Testasimme DXR-säteenseurantaa ja DLSS-reunojenpehmennystä Shadow of the Tomb Raiderissa.

Viime syksynä julkaistu Shadow of the Tomb Raider -peli sai vihdoin viimeisimmän maaliskuussa julkaistun päivityksensä mukana tuen DirectX 12:n DXR-säteenseurannalle sekä NVIDIAn koneoppimista hyödyntävälle Deep-Learning SuperSampling- eli DLSS-reunojenpehmennykselle. Säteenseuranta toimii rautatasolla kiihdytettynä GeForce RTX -näytönohjaimilla ja juuri julkaistuilla 425.31-ajureilla myös GeForce GTX -sarjan näytönohjaimilla (vähintään GTX 1060 6 Gt), mutta DLSS-reunojenpehmennys on käytettävissä ainoastaan RTX-sarjalla.

Säteenseurannassa yksittäisten pikselien väri lasketaan jäljittämällä kuvitteellisen valon kulkema reitti katsojan silmistä läpi virtuaalisen 3D-ympäristön. Valon kulkiessa ympäristön läpi se voi heijastua objektista toiseen, luoda varjoja törmätessään objektiin tai taittua kulkiessaan läpikuultavien objektien lävitse. Tomb Raiderissa DXR-säteenseurannalla on toteutettu ainoastaan pelin varjot ja tarjolla on kolme eri tasoa:

  • Medium – Säteenseurantaa hyödynnetään vain pistemäisten valojen luomissa varjoissa (Point Light)
  • High – Lisänä spottivalojen ja auringonvalon luomat varjot
  • Ultra – Varjoihin on lisätty läpikuultavuuskomponentti (esim. aluskasvillisuuden jättämissä varjoissa varjojen syvyys kertautuu, jos useampi lehti luo varjon samaan kohtaan)

Lisäksi Ultra-tasolla käytetään useampaa kuin yhtä sädettä per pikseli per valonlähde, mikäli säde osuu jonkin objektin silhuettiin.

DLSS-reunojenpehmennyksen taustalla on monimutkainen prosessi, jossa NVIDIAn supertietokoneet ja neuroverkko pyrkivät oppimaan ja luomaan pelistä näytekuvien perusteella mahdollisimman hyvälaatuisia kuvia. Lopputuloksena käyttäjille toimitetaan ajureiden mukana pelikohtaista dataa GeForce RTX 20 -sarjan näytönohjainten tensoriydinten käytettäväksi ja suorituskyvyn parantamiseksi itse pelissä.

NVIDIAn mukaan DLSS on käytettävissä Tomb Raiderissa GeForce RTX -näytönohjaimilla tietyin ehdoin eri malleilla ja resoluutioilla.

  • 3840×2160: Ray Tracing On or Off: All RTX GPUs
  • 2560×1440: Ray Tracing On: All RTX GPUs
  • 2560×1440: Ray Tracing Off: RTX 2060 and 2070
  • 1920×1080: Ray Tracing On: RTX 2060 and 2070

DLSS on käytettävissä kaikilla GeForce RTX -näytönohjaimilla 4K UHD -resoluutiolla riippumatta säteenseurannasta ja 1440p-resoluutiolla säteenseurannan kanssa. GeForce RTX 2060 ja 2070 voivat lisäksi käyttää DLSS:ää 1440p-resoluutiolla ilman säteenseurantaa ja 1080p-resoluutiolla säteenseurannan kanssa. Ilmoitetuista rajoituksista huolimatta käytännössä pelistä sai kuitenkin DLSS:n käyttöön kaikilla näytönohjaimilla 1440p-resoluutiolla ilman säteenseurantaa.

Tässä artikkelissa testaamme, miten DXR-säteenseuranta ja DLSS-reunojenpehmennys vaikuttavat Shadow of the Tomb Raider -pelin suorituskykyyn sekä tutkimme niiden vaikutusta kuvanlaatuun.

 

Suorituskykytestit

Ajoimme suorituskykytestit 3840×2160-, 2560×1440- ja 1920×1080-resoluutioilla pelin parhaimmilla Highest-kuvanlaatuasetuksilla sekä Ultra-tason säteenseurannalla kaikilla neljällä GeForce RTX 20 -sarjan näytönohjaimella. Käytössä oli pelin uusin versiot ja uusimmat viralliset GeForce 419.67 -ajurit.

  • Gigabyte GeForce RTX 2080 Ti
  • MSI GeForce RTX 2080 Gaming X Trio
  • MSI GeForce RTX 2070 Armor
  • NVIDIA GeForce RTX 2060 Founders Edition

Muu testikokoonpano:

  • Intel Core i7-8700K (6/12 ydintä/säiettä, Turbo 4,7 GHz)
  • ASRock Z370 Taichi (Intel Z370)
  • 16 Gt AORUS RGB Memory 3200 MHz (16-18-18-36)
  • Kingston 480 Gt HyperX Predator PCIe M.2 SSD
  • Kingston 960 Gt HyperX Savage SSD
  • Cooler Master COSMOS C700P -kotelo
  • Cooler Master MasterLiquid Maker 240 -vesiijäähdytys prosessorille
  • Corsair HX1000 (1000W)
  • Microsoft Windows 10 Pro 64-bit

 

Testimetodit

io-techin näytönohjaintesteissä suorituskykyä mitataan pelaamalla peliä 60 sekunnin ajan ja OCAT-sovelluksen avulla mitataan keskimääräinen ruudunpäivitysnopeus ja 99. persentiili.

99. persentiili (99th percentile) ilmoittaa muuttujan arvon, jota parempia ovat 99 % arvoista. Yksinkertaistetussa esimerkissä on 100 mitattua arvoa, jotka asetetaan paremmuusjärjestykseen. 99. persentiili jättää huomioimatta huonoimman eli 100. arvon ja ilmoittaa 99. parhaimman arvon. Käytännössä 60 sekunnin aikana renderöidään tuhansia ruutuja.

Kyseessä ei ole siis perinteinen ruudunpäivitystesteissä esitetty minimiarvo, joka voi olla vain yksittäinen muita hitaammin renderöity ruutu ja poikkeustapaus, vaan minimi, kun 1 % huonoimpia ruutuja on jätetty huomioimatta.

 

GeForce RTX 2080 Ti

Teimme suorituskykytaulukot näytönohjainkohtaisesti eri resoluutioilla sekä DXR- ja DLSS-asetuksilla, jotta tulokset olisivat helpommin luettavissa.

GeForce RTX 2080 Ti:llä DLSS-reunojenpehmennys on käytettävissä vain 4K UHD- eli 3840×2160 ja  QHD- eli 2560×1440-resoluutioilla. 4K UHD -resoluutiolla DLSS-reunojenpehmennys paransi suorituskykyä reilu 30 % sekä säteenseurannalla, että ilman. 99. persentiili jäi Ultra-tason säteenseurannalla kuitenkin alle 40 FPS:ään, kun käytössä oli suurin resoluutio.-resoluutiolla 1440p-resoluutiolla DLSS-reunojenpehmennyksellä päästiin parhailla mahdollisilla kuvanlaatuasetuksilla ja säteenseurannalla jo yli 60 FPS:ään jopa 99. persentiilissä. Parhaan suorituskykyhyödyn DLSS:stä sai suurimmalla 4K UHD -resoluutiolla, sillä jo 1440p-resoluutiolla sen tuoma suorituskyky puolittui noin 15 prosenttiin.

 

GeForce RTX 2080

Myös GeForce RTX 2080 -näytönohjaimilla DLSS-reunojenpehmennys oli käytettävissä vain 4K UHD- ja 1440p-resoluutioilla. DLSS:n tuoma suorituskykyetu oli jälleen noin 30 % 4K UHD -resoluutiolla ja noin 15 % QHD-resoluutiolla. Säteenseurannan Ultra-asetus pudotti 99. persentiiliin noin puoleen keskimääräisestä ruudunpäivitysnopeudesta resoluutiosta riippumatta. Säteenseurannan Ultra-asetus tiputti suorituskykyä noin 20-30 %, kun DLSS-reunojenpehmennys ei ollut käytössä.

 

GeForce RTX 2070

GeForce RTX 2070 -näytönohjaimilla DLSS-reunojen pehmennys oli käytettävissä sekä 4K UHD- ja 1440p-, että 1080p-resoluutiolla. Full HD -resoluutiolla DLSS:n pitäisi kuitenkin olla käytettävissä vain yhdessä DXR-säteenseurannan kanssa, mutta koska jostain syystä saimme sen päälle myös ilman säteenseurantaa, niin myös kyseiset mittaukset löytyvät taulukosta. Niihin on kuitenkin hyvä suhtautua pienellä varauksella, koska esimerkiksi resoluutio saattoi olla jokin muu kuin 1920×1080, vaikka pelin valikot näin väittivätkin. DLSS-reunojenpehmennyksen tuoma etu 1920×1080 -resoluutiolla jäi enää noin 5 %:iin.

 

GeForce RTX 2060

GeForce RTX 2060 -näytönohjaimella tulokset mukailevat samaa linjaa. DLSS-reunojenpehmennyksen tuoma suorituskykyetu tippui 30 %:sta 5 %:iin käytettävästä resoluutiosta riippuen ja Ultra-tason säteenseurannalla 99. persentiilit jäivät puoleen keskimääräisestä ruudunpäivitysnopeudesta.

DXR-säteenseurannan vaikutus suorituskykyyn

Testasimme myös, miten eri DXR-säteenseurannan kuvanlaatuasetukset vaikuttavat suorituskykyyn. Ajoimme saman testirutiinin GeForce RTX 2080 Ti:llä 2560×1440-resoluutiolla, Highest-kuvanlaatuasetuksella ja kaikilla kolmella DXR-säteenseurannan eri asetuksella.

DXR-säteenseurannan Ultra- ja High-asetuksella ruudunpäivitysnopeus oli lähes identtinen, kun taas heikoimmalla eli Medium-asetuksella ruudunpäivitysnopeus oli noin 13 % korkeampi ja 99. persentiili lähes kaksinkertainen.

 

Kuvanlaatuvertailu

Kaikki alla olevat vertailukuvat on otettu 3840×2160-resoluutiolla ja Highest-kuvanlaatuasetuksilla, DXR-säteenseuranta päällä ja pois päältä sekä TAA- vastaan DLSS-reunojenpehmennys.

DXR-säteenseurannalla luodut varjot ovat jossain määrin luonnollisemmat ja pehmeämmät kuin ilman sitä. Maastoa ja kiviä, tarkastelemalla, voidaan huomata, että ilman DXR:ää varjot piirtyvät terävästi, niiden kontrasti on suuri ja ne erottuvat maastosta huomattavasti selvemmin. Tämä saattaa luoda vaikutelman ja illuusion, että ilman DXR:ää kuvassa olisi enemmän yksityiskohtia ja riippunee pelaajasta, kumpaa näkymää arvostaa enemmän.

DXR-säteenseurannan Ultra- ja High-asetukset näyttivät monilta osin lähes identtisiltä, kun taas Medium-asetuksella peli näytti lähes samalta kuin ilman säteenseurantaa.

Säteenseurannalla luodut varjot eivät luonnollisuudestaan huolimatta luoneet peliin sen suurempia vau-efektejä, etenkin kun otetaan huomioon Ultra- ja High-asetuksien aiheuttama noin 20-30 prosentin suorituskyvyn aleneminen.

Käytännössä DLSS-reunojenpehmennys toimi pelissä varsin hyvin. Yksityiskohdissa oli huomattavissa jonkin verran pehmeyttä ja sumeutta, mutta kaiken kaikkiaan se ei juuri häirinnyt pelaamista. Siihen nähden, että suorituskyky oli 4K UHD -resoluutiolla DLSS-reunojenpehmennyksellä noin 30 prosenttia TAA-reunojen pehmennystä parempi, erot olivat hyvin marginaalisia.

 

Loppuyhteenveto

Shadow of the Tomb Raider -pelin viimeisin päivitys toi mukanaan tuen reaaliaikaiseen säteenseurannalle sekä DLSS- eli Deep-Learning SuperSampling -reunojenpehmennykselle, jotka ovat käytettävissä NVIDIAn uusilla Turing-arkkitehtuuriin perustuvilla GeForce RTX 20 -sarjan näytönohjaimilla.

DirectX 12:n DXR-säteenseurantaa hyödynnetään tällä hetkellä pelissä ainoastaan varjoihin ja valittavissa on kolme eri säteenseurannan tasoa: Medium, High ja Ultra. Kaksi viimeistä haukkaavat melko suuren siivun suorituskyvystä, kun taas Medium-asetus ei tunnu tuovan ulkoisesti juuri mitään eroavaisuutta normaaleihin varjoihin ilman säteenseurantaa. High- ja Ultra-asetukset luovat varjoista luonnollisen ja pehmeän näköiset, mutta kokonaiskuvassa niiden merkitys pelin visuaaliselle ulkoasulle on melko pieni. Lisäksi suorituskyky romahtaa ruudunpäivitysnopeuden 99. persentiilissä noin 50 % käytettävästä resoluutiosta riippumatta.

Päivitys: NVIDIA julkaisi RTX 20 -sarjan näytönohjaimilla ajettujen testien jälkeen GeForce 425.31 -ajurit, jotka tuovat mukanaan tuen DXR-säteenseurannalle myös GeForce GTX -näytönohjaimille. Koska GeForce GTX -näytönohjaimissa ei ole käytössä säteenseurantaa rautatasolla kiihdyttäviä RT-ytimiä, niiden suorituskyky on GeForce RTX -näytönohjaimia heikompi. DXR-tuki vaatii toimiakseen vähintään GeForce GTX 1060 -näytönohjaimen 6 Gt:n muistilla.

Testasimme pikaisesti GeForce GTX 1080 Ti:llä suorituskykyä DXR-säteenseurannan eri tasoilla 1440p-resoluutiolla. Ultra- ja High-tasolla peli oli lähes mahdoton pelata ruudunpäivitysnopeuden tippuessa alle 20 FPS:ään säteenseurantaa käyttävissä valaistuissa kohdissa. Pimeissä ilman runsaita valoja ja varjoja ruudunpäivitysnopeus oli pelattavalla tasolle ja keskimääräiseksi ruudunpäivitysnopeudeksi muodostui noin 60 FPS:ää. Kuten kuvanlaatuanalyysissä mainitsimme, Medium-asetuksella peli näytti lähes samalta kuin ilman säteenseurantaa ja se näkyy myös suorituskyvyssä.  GeForce RTX 2070:een ja rautakiihdytettyyn säteenseurantaan verrattuna 1080 Ti:n 99. persentiili jäi puoleen DXR:n Ultra-asetuksella.

 

DLSS-reunojenpehmennys hyödyntää GeForce RTX -näytönohjaimien tensoriytimiä ja se ei ole käytettävissä GeForce GTX -näytönohjaimilla. DLSS on pelissä varsin hyvällä mallilla ja sitä voi helposti suositella käytettäväksi, jos peliin kaipaa lisää suorituskykyä. DLSS:n ero TAA-reunojenpehmennykseen on kuvankaappauksista havaittavissa, mutta peliä pelatessa eroihin ei juurikaan kiinnitä huomiota. DLSS:stä saatava hyöty suorituskykyyn määräytyy resoluution perusteella ja testeissämme se paransi ruudunpäivitysnopeutta noin 30 %, kun käytössä oli 4K UHD -resoluutio. Kun resoluutiota laskettiin, myös DLSS:n tuoma hyöty tippui portaittain. 1440p-resoluutiolla ruudunpäivitysnopeus kasvoi vielä noin 15 %, mutta Full HD -resoluutiolla hyöty tippui noin viiteen prosenttiin.

Shadow of the Tomb Raider julkaistiin viime vuoden syksyllä eli yli puoli vuotta sitten, joten DXR- ja DLSS-päivityksen tuomat kuvanlaatu- ja suorituskykyhyödyt tuskin palvelevat enää pelisarjan suurimpia faneja. NVIDIAn rummuttamat RTX-ominaisuudet näyttävät kuitenkin tämän toteutuksen johdosta entistä valoisammilta, etenkin DLSS:n osalta, jota kritisoitiin Battlefield V:n toteutuksen osalta ansaitusti.

Lue myös:

 

This site uses XenWord.