За что отвечают графические настройки в играх. Рассказываю простым языком с примерами

Привет! Рад написать новую статью, в которой я постараюсь для обычного рядового геймера по пальцам объяснить, за что отвечают графические настройки в играх, потому что многие геймеры до сих пор не понимают, что такое антиалиасинг, вертикальная синхронизация и так далее. А эти штуки напрямую влияют на игровой процесс (вертикальная синхронизация так и вовсе способна быть причиной проигрыша в игре).

Начнём с простой базы и основ и будем рассматривать более сложные вещи.

Цель - чтобы геймер научился более осознано менять настройки графики, а не доверял готовым пресетам или автоматическому определению настроек графики, потому что пресеты и автоматика не всегда работают корректно.

Ну а после прочтения можете ознакомиться с другими моими работами:

Какие хитрые трюки и методы используются в разработке игр

Как создать игру с нуля в Unreal Engine | Бесплатный курс для новичков. Мой курс на 10 часов

Любая игра, да и вообще всё на наших включенных мониторах состоит из пикселей. Это такие маленькие квадратики, которые содержат в себе информацию о цвете. Например, здесь картинка прям явно пиксельная:

И дело в том, с помощью параметра разрешения экрана мы можем обозначать, сколько пикселей будет на нашем экране, и, соответственно, в нашей игре.

Например, HD качество начинается от 1280 x 1080 пикселей, где 1280 - количество пикселей по горизонтали, 1080 - по вертикали. Соответственно, 1920 x 1080 -это FULL HD, 4096 x 2160 - это 4K и так далее.

Таким образом, чем больше пикселей по горизонтали и вертикали, тем лучше и чётче картинка. Однако есть нюанс. Если, скажем, ваш монитор не поддерживает 4K разрешение экрана, то и смысла выкручивать настройки на 4К вам нет. Только в FPS (FPS - это сколько кадров рисуется в секунду, если упрощать - то "плавность картинки") потеряете, а игра, возможно, будет фризить, а то и вообще начнутся разные странности.

Вот, например, разница в игре Assassin's Creed Black Flag:

При этом вы возможно часто видели на YouTube или где-то ещё такие штуки, как 720p, 1080p, 1440p и так далее. Это количество вертикальных пикселей. Например, 1920 x 1080 может помечаться как 1080p и так далее.

Влияние разрешения экрана на производительность ПК очень большое, имейте в виду.

Тоже связано с вашим экраном. Тут чуть сложно объяснить, но если коротко, то соотношение сторон - это пропорция между шириной и высотой изображения, экрана или видео.

Например, 16:9 означает, что на каждые 16 единиц ширины приходится 9 единиц высоты. И если вы выберете неверное соотношение сторон, то картинка будет как бы "урезаться":

При этом соотношение сторон обычно "подстраивается" под разрешение экрана и наоборот:

Ну и соотношение сторон, как я и сказал, тесно связано с разрешением экрана, а значит и тоже сильно влияет на производительность.

Как мы с вами разобрались ранее, то любая игра состоит из пикселей (цветных квадратиков), которые собираются в единую картинку, а картинка способна накладываться на какой-либо объект. Таким образом объект приобретает текстуру (если идти дальше, то и материал, а если идти ещё дальше, то и шейдер, но это уже глубоко копнём).

Так вот, мы можем регулировать качество этих самых пикселей/текстур. Если настройки выкручены на максимум, то качество пикселей становится детальнее и чётче. Если выкручены на минимум, то и картинка становится хуже, однако вы получаете прирост в производительности, потому что вашей технике проще обрабатывать менее детальные пиксели, поскольку если в пикселе меньше деталей - то в нём значит меньше информации - значит машине проще эту информацию извлекать и выводить на экран.

Влияние качества текстур на ПК - очень сильное.

Подбираемся к более сложным вещам.

Дело в том, что пиксели могут располагаться по отношению к игроку под углом или на каком-либо расстоянии. Так вот, фильтрация попиксельно разбирает текстуру, заново просчитывает положение и дистанцию текстуры (пикселей) и выводит на экран. В зависимости от типа фильтрации текстур будет меняться качество картинки в игре. Например, обратите внимание на дальние мыльные текстуры слева и на дальние более детальные текстуры справа.

Есть три вида фильтрации (ниже наглядная картинка будет):

- Билинейная (простейший алгоритм; меньше нагружает машину, но даёт хуже качество);

- Трилинейная фильтрация (картинка более чёткая, но всё равно возможны артефакты в виде размытия и "лесенок");

- Анизотропная фильтрация (самый лучший вариант фильтрации текстур, однако больше грузит систему).

Выше я написал, что анизотропная фильтрация - самая лучшая, но больше грузит систему. Но если у вас слабая машина, то не отчаивайтесь, потому что у анизотропной фильтрации есть коэффициенты (2x, 4x, 8x и 16x).

Эти коэффициенты определяют, сколько пикселей на текстуре будет обрабатываться. Поэтому если у вас сильная машина, то ставьте анизотропную фильтрацию 16x. Если слабее - 8x. Если уж совсем печаль, то 2x. А если машина уж совсем доисторическая, то ставьте либо билинейную или трилинейную фильтрацию.

Но если же брать в совокупности, то в основе своей фильтрация текстур сильно ваш ПК не нагружает, если сравнивать это с разрешением экрана, качеством текстур и так далее. Современные (и не очень) машины давно научились спокойно работать с такими вот пикселями. Поэтому можете выкручивать на максимум анизотропную фильтрацию (опять же, если у вас более-менее современный ПК).

У нас есть игровая модель. Она состоит не только из текстур/пикселей, но и из различной геометрии. Однако есть один момент. Вы можете в 3D программе сделать, скажем, модельку оружия. Она будет максимально гладкой, красивой, состоять из различных геометрических фигур.

Однако если вы засунете свою модель в игровой движок, то движок вашу модельку триангулирует. Т.е. он разобьёт вашу модель на треугольники. Можем посмотреть здесь, что вся модель персонажа из игры Quantum Break - в треугольниках:

Но проблема в том, что движок может триангулировать модель таким образом, что модель потеряет в деталях.

Так вот, тесселяция позволит автоматически к сетке объекта добавить многоугольники, из-за чего объект будет выглядеть детальнее. Посмотрите на уши, шею и одежду непревзойдённого Макса Пэйна:

Когда тесселяция выключена, то мы видим прям явные полигоны модели (когда я говорю про полигоны, то в том числе имею в виду и треугольники).

Однако если тесселяцию включить, то к треугольникам как бы добавляется фейковая геометрия, которая сглаживает треугольники. Тут если ошибаюсь насчёт фейковости, то пусть меня в комментариях поправят специалисты в области 3Д.

Поэтому без тесселяции ваши объекты будут "треугольными" вблизи, а тесселяция наоборот сделает их более плавными. Но и нагрузит систему, естественно.

Поэтому влияние тесселяции на компьютер зависит от количества объектов в игре. Если это условная Superhot, то там тесселяцию можно крутить без проблем на максимум, если в игре куча объектов, даже мелких, как в Control, то тут уже смотрите по ситуации, может быть имеет смысл её отключить, если идут лаги.

Как мы с вами помним, то объект состоит из текстур, а текстуры - из пикселей. А пиксели у нас какие? Верно, квадратные. И вот как выглядят пиксели без сглаживания (слева) и как со сглаживанием (справа). Про справа, а именно про методы сглаживания, поговорим чуть позже.

И когда у нас нет метода, который бы сглаживал эти самые пиксели по краям объекта, то происходит вот такая вот картина:

Мы видим слева "лесенку". Т.е. если говорить максимально грубо, то пиксели за счёт своей "квадратности" портят наш объект, как мы видим это выше.

Так вот, чтобы убрать эти "лесенки", то придумали Anti-Aliasing, или если по-простому - сглаживание, которое получает информацию о таких вот "лесенках" и сглаживает их, чтобы получить картинку справа.

Видов Anti-Aliasing есть просто куча. Я не стану их все здесь детально разбирать, как эти методы работают с пикселями, а пройдусь буквально коротко:

FXAA (Fast Approximate Anti-Aliasing) - минимальный удар по производительности машины, но и качество сглаживания не очень;

MSAA (MultiSample Anti-Aliasing) - работает лучше, но не идеально. Больше кушает производительность. У MSAA есть несколько типов: 2x, 4x, 8x, 16x. Соответственно. чем выше значение - тем больше количество сглаживаемых пикселей, тем больше нагрузка.

SSAA (SuperSample Anti-Aliasing) - название говорит само за себя. Много кушает.

DSR (Dynamic Super Resolution) - больше кушает, но лучше сглаживание

TAA (temporary anti-aliasing) - качество будет такое же, как у MSAA, но меньше кушает производительности.

Поэтому какой вам выбрать тип сглаживания - нужно смотреть на соотношение FPS/картинка. Если коротко, то для слабых и средних компов: FXAA, TAA, MSAA с настройками коэффициентов сглаживания. Для более сильных машинок - SSAA и DSR.

Влияние сглаживания на производительность - среднее.

До сих пор ведутся споры, относится ли DLSS и FSR напрямую к сглаживанию или нет, потому что по сути эти две системы не только способны увеличивать частоту кадров у геймеров, но и способны за счёт искусственного интеллекта "дорисовывать" пиксели на экране, тем самым делая картинку чётче (хотя иногда и способна превращать картинку в "мыло", ибо нейронки способны наоборот иногда картинку подпортить).

Если говорить как есть, то эти две штуки - технологии масштабирования картинки + позволяет увеличить ваш FPS в играх.

Если у вас видеокарта NVidia серии RTX, то вы сможете включать DLSS (Deep Learning Super Sampling.

А вот FidelityFX Super Resolution (FSR) от компании AMD (прямой конкурент NVidia, кстати), запускается как на видеокартах этой компании, так и даже на некоторых видеокартах Nvidia и Intel.

Поэтому если хотите прироста FPS - включайте DLSS/FSR (в зависимости от того, что у вас поддерживает видеокарта). Если же хотите играть в "реальном" качестве, без нейронок- то можете просто отключить их и играть в так называемом Native (реальном качестве игры, без ИИ).

При этом данные системы позволят вам сделать акцент как на графику, так и на производительность. А то и поставить на баланс. Тут уже как вы сами хотите.

В целом же на количество кадров такие технологии влияют положительно и не нагружают вашу систему, а наоборот, в некотором роде даже разгружают. Поэтому если чувствуете, что хотите более плавной картинки (иногда в ущерб качеству из-за косяков ИИ) - то можете включать.

Технология, связанная со светом (а точнее - с тенями). Глобальное затенение отвечает за то, какого качества будут тени от объектов.

Тени, как вы видите, позволяют создавать "объёмы" для объектов. Но и всё, что связано со светом - способно отжирать большие ресурсы. Поэтому если машина слабая, то отключайте AO в играх. Если позволяет машина - конечно же включайте.

Есть три основные технологии глобального затенения:

SSAO (Screen space ambient occlusion) - особо не нагружает систему;

HBAO/HBAO+ (Horizon ambient occlusion) - работает чётче, но нагружает систему

VXAO (Voxel Accelerated Ambient Occlusion) - мощное глобальное затенение, но кушает много ресурсов.

Тут в принципе рассказать нечего. Если хотите качественные тени - делайте высокие настройки. Если хотите сделать качество воды проще - делайте низкие. Объёмное освещение (всякие лучи, которые пробиваются сквозь деревья) - тоже настраивайте под свои нужды и смотрите на FPS и качество картинки.

Тут нет никаких "подковырок". Всё понятно и просто. Однако имейте в виду, что эти настройки способны сильно вдарить по производительности (в особенности свет и отражения). Поэтому тут - экспериментируйте.

Но я бы старался выкручивать больше тени и освещение, а меньше - воду и траву, а не наоборот. Но тут всё зависит от вашей игры (вдруг у вас вся игра на воде) и от вашего железа, конечно же.

При этом я бы хотел отметить такую вещь, как глобальное освещение. Это метод, который как понятно из названия, обрабатывает свет и отражения в игре. Есть Ray Tracing, есть Path Tracing, а есть Lumen.

Это физически корректное отражение света в игре, но и затратное. Самое затратное - это Path Tracing. Менее затратный метод - Ray Tracing (если его правильно настроить), ну и самый простой для обработки метод глобального освещения - Lumen.

Поэтому если у вас слабый компьютер, то рекомендую глобальное освещение не включать и играть в режиме локального (прямого) освещения, ибо переотражение света - довольно затратная процедура. Если же компьютер более-менее сильный, то глобальное освещение сильно улучшит вашу картинку:

Звучит страшно и непонятно. Но тема эта важная. Смотрите, может быть такая ситуация, что ваша игра производит кадров больше, чем может отобразить ваш экран, в результате чего происходит разрыв экрана, как здесь:

Однако вы вполне даже этого не заметите, ибо происходит такой разрыв довольно быстро. Но если вам это всё-таки мешает, то вы можете включить вертикальную синхронизацию, однако имейте в виду, что она не просто так в большинстве игр по умолчанию стоит выключенной.

Допустим, если у вас игра работает в 100 кадров в секунду, а ваш монитор способен выдавать 60 Гц, то у вас произойдёт та самая синхронизация, которая уронит ваши 100 кадров игры до 60 кадров (до 60 Гц вашего монитора) + это большая нагрузка на производительность + возможны задержки ввода (когда игра делает вашу команду с задержкой) и прочие нехорошести.

Поэтому если вы киберспортсмен или просто заядлый игрок в КС, а может быть вы игрок в соулсы, который кричит в экран: "Я же нажал перекат!" перед смертью у босса, то подумайте, не лучше ли вам выключить Vsync...

Тут всё просто. Когда вы передвигаете камеру или вашего персонажа, то происходит размытие картинки. Я чаще всего отключаю размытие в движении, ибо от него у меня просто устают глаза, но вы можете оставлять, ибо размытие в движении требует очень мало производительности и не нагружают систему сильно.

На этом всё. Надеюсь, что статья была вам полезна. Если вдруг есть какие-то ошибки или спорные моменты - пишите в комментариях.

Я веду свой YouTube канал по обучению создания игр на Unreal Engine, если интересно - заглядывайте!