後測試過 PS4 Pro並提出控制台硬體改進,是時候深入了解一下了。更具體地說,是在控制台的圖形電路上執行「開放心臟」操作。在本文中,我們將重點介紹 AMD 晶片,並進一步介紹索尼用來在客廳電視上顯示超高清影像的一些工具。
PS4 Pro 運行 AMD Polaris
在我們採訪 PS4 Pro 系統架構師和設計師 Mark Cerny 時,他向我們透露,該遊戲機的新圖形部分是採用迄今為止最新的 AMD 架構 Polaris 開發的。和那個一樣Radeon RX最近發布了商業版。它有 36 個計算單元(包含所有處理單元),運行頻率為 911 MHz,運算能力為 4.2 TFLOPS。這個數字是 PS4 的 2.3 倍。記憶體頻寬增加了 24%:PS4 Pro 上的記憶體頻寬為 218 GB/s,而第一個型號的記憶體頻寬為 176 GB/s。
根據 Cerny 的說法,Polaris 架構處於 AMD 產品目錄的最前沿,具有大量優勢:“[Polaris] 允許顯著提高工作頻率,同時進一步優化影像計算方式,而不會增加控制台的溫度。 »
而且,遊戲機的散熱是一項內部技術,由索尼工程師創造,被譽為“尺寸完全可以散發控制台多餘功率產生的熱量,而無需從根本上改變機箱尺寸,同時最大限度地減少噪音污染»,我們在測試期間檢查了什麼。
已知的專有技術
馬克·塞爾尼還透露“與 AMD 合作非常簡單:我們提出自己的想法和需求,他們為我們提供多種解決方案以及其內部技術。對我們來說也是一種方式不僅可以使用現有的技術(經過改進),還可以使用尚未在 PC 顯示卡中實現的技術,並將它們提前包含在我們的控制台中」他補充道。
在 PS4 Pro 的 Polaris 晶片內部,我們發現了一個改進版本的德爾塔色彩壓縮,已經存在於一些 PC 版 Radeon 卡中。總體而言,這允許壓縮顏色,以減少與「顏色」資料相關的資訊通過晶片管道所需的記憶體頻寬量。
在“獨家新品”方面,塞爾尼提到了“工作分配器»,一個大大腦,其作用是更聰明地管理分配給晶片元件的所有操作,以優化對鑲嵌效果或由許多小物體組成的場景等的支援。
PS4 Pro:緩衝效果更好?
為了能夠在 PS4 Pro 上提供 4K,Sony和 AMD 仍然必須捲起袖子。為了解決與 3D 影像生成相關的一系列問題或克服某些三角形和像素生成模式的弱點,這兩個朋友創建了一個全新的磚塊:ID 緩衝區。
這是一個緩衝(緩衝區)稱為晶片的“硬體”,3D 處理器的各個其他部分都可以存取它。它與晶片上的其他緩衝區同時工作,其中一些緩衝區對於生成 3D 圖像至關重要。例如 Z 緩衝區,它根據視角解釋元素的距離。
在極端情況下,ID 緩衝區會自動將標識符動態分配給三角形(三角形ID)和像素(物件ID)組成了晶片內產生的影像。
有了這些標識符,就可以更輕鬆地持續「追蹤」三角形,以便以相同的精度逐個圖像地描繪它們,並保持最大的清晰度,無論是否已在上游應用處理。
Cerny 先生表示,這有助於像素渲染改進處理的應用(來自“抗鋸齒» 或所有形式的抗鋸齒),在產生影像之前或之後以及在顯示之前。
4K還是4K?
讓我們立即結束難以忍受的懸念:是的,PS4 Pro 可以以原生 4K 格式顯示遊戲,並具有一定的流暢性,也就是說以 3840 x 2160 像素、每秒 30 幀的速度顯示遊戲。但很少。
實際上,只有某些遊戲可以採用真正的 4K:那些圖形簡單、要求最低的遊戲。當以原生全高清或升級的 4K 清晰度顯示複雜的 3D 場景時,控制台會更加舒適。我們在活動期間的演示以及馬克·塞爾尼的採訪中註意到了這一點。
請索尼幫我畫一張「異國風情」4K
當主機無法顯示真正的 4K 時,索尼使用兩種 3D 渲染方法來給玩家帶來錯覺:幾何渲染(GR)和棋盤渲染(CR)。第一個設定很簡單,第二個則少得多,但索尼為任何希望使用它們的開發人員提供了幫助。此外,PS4 Pro平台並沒有對其他解決方案封閉。恰恰相反。索尼認為,開發者應該繼續自由地使用他們想要的工具來創建 PS4 Pro 相容遊戲,只要他們利用它的力量提供比 PS4 更好的遊戲。
為了了解這兩種技術的工作原理,塞爾尼回顧了一些我們認為也值得討論的基本原理。我們還要指出的是,對於其餘的技術解釋,我們已經將某些概念進行了極致的普及和簡化,以免被細節所淹沒。對純粹主義者和其他圖像技術人員表示抱歉!
全高清影像由大約 200 萬像素組成。一張4K影像,大約800萬張。在 3D 世界中,每個像素都有兩個「資料」值:第一個與顏色 (VC) 相關,第二個與空間中的深度/位置相關,稱為 Z 值 (VZ)。而且,正如我們在上面看到的,ID 緩衝區能夠為三角形和像素分配識別號。這對未來很重要。
記住這些基礎知識後,我們就可以自信地開始談論 PS4 Pro 所使用的技術了。
- 幾何渲染:
此模式在生成風景時效果良好,尤其是顏色非常接近的森林或山脈。但是,它不會增加顏色或效果的豐富度,並且在某些情況下可能會導致“模糊”。然而,塞爾尼設想了使用該技術的另一個場景。 “3D晶片不必調動所有資源來實現此類技術。因此,我們可以想像,目前以 900p 運行的遊戲可以從補丁中受益,以便利用控制台的新功能並以原生 1080p 顯示。然後,然後使用GR和ID緩衝區以非常高的清晰度顯示它»。
它是如何運作的? Cerny 解釋說,借助這項技術,1080p 影像的每個像素在通過晶片的不同元件(包括 ID 緩衝區)後都富含定位資訊。 “現在根據 1 VC、4 VZ 和 4 ID 定義像素。因此,如果我們只計算這種類型影像上存在的 Z 值,它們與 4K 影像的 Z 值相似!» 馬克‧塞爾尼 (Mark Cerny) 示範。
現在剩下的任務是將載入了資料的 1080p 映像轉換為 2160p 映像。然後,它會移動到地圖的其他元素,這些元素在顯示在螢幕上之前負責使用深度值以及由地圖傳遞和解釋的 ID 進行修改。緩衝,清楚勾勒出影像每個元素的輪廓,給人4K渲染的印象。
然而,紋理和顏色仍保持 1080p。因此,為了使幻覺完美並且始終感謝 ID 值,有可能 -in後處理(生成圖像後應用處理)——以具有共同ID(因此具有相同輪廓)的“未著色”像素為目標,並通過外推法為它們分配與不遠的像素“模型”相同的顏色來自他。
- Le 棋盤渲染:
CR 讓影像的輪廓和細節更加清晰、更加美麗、更加…真實成為可能。進行放大之前的大量顏色數據和「真實」Z 數據會產生平衡。
像素和頂點著色器的使用也更加頻繁,因此紋理和細節效果更加成功。然而,CR 是一種資源更密集的渲染方法:對原生 1080p 要求特別高的遊戲並不總是能夠將渲染推至 2160p。
這種渲染技術並不新鮮。因為,正如馬克·塞爾尼指出的那樣,“育碧工作室在其遊戲《虹彩六號:圍攻行動》中使用了它,但僅以軟體形式使用»,然後由顯示卡重新解釋。
但 PS4 Pro 能夠在硬體中創建棋盤圖像。這一切都始於 3D 晶片的內部緩衝區之一生成「棋盤」圖像,也就是說,「畫布」以棋盤形式組織的圖像。
該圖像的定義,就像組成它的像素的形狀一樣,被描述為“異國情調» 馬克‧塞爾尼著。它由 400 萬像素組成,清晰度類似於 1920 x 2160 像素。此外,像素不“不太方形» 這裡,但是是矩形的,並且不像通常情況那樣排列在線性網格中。讓我們清楚地理解,我們這裡談論的是圖像產生的在晶片內但尚未顯示的在螢幕上。
然而,由於像素比全高清影像更多,並且從一開始就接近 4K 影像的高度,CR 影像的渲染已經更加精細。在這裡,400 萬個「奇異」像素中的每一個都保留其顏色值 (VC),但提供了 2 個 Z 值 (VZ) 和 1 個 ID。
Cerny 解釋說,我們按照與幾何渲染相同的方式將顏色應用於像素。但渲染的品質會更好,因為一開始就有更多的色度資料。最後,ID 還可以在螢幕上顯示影像之前應用高品質的空間抗鋸齒 (SSAA)。
Cheerckerboard 讓您可以利用其他技巧來產生 4K 映像的錯覺,例如l'替代渲染或時間抗鋸齒 (TXAA),以進一步提高輪廓的清晰度。
哪個遊戲有什麼渲染?
在已經發布(或即將發布)與 PS4 Pro 相容的主要遊戲以及超級主機的部分旗手中,Mark Cerny 詳細介紹了十多款遊戲所使用的模式。
- 渲染圖2160p 棋盤格用於Days Gone,《決勝時刻:無限戰爭、《古墓奇兵:崛起》和《地平線:零之曙光》。
- 渲染圖1800p 棋盤格用於看門狗2、《Kiling Floor 2》、《聲名狼藉的第一道曙光》和即將上映的《質量效應》、《仙女座》。後者在全高清顯示中使用另一種非通訊渲染技術。
- 殺出重圍:人類分裂就其本身而言,使用渲染1800 至 2160p 之間的棋盤變體。
- 魔多之影使用原生渲染方法解析度動態調整(1728 年至 1952 年)。
- 即將推出的《蜘蛛人》和《瑞奇與叮噹》遊戲採用的方法是顳葉注射達到2160p。