7. 3. 2014

Rozlíšenie 1080p je mŕtve, nech žije "1080p"


Chroma sub-sampling image processing. Aj keď to málokomu z vás niečo hovorí, verte mi, že najbližšie roky pôjde o jednu z tém dňa. Je to vlastne psychovizuálny model a podobne ako pri tom psychoakustickom ide o následovné - odstrániť z informácie /v prípade našich hier: grafika, zvuk/ maximálny objem dát tak, aby ste si ničoho nevšimli. Žiaden zjavný pokles kvality. Fyzika oko, ucha a hlavne chémia mozgu majú svoje prirodzené limity, ktoré vieme šikovne využiť. Najprv však pár viet o čiernobielej televízií, chce to trochu histórie, inak nepochopíte čo sa na nás vlastne valí.

ČB TV je niečo, čo dnešné deti nezažili. Farba bola kódovaná vlastne "svetivosťou" /luminance, kód Y/. Biela, čierna a odtiene šedej. Neskôr prišla aj skutočná farebnosť /chrominance, chroma, kód C/ a s ňou maličký problém, ako zachovať spätnú kompatibilitu, to jest v jednom analógovom signály /bez enormného nárastu množstva dát/ prenášame informáciu pre čiernobielu aj farebnú telku. Múdre hlavy teda vynašli UV chroma postup a farba sa derivuje z luma kanálu. Je to more veľmi šikovnej teórie, ktorou je zbytočné vás obťažovať, podstatné je totiž niečo oveľa dôležitejšie. Náš mozog má skutočne odlišnú citlivosť na luma /jas/ a chroma /farba/ zložku. Oveľa menej na chroma !! Takže môžme stratovo komprimovať ako blázni /jpg-mpg formát je založený aj na tomto fakte/ a obraz napriek vyzerá stále rovnako "dobre".


Pôvodne prastará TV technika chroma sub-sampling /chroma kanál o výrazne nižšej presnosti/ sa dnes bežne používa v moderných hrách napríklad pre systémovo ďaleko menej náročné spracovanie postefektov /strana č.53, frostbite engine/, tie vlastne bežia v nižšom, nie natívnom rozlíšení frejmu. Dosahujú sa výborné výsledky a v DICE majú s touto technikou ešte bohaté plány ako vidíte v tej ich prezentácií /luma antialiasing atď/.

Ide totiž o to, že dnes na svete niet herného systému, ktorý by jeden herný 1080p /4K/ frame utiahol v maximálnej hĺbke, presnosti alebo rozlíšení všetkých jeho render targets a bufferov. A je ich požehnane. Prestavte si to ako matricu 1980x1080 pixelov, cez ktoru prikladáte postupne 4-8-12 transparentných folií a finálna podoba jednotlivých bodov vzniká miešaním všetkých týchto vrstiev. V podstate je dnes bežné a standardné, že 720p alebo 1080p frame obsahuje "polovicu" grafických informácií v 1/2, 1/4, 1/8 či dokonca 1/16 rozlíšení !! Ľudské oko/mozog potrebuje spekulárnu časť svetla vo veľmi vysokom detaile-frekvencii /napríklad lesklé odlesky svetla/ ale bohato mu stačí difúzna komponenta alebo aj alfa efekty o 1/2-1/4 rozlíšení - ambientná oklúzia, sekundárne odrazy svetla, dym a výbuchy, odrazy na vode. Pikantné je, že difúzna zložka podstatne prispieva ku fotoreálnosti grafiky a v najvyššej presnosti je veľmi náročná na výkon /GPU ALU, mem priepustnosť/, takže nám to skvele hraje do kariet.

Kauza KZ:SF MP a jeho pseudo 1080p. Je to rafinovaná technika falošného upscale, o ktorej som tu písal už aspoň pred rokom. V podstate tu v SP kampani máme klasicky natívny 1080p frame na priemerných 38 fps /povedzme, presne to nezisťujem/. V MP režime pochopiteľne chcete čo najviac frejmov za sekundu a teda čo najnižšiu latenciu = presnejšie mierenie a pohyb. Existuje more techník ako to "bezbolestne" a rýchlo dosiahnuť /čas sú prachy a ide o launch hru, kde ide na prvom mieste o splnenie šibeničného termínu, krása ide bokom/. Každý z vás vie, že stačí "stiahnúť efekty, detaily" alebo rozlíšenie obrazu /hoc použitie otrepaného dynamického framebuffera ala RAGE od Carmacka/ a fps okamžite poskočí. GG na to išlo trochu inak. Aj v MP majú plný 1080p frame ale polovicu pixelov získavajú dosť náročnou rekonštrukciou dát posledných frejmov /táto technika a všetky jej variácie budú masovo používaná v mnohých, ďalších hrách/. Veľmi jednoducho popísaný postup máte v odkaze na začiatku kapitolu, mňa však okamžite napadlo niečo iné.

To, že si tento grafický manéver nikto v praxi nevšimol /ani sony hater a MS Ližprdel z eg.net/, svedčí o vysokej kvalite použitej metodiky. Na inú vec však upriamim vašu pozornosť. SONY je údajne tesne pred odhalením svojej vlastnej VR prilby. Logicky potrebujete pri renderovaní obrazu pre dve oči aj dvakrát toľko výpočtov a teda zákonite nemôžte dosiahnuť tú istú kvalitu grafiky ako v "nie-stereo móde". Dopredu som však upozorňoval na to, že existujú programovacie techniky /a vyvíjajú sa aj dalšie/ ako si s tým elegantne poradiť a KZ:SF MP je toho klasický príklad. Budem sa teda tváriť veľmi "prekvapene", ak nepôjde o prvú prezentovanú VR "1080p" hru od SONY "bez degradácie" grafiky, v slušnom rozlíšení a predsa na akceptovateľnom framerejte.