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Variable Rate Shading : le Graal pour les 60 FPS sur PS5 et Series X ? Nos explications

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Variable Rate Shading : le Graal pour les 60 FPS sur PS5 et Series X ? Nos explications
Variable Rate Shading : le Graal pour les 60 FPS sur PS5 et Series X ? Nos explications
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Microsoft met en avant une technologie particulière sur sa future Xbox Series X, qui devrait permettre d’améliorer la fluidité en jeu tout en maintenant une définition 4K. Son nom : Variable Rate Shading. Probablement aussi utilisé chez Sony, le VRS est avant tout une question d’optimisation logicielle. Explications.

La nouvelle génération de consoles qui arrive à la fin de l’année amène son lot d’acronymes et de termes techniques plus ou moins obscurs, mais importants pour comprendre ce qui la différencie de la génération précédente. Continuons donc d’explorer les technologies de l’image qui définissent ses futures machines et penchons-nous sur le Variable Rate Shading, ou VRS. Moins sous le feu des projecteurs que le ray tracing, le VRS est pourtant primordial dans le cadre de l’optimisation des jeux. Car faire tourner Halo Infinite ou Godfall en Ultra HD et à 60 FPS va nécessairement demander quelques “astuces” de la part des développeurs. Le VRS en fait partie.

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Pour le moment confirmé sur la Xbox Series X, le VRS a cependant des chances d’être également présent sur PlayStation 5, étant donné que les deux consoles sont basées sur la même architecture RDNA 2 de chez AMD, qui va utiliser cette technologie de rendu. Microsoft utilise cependant sa propre “version” du VRS, intégré à DirectX 12. Par ailleurs, rappelons que le VRS n’est pas une nouveauté, puisqu'il est déjà utilisé chez Nvidia depuis quelque temps, sous le nom d'Adaptative Shading. Le premier à en tirer parti était Wolfenstein II : The New Colossus

"Couvrez ce shader que je ne saurais voir"

Mais trêve de blabla, il est temps de rentrer dans le vif du sujet : en quoi consiste le Variable Rate Shading ? En quelques mots, on pourrait le définir comme une optimisation des calculs nécessaires à l’affichage d’une image en 3D, en fonction de la complexité de cette dernière.

Variable Rate Shading : le Graal pour les 60 FPS sur PS5 et Series X ? Nos explications
Le VRS selon Nvidia est utilisé de différentes façons.

Rentrons dans le détail : chaque pixel affiché à l’écran nécessite un shader, qui va lui donner sa forme, sa transparence, sa lumière, etc. Dans le cadre d’un affichage en Ultra HD, soit 3840 x 2160 pixels, la quantité de shaders à calculer en simultané est énorme, le nombre de pixels affichés à l’écran atteignant presque 8,3 millions. L’astuce du VRS, c’est de considérer que ces 8,3 millions de pixels ne nécessitent pas forcément le même niveau de rendu : ils peuvent être peu visibles, car dans la pénombre ou à la périphérie du regard du joueur (c’est aussi ce que l’on appelle le rendu fovéal pour la réalité virtuelle). Dans le cadre de mouvements très rapides (par exemple dans un FPS), c’est la même chose : pourquoi réquisitionner de la puissance pour calculer précisément un pixel qui sera flou ?

Une image particulièrement parlante est celle-ci dessous : dans Blair Witch de Bloober Team, nous passons une bonne partie du jeu dans la pénombre quasi totale. Dans ce cas là, est-il nécessaire de calculer le rendu de la forêt qui se trouve dans le noir et donc invisible aux yeux du joueur ? Le Variable Rate Shading trouve ici tout son intérêt, puisqu’il va adapter en temps réel le calcul de chaque shader en fonction de ce qui est éclairé. Dans le cadre de Blair Witch et de notre image exemple, près de la moitié de la “vue” du joueur est plongé dans le noir, ce qui représente autant de calculs en moins à effectuer pour la carte graphique.

A quoi cela sert-t-il de calculer tout le rendu des zones sombres ?

Variable Rate Shading : le Graal pour les 60 FPS sur PS5 et Series X ? Nos explications

Autre exemple, issu de la documentation de chez Nvidia : sur un jeu de course automobile comme Forza Horizon 4, il n’est pas nécessaire d’appliquer le même niveau de shader sur l’ensemble de l’image. Ici, seuls la voiture, l’horizon et le ciel sont calculés avec un niveau de détails “à 100 %”, puisque c’est sur cette zone que le regard du joueur va se concentrer pendant la conduite. Dans la zone colorée en vert, un seul shader va s’appliquer pour 4 pixels, et même pour 16 pixels dans la partie rouge, peu observée en jeu.

Crédit : Nvidia

Variable Rate Shading : le Graal pour les 60 FPS sur PS5 et Series X ? Nos explications

Bien entendu, tout n’est pas “noir ou blanc” et le VRS doit s’adapter constamment à ce qui est affiché à l’écran. Si nous prenons l’exemple de l’Adaptative Shading chez Nvidia, la technique est utilisée de plusieurs façons différentes et reprend les trois préceptes énoncés plus haut : selon la luminosité de la zone à calculer, la complexité de la texture, sa position par rapport au regard du joueur et la vitesse de mouvement qui entraine l’effet de flou (le fameux “motion blur”). Tout cela se combine pour donner un VRS “personnalisé”, qui permet d’économiser de précieuses ressources de calcul. Selon des tests réalisés par Tom’s Hardware sur Wolfenstein II, l’utilisation du VRS permet de gagner entre 5 et 15% de FPS supplémentaire en jeu. Cela peut sembler faible, mais c’est ce qui peut faire la différence pour parvenir à dépasser les 60 FPS en Ultra HD tant espéré sur les prochaines consoles.

Chargement de la vidéo

Le VRS que Microsoft compte utiliser dans la Xbox Series X vient quant à lui du PC et fait partie de l’API DirectX 12. Présenté initialement en mars 2019, il permet en théorie de gagner jusqu’à 20% de performances en plus, avec une perte visuelle quasi invisible. La compagnie donne d'ailleurs un exemple avec Civilization VI (ci-dessous) : seules les zones en rouge profitent d'un shader "complet". Si une toute petite poignée de jeux utilisent aujourd’hui cette technologie, plusieurs éditeurs et développeurs comptent l’utiliser pour leurs prochaines productions. Parmi eux Ubisoft, Turn 10, Playground Games, 343 Industries ou encore Epic Games.

Un exemple de VRS sous DirectX 12 avec Civilization VI

Variable Rate Shading : le Graal pour les 60 FPS sur PS5 et Series X ? Nos explications

Avec le ray tracing ou encore le SSD, le Variable Rate Shading fait partie des points importants à analyser quand la Xbox Series X et la PlayStation 5 sortiront. Si la seconde n’utilise pas encore officiellement cette technique, sa présence sur l’architecture RDNA 2 d’AMD - qui sera sur les deux consoles - laisse fortement supposer que le VRS sera dans votre TV, quelle que soit la machine qui trônera sous votre salon d’ici quelques mois. Le Variable Rate Shading est en tout cas une preuve de plus que la next-gen sera tout autant une question d’optimisation que de performances brutes.

A LIRE : Ray tracing : qu'est ce que c'est et comment ça marche ?

Profil de jiikaa,  Jeuxvideo.com
Par jiikaa, Journaliste jeuxvideo.com
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COMMENTAIRES

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infireman
infireman
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le 27 mai à 10:44

Euh c'est pas un shader par pixel, c'est un shader par objet/matériau

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alexzen75
alexzen75
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le 19 mai à 21:31

C'est du maquillage ! Vous n'allez jamais avoir du 60 FPS en ultra mais du 60 en maquillage et lol 30 fps sur le prochain AC. Puissance de calcul digne d'une mauvaise gtx 1080 en 2021. GG le marketing vendeur 4k et surtout la révolution du disque SSD lol .

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Commentaire édité 19 mai, 21:32 par alexzen75
DavPogo
DavPogo
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le 18 mai à 18:36

Pour Blair witch ça me rappelle l'astuce génial utiliser par doom 3 qui fonctionnait avec du normal mapping : comme le jeu se passe dans le noir, toute zone non éclairé était pas rendu ce qui permettait un jeu magnifique et optimisé
Je trouve ce genre d'astuce trop cool

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mbret
mbret
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le 18 mai à 07:55

Vous pouvez pas mettre des lien youtube comme tout le monde ou changer vos serveurs au lieu dutiliser ce lecteur moisi serieux ? Ca fait genre 5 ans que tout le monde le demande en fait. Je vis au Japon et il m est impossible de lire une video a plus de 200p. Incroyable

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Commentaire édité 18 mai, 07:55 par mbret
makishima
makishima
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le 17 mai à 20:13

Vous voulez du 60 fps ? Restez en 1080p. Pour du JV ou du ciné c’est largement suffisant . La 4K ça bouffe de la ressource pour un gain visuel anecdotique. Après faut bien qu ils trouvent un moyen de vendre des tv et des consoles . L œil humain lui ne change pas .

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fafapouni
fafapouni
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le 17 mai à 15:41

En attendant de la "next Gen" à part des belles paroles on a rien vu de concret, et surtout pas des jeux, ah si de fakes gameplay, des démo techniques de moteurs révélateur de rien du tout, BREF on nous vend du rêve sur du vent...

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Signonerock
Signonerock
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le 17 mai à 13:13

Ray Tracing, 120 images par seconde, 8 K..."ça", c'était au début.lol

- 120 images par seconde est depuis un bon moment aux abonnés absent.
- 8K à remballer ses fringues et s'est définitivement barré
- IA est toujours aux abonnés absent...
- Physique pareil, ils ont perdu sa trace.

Ce que je retiens des consoles qui vont arriver ?
Le traitement des données sera extrêmement plus rapide, moins ou plus du tout de chargements...un progrès.
Le ray tracing pourra être utilisé....une nouveauté dans les jeux sur consoles.
En gros voilà de quoi parlent Sony et Microsoft depuis des semaines.

A la base, s'ils veulent m'impressionner ? - , qu'ils généralisent le 1080P x 60 images par seconde avec du ray tracing dedans, des IA moins conne que celle qu'on a aujourd’hui et de la physique bien géré et "là" je serait impressionné.
Que ce soit Microsoft ou Sony, ou les développeurs qui ont les kits de développements des futures consoles, toute la com est centré sur la résolution, sur le traitement des données, sur le ray tracing....
Pas un mot, pas un seul sur la physique, pas un mot sur l'IA...à croire que ce qui est important c'est juste la résolution, le ray tracing et le traitement des données en jeu....

En fait, les " spécificités" techniques c'est "A" chez l'un, puis "B" chez l'autre....
Moi, j'attends de voir les futures exclusivités des deux consoliers, il n'y a que les jeux qui feront la différence.

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niknsx
niknsx
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le 17 mai à 13:08

On appelle pas ça de l'optimisation, on appelle ça de la dégradation d'image.
Même sur switch on peut faire de la 4k en utilisant de la dégradation d'image, ho pardon je voulais dire de l'optimisation lol.
Cette nouvelle gen va être aussi ridicule que celle de la ps4/one qui promettais du 1080p 60fps.

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G_of_tsushima
G_of_tsushima
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le 17 mai à 13:00

Un jeu d aventure style Unchzrted en 60 fps c'est dégueulasse ça fait caméscope
Vaut mieux du 30 fps pour le côté cinéma
Sinon en jeu de bagnole du 60 fps c'est obligé sinon ça te bouffe les yeux avec la vitesse sur du 30 fps ça donne la migraine
En gros plus le jeu est rapide plus ya besoin de frame rate
Donc tout dépend du type de jeu

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fafadou
fafadou
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le 17 mai à 12:52

Cette puissance de calcul qui va servir à faire du downgrade.

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Top commentaires
Deod0rant
Deod0rant
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le 16 mai à 11:05

http://www.noelshack.com/2020-20-6-1589619870-fps.jpg

J'ai l'impression de voir le même discours à chaque nouvelle génération de console.

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Skwat42
Skwat42
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le 16 mai à 10:16

Un gain de performances sans diminution visible de la qualité graphique ? Je dis bravo, ça c'est de l'innovation technologique utile :bravo:

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