En la guerra por tener la mejor tarjeta gráfica y ser el fabricante que ofrezca la mejor para el usuario no solo prima la potencia. Soluciones basadas en software y controladores como Variable Rate Shading ganan especial importancia en la eficiencia y rendimiento de la GPU. Se trata de una funcionalidad que implementó Nvidia y AMD, para que luego Microsoft la añadiera directamente en su API DirectX 12 Ultimate.
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La necesidad de obtener buenas tasas de FPS se vuelve crítica mientras más aumentamos la resolución, ya que serán más cuadros los que hay que procesar y más información la que mover. Este tipo de técnicos junto a DLSS de Nvidia y FidelityFX de AMD pondrán de manifiesto que no solo vale con tener la GPU más cara, sino de saber aprovechar sus funciones.
Qué es el Variable Rate Shading
La función VRS o sombreado a tasa variable es una de las novedades que trajo consigo la arquitectura Turing de la anterior generación de tarjetas gráficas de Nvidia, que junto a DLSS (Deep Learning Super Sampling) se han convertido en la mejores armar para jugar en 4K a juegos muy exigentes con tasas de FPS elevadas.
Como su propio nombre indica, esta función implementada por software es capaz de sombrear (así se llama al proceso de dibujar en la GPU) objetos y gráficos en cantidades variables. Para ello utilizará distintos criterios como resolución, lejanía o cercanía de los objetos y diferentes regiones de la imagen. Pero el objetivo final es solamente uno: reducir al máximo la carga de trabajo en la GPU sin renunciar a un buen detalle en los elementos importantes sin perder fluidez.
Cada vez existe mayor realismo en los juegos, y más aún con el Ray Tracing, pero esto conlleva una mayor potencia de procesado. En juegos de mundo abierto como GTA o Cyberpunk, la profundidad de campo es un elemento más de ambientación, pero significa añadir mucha más carga en la tarjeta y memoria. VRS quizás limite la calidad en este apartado, pero será una ventaja muy grande a la hora de interactuar con elementos cercanos a nosotros, NPC, Boss, coches, etc. Será especialmente interesante en juegos de shooter a nivel competitivo, y también en Realidad Virtual. Porque donde realmente está la acción es a unos cuantos metros a nuestro alrededor.
La tecnología inicialmente desarrollada por Nvidia, divide cada región de la pantalla en grupos de 16 x 16 píxeles. En ellas actuarán distintas condiciones previamente fijadas por el desarrollador para interactuar de una forma u otra con las agrupaciones, mediante 7 modos distintos. El objeto mas cercano que necesita una mayor calidad se sombrará a 1×1, la máxima calidad, mientras que otras regiones secundarias, laterales o lejanas lo harán en 2×2, 4×4, o incluso huellas no cuadradas de 2×4 por ejemplo. De esta forma se agiliza mucho el procesamiento, al disminuir la cantidad de píxeles de forma virtual. Se puede ver muy bien en la captura de ejemplo anterior.
Otro aspecto positivo de esta técnica es que es capaz de controlar la tasa de sombreado sin necesariamente cambiar la tasa de visibilidad. De esta forma se podrá desacoplar de otras técnicas como MRS (Multi-Res Shading). En una posterior actualización, variable Rate Shading es capaz de aplicar muestreo a tasa variable (Supersampling) en regiones independientes de la pantalla, por lo que pasa a denominarse VRSS.
Posteriormente Microsoft ha incorporado VRS a su API DirectX 12 Ultimate, y aunque no es una herramienta necesaria para activar dicha función, proporciona herramientas extras para creadores y su funcionamiento en otras plataformas como Xbox y las tarjetas AMD.
VRS y DLSS
No debemos confundir VRS con la otra técnica de Nvidia DLSS, la cual se encarga de procesar toda la escena a una resolución interna más baja, para luego, mediante IA aumentarla virtualmente reduciendo así el consumo de recursos. Este proceso previamente ha entrenado un modelo del juego en la red neuronal de Nvidia para generar cientos de resultados que posteriormente utilizarán las tarjetas gráficas en nuestro PC.
DLSS 2.0 ha sido el despegue completo de esta tecnología, cumpliendo así con lo que realmente se pretendía ofrecer desde un principio. La nueva versión inicialmente estrenada con Wolfenstein Youngblood entre otros juegos, produjo una gran mejora en la calidad de imagen, superando incluso a la imagen a resolución original. Admite también escalado en todas las resoluciones, mayor cantidad de GPU compatibles al tener una IA generalizada, y lo más importante, brinda tres modos diferentes de operación: calidad, equilibrado y rendimiento. Juegos de nueva generación también introducen un modo automático y súper rendimiento para títulos especialmente pesados.
DLSS es una función más efectiva en lo que a aumento de FPS se refiere respecto a VRS, y está enfocada especialmente en su uso para juegos con Trazado de Rayos en tiempo real (RT). Algo importante a tener en cuenta es que DLSS y VRS no son tecnologías apilables, es decir, no podremos activar ambas de forma simultánea en un juego, al menos en tarjetas de la marca verde tal y como se demuestra en Wolfenstein.
Variable Rate Shading de AMD
Con su nueva generación de tarjeta gráficas Radeon RX 6000, AMD ha terminado de pulir su suite FidelityFX en la que también se añade una función de Variable Shading junto a otras soluciones como Super Resolution, la función equivalente al DLSS de Nvidia.
El VS de AMD trabaja de forma que analiza la variación de luminancia en el cuadro anterior, utilizando vectores de movimiento para generar una imagen con tasa de sombreado variable. Esto y nada es casi lo mismo, pues el funcionamiento no lo explica con demasiado detalle, al menos no de una forma que pueda entenderse fácilmente. En cualquier caso, deberíamos asumir que es una mejora en rendimiento y que será recomendable exprimirla con setups AMD.
FidelityFX VS se trata de una solución de código abierto que se podrá integrar fácilmente en motores gráficos para desarrolladores. La idea de AMD es liberar esta tecnología como ya hiciera con otras para así poder implementarla en la mayor cantidad de juegos posibles y así usarla con sus tarjetas. A diferencia de Nvidia, AMD no suele quedarse con la exclusividad de las tecnologías, sirve de ejemplo el AMD FreeSync de los monitores, si bien es cierto que la marca verde suele ser la primera en lanzar soluciones nunca vistas en el mercado.
De hecho, tanto PS5 como Xbox Series pueden utilizar el sombreado variable al contar con tarjetas gráficas AMD RDNA 2. La integración con las API también ha facilitado su implementación, siendo un mecanismo básico para conseguir mover juegos 4K a 60 FPS en PC y consolas.
Uso de Variable Rate Shading
Efectuaremos algunas pruebas de rendimiento y calidad visual con VRS para ver qué tal funciona actualmente en juegos compatibles con una tarjeta Nvidia RTX 3080 y AMD Radeon RX 5900 XT. Tanto en Nvidia como AMD, la activación de esta función puede hacerse directamente en el juego o aplicación en el caso que sea compatible. En el caso de Nvidia, su panel de control también permite una activación genérica aplicable a todas las aplicaciones bajo algunas condiciones que explica en su descripción.
Una buena forma de obtener una muestra de su funcionamiento será con el test de 3DMark, que nos permite activarlo o desactivarlo, o bien elegir distintas configuraciones de calidad. Y en las capturas se puede que ver un descenso en la nitidez y calidad de imagen, si bien es cierto que en una imagen estática es mucho más notorio que cuando lo usamos en juegos con imágenes continuamente en movimiento.
Si somos fanáticos de la calidad, quizás disminuya nuestra inmersión en el juego, pero en setups con tarjeta de gama media va a merecer mucho la pena usarlo en 2K y 4K. Y es que vemos que el incremento de rendimiento será muy notable, y aumentará mientras la resolución sea mayor.
Se verifica que el incremento de rendimiento es mayor cuanto mayor es la resolución de juego, ocurriendo en los tres títulos probados. Obviamente se nota más en los juegos con más alto framerate, especialmente Wolfenstein. También podemos decir que las diferencias en la calidad de imagen son muy poquitas, algo que en un juego pausado como lo es Resident Evil se agradece. En el caso de este último título, ha sido probado por una tarjeta AMD RX 6900 XT y también se verifica que en 4K el incremento de rendimiento es muy marcado.
Evaluando también la función DLSS 2.0 en las mismas gráficas, vemos que las mejoras de rendimiento son superiores a VRS, algo previsible al modificar directamente la resolución de renderizado de toda la imagen. Este método será más interesante para tarjetas que vayan muy justas, aunque signifique perder un poco más calidad de imagen en modos rendimiento o máximo rendimiento.
Al final serán dos soluciones con equivalentes en tarjeta AMD que como mínimo facilitarán la vida a aquellos con hardware que no sea TOP para aprovechar el detalle gráfico y trazado de rayos del juego. Por ello, creemos que merece la pena utilizarlos.
Conclusiones sobre Variable Rate Shading
VRS es una solución que ha marcado un antes y un después en lo que a experiencia de juegos en resoluciones altas se refiere. Si bien es cierto que algunas tarjetas actuales son capaces de mover títulos AAA a más de 60 FPS en 4K sin estos elementos, serán necesarios para hacerlo viable para la mayoría del público que utiliza GPU de gama media o media/alta.
Aunque se produce una disminución en la calidad de imagen, será casi inapreciable en juegos al tener siempre la imagen en movimiento. Mientras más resolución, mejores resultados, lo cual nos permitirá aprovechar un monitor gaming de alta frecuencia de refresco de mejor forma, así como juegos eSport.
Como siempre, os dejamos algunos tutoriales relacionados con el tema:
¿Utilizas VRS o DLSS para jugar en tu equipo, crees que merece la pena?
