Variable Rate Shading (VRS) は、過去 3 年間、PC ゲームではほとんど無視されてきた主要なグラフィックス技術です。これはすべての最新の AMD および Nvidia グラフィックス カード で動作し、画質の低下を一切認めずにパフォーマンスを 20% も向上させるというシンプルな目標を掲げています。
すごいですね？おそらく、これについてあまり聞いたことがないのには理由があります。ここ数年は、現代のグラフィックス時代のパフォーマンス節約のチャンピオンとして、Nvidia の Deep Learning Super Sampling (DLSS) と AMD の FidelityFX Super Resolution (FSR) に焦点を当ててきました。 VRS はゲーム開発者にとって最高の利益を提供しますが、同様に優れたツールですが、ひどく十分に活用されていません。
可変レート シェーディング: 新しいものではありません
VRS は新しいものではありません。DirectX 12 の機能を発表した Microsoft のブログ投稿は 3 年以上前のものです。よく知らない方のために説明すると、VRS はシーン内でシェーダーが適用される解像度を変更します。ゲームの解像度は変わりません。 VRS は、GPU に冗長な作業を実行させるのではなく、単に隣接するピクセルがシェーダーを共有できるようにします。
たとえば、シーンの隅に詳細があまりなく影で覆われている場合、グラフィック カードは各ピクセルの光、色、テクスチャの値を計算する必要はありません。それらをグループ化することで手間を省くことができます。2×2 グリッド内の 4 つのピクセルは非常に類似したシェーディング値を持つ可能性があるため、VRS は 1 つのシェーダーのみを計算し、それをグリッドの残りの部分に適用することでパフォーマンスを最適化します。グリッドのサイズがシェーディング率であり、グリッド内のピクセルが多いほどシェーディング率が低くなります。
その小さな変更がパフォーマンスに大きな違いをもたらす可能性があります。たとえば、4K の Gears Tactics では、VRS により平均フレーム レートが 22.9% 向上しました。これが最良の例ですが、 『バイオハザード ヴィレッジ』 でも平均フレーム レートが 9.8% 向上し、 『ヒットマン 3』では 8% の確実な向上が見られました。そして、VRS の背後にある考え方は、オンにすると見分けがつかなくなり、本質的に無料のパフォーマンスを提供できるようにするというものです。
3 年以上前のものであるにもかかわらず、PC 上で VRS をサポートするゲームはごく少数です。この問題については後ほどコラムで取り上げますが、より差し迫った問題は、VRS をサポートする数少ないゲームの中で VRS がどのように使用されるかということです。
VRS には 2 つのバケツがあります。1 つは無料のパフォーマンスを提供する革新的なキットのように見せ、もう 1 つは役立つというより害を及ぼす機能のように見せます。
VRS の 2 つの世界
Microsoft の DirectX 12 Ultimate には、2 つの層の VRS があります。つまり、適切な名前の Tier 1 と Tier 2 です。Tier 1 VRS はゲームで使用される最も一般的な技術であり、これが問題の核心です。このレベルは個々のピクセルには関係なく、代わりに各描画呼び出しに異なるシェーディング レートを適用します。たとえば、背景アセットを描画する呼び出しがある場合、背景アセットのシェーディング レートは 2×2 ですが、前景に描画されるアセットのシェーディング レートは 1×1 である可能性があります。
Tier 2 VRS はあなたが望むものです。これははるかに詳細であり、開発者は描画呼び出し 内で シェーディングを行うことができます。つまり、モデルの一部には 2×2 のシェーディング レートを設定できますが、同じモデル上のより詳細な領域には 1×1 を使用できるということです。 Tier 2 VRS は理想的であり、開発者はパフォーマンスを最大限に引き出すために重要な細部に集中できます。
問題: VRS をサポートするゲームの数は少ないですが、そのほとんどは Tier 1 のみを使用しています 。私が調べた最新のゲームである Resident Evil Village は Tier 1 VRS を使用しています。これが上記の画質にどのような影響を与えるかがわかります。Tier 1 VRS がカメラから数フィート離れた場所にあるすべてのものをひとまとめにして、雪の中のピクセルを確認できます。
これを 、Tier 2 VRS をサポートする Gears Tactics と比較してください。 200% 近くまで拡大すると、品質にわずかな違いがありますが、Tier 1 よりもはるかにきれいに見えます。2 つを並べて拡大すると違いがわかりますが、これら 2 つのフレームを背中合わせに配置してください。ブラインドテストでは違いがわかりません。確かにできませんでした。
実質的に画質を落とさずに無料でパフォーマンスを提供できるのは非常に大きなことですが、少なくとも PC では、VRS は必要なほど話題になっていません (Tier 1 と Tier 2 の間の議論は言うまでもなく)。 Gears Tactics と Gears 5 を Tier 2 VRS に 移行した後でも、開発者はパフォーマンスを節約する列車に飛びついたわけではありません。代わりに、VRS はコンソールの限られた電力バジェットに主に焦点を当てており、ある特定のコンソールがこの機能を妨げています。
コンソールの封鎖
VRS に 2 つの種類がある理由は、Tier 2 が動作するには特定のハードウェアが必要であるためです。 Nvidia の RTX グラフィックス カードと AMD の RX 6000 GPU は 、Xbox Series X と同様にハードウェアをサポートしています。古いグラフィックス カードと PlayStation 5 はサポートしていません 。代わりに、ゲーム内で利用可能な場合でも、Tier 1 VRS のソフトウェア ベースのバージョンを使用します。
マルチプラットフォーム タイトルに取り組む開発者は通常、最小公倍数、つまり Tier 1 VRS に焦点を当てます。サポートされているハードウェアでわざわざ Tier 2 VRS をサポートしている開発者は少数しかいません (たとえば、id Software は Xbox Series X の Doom Eternal で Tier 2 VRS を使用しています)。しかし、最新の AAA ゲームの大部分は次のいずれかです。 VRS をサポートしないか、この Tier 1 アプローチを使用しないでください。
Gears Tactics が示すように、開発者による適切な Tier 2 実装は最高の画質とパフォーマンスを提供します。確かに、DLSS と FSR は、開発者が PC ゲームのパフォーマンスを向上させるための簡単なソリューションを提供します。しかし、適切な Tier 2 VRS では、画質の違いがほとんどなく、約 20% の向上が見られるため、無視することはできません。
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