مقارنةً بسابقه SSAA.
10. وضع مرشح الملمس- بالنسبة لأصحاب بطاقات الفيديو الضعيفة، يوصى باستخدام الخط الثنائي. بالنسبة للباقي، فإن الخطوط الثلاثية مناسبة. لأنه لا يوجد فرق ملحوظ في الأداء. عند اختيار التصفية متباينة الخواص، كن مستعدًا لخسارة 1-2-3 إطارات في الثانية.
11. مكافحة التعرج مع FXAA- وضع آخر مضاد للتعرجات سريع الموافقةXimate Anti-Aliasing، ليس من الواضح سبب تضمينه في عنصر منفصل، ولكنه يعتبر حلاً أسرع وأكثر إنتاجية مقارنةً بـ MSAA، ولكن على بطاقة الفيديو ATI الخاصة بي، انخفض معدل الإطارات في الثانية بمقدار 13 قيمة. (لا أعرف ما هو السبب وراء ذلك، ربما مع السائق).
12. تزامن عمودي- في هذا الوضع، يرتبط الحد الأقصى لعدد الإطارات في الثانية بمعدل تحديث الشاشة. في بطاقات الفيديو العليا والمتوسطة، يسمح لك بحفظ مواردها وإنشاء ضوضاء أقل، لأنها تسخن بشكل أقل.
13. ضبابية الحركة- تنعيم الصورة عندما يتحرك الماوس بشكل حاد. لا يؤثر على FPS كثيرًا.
    

كان هذا أبسط و طريقة بأسعار معقولةانخفاض معدل الإطارات في الثانية في لعبة Counter-Strike: Global Offensive. لا يوجد شيء مبتكر هنا بخلاف ما هو موضح في الفيديو أدناه.