困扰我好多年:那些游戏画面设置选项都有什么用?
经济学中关于该门学科有一段表述:社会中所有的财富和资源总是有限的,而消费群体的欲望总是无限的,为了尽可能的将最合理、最迫切的资源最有效率地分配给所有的人群,经济学孕育而生,因为它本质上是关于 资源有效率的配置的科学,稀缺性是它存在的原因,效率则是它存在的意义。虽然没有什么交集,但是对于我们每天都要进行的游戏而言,机器的运算力和我们的感官欲望也是这样的一对矛盾:在有限的运算力下,对应的是无限的 感官欲望,这时我们需要将有限的机能最合理的分配给不同的特效,在画面质量和体验、帧率中取得一个最科学的平衡。
由风格一向硬核的id Software开发的Doom在选项上十分复杂
和家用主机(Console)不同,PC游戏面对的是以千万计的玩家,虽然技术上我们一直鼓励更多、更特别的游戏画面选项,因为这不仅是图形技术最好的利用之一,同时也可以反哺图形技术的发展。然而考虑到玩家群体几乎海量的硬件情况,想要获得和家用主机一样稳定的开发环境是不可能的,不仅开发团队需要耐心的为尽可能多的设备优化,玩家也需要对主要的画面选项及其原理有大致的了解,这样才能有助于自己的游戏体验,因此游戏过程中帧数不加的读者可以根据实际配置适当优化画面选项。
从特性(Features)上分类,我们的画面选项可以分为功能性(Functional)、材质纹理(Tressure)、光影效果(Lightings)、建模(Models),以及其他更具体的特性。首先解释一下如此分类的依据:功能性一般为最基础的选项,包括垂直同步开关、输出屏幕比率(16:9)、抗锯齿(AA)方案、等等, 它们起到的是一般的功能性作用。材质纹理为最基础、最常见的选项之一,包括材质效果、纹理效果、贴图精度、植被效果、地表效果等等,几乎可以覆盖所有以分辨率为单位的目标,我们常说的“全高画质”、“最高特效”中的“高”对应的也是这一类。光影效果可能是最为复杂多变的类别之一, 从环境光遮蔽、体积光、阴影、软阴影、硬阴影、镜头光晕等等,多样化而复杂化的光影效果都是为了提供更逼真的光效。
简单暴力、土豪随意:超级采样抗锯齿(Super Sampling Anti-Aliasing)
我们首先从抗锯齿技术开始说起,之所以会产生锯齿是因为3D图形绘制过程中像素定位引起的,而抗锯齿原理本身就是在某个像素的周围采样若干次,让某一个像素拥有周围其他几个像素的信息,因此看起来仿佛变得圆润流畅了,但是如何在消除锯齿的同时又避免图形变得模糊就相当考验开发人员的算法水平了。
作为性能敏感名单的头名,超级采样并不是一个性能黑洞,正相反它可以提供相当好的抗锯齿效果,只不过超级采样抗锯齿在原理上相当的直接暴力:直接将图形按照数倍于屏幕分辨率的规格 再选取2-4个采样然后再压缩为原始分辨率压缩至显存中,也就是放大-采样-模糊-压缩-输出的过程。再实际游戏中,你以为你看到的是人畜无害的分辨率,但是 在背后人家却以4K的规格渲染采样,显卡的工作量也很容易成倍数的上升,这样一来 虽然锯齿被消除的很干脆,但同时资源耗用呈直线上升,原理上NVIDIA的动态超级分辨率(Dynamic Super Resolution)和AMD的VSR(Virtual Super Relolution)也是如此。
Native 1080P
4K With DSR
我们使用《古墓丽影:崛起》内置的Benchmark功能在1080P分辨率、DX12下进行对于超级采样抗锯齿性能测试,为了消除干扰性选项的影响,我们首先将抗锯齿方案、真实毛发效果、环境遮蔽光方案全部关系,仅仅保留抗锯齿作为变量,同时为了真实体现性能影响,我们将Benchmark三个场景的帧数全部记录,而不仅仅对比最后平均帧数。
关于测试平台,这次选用的是稍稍年迈一些的B75平台,Intel Ivy Bridge架构E3-1230V2处理器,8GB内存,索泰GTX 1060 AMP! Edition显卡。
在上述选项全部关闭的条件下,三个场景的帧数分别为103.29、75.92、54.87帧,平均帧数为78.02帧,这时的帧数体验已经很完美。开启SSAA 2X之后,三个场景的帧数暴跌至69.52、38.07、42.52,平均帧数为50.07,而更进一步开启SSAA 4X之后,三个场景的帧数分别为50.81、28.36、16.85,平均帧数为32.07。
多重采样抗锯齿(Multi Sampling Anti Aliasing)
从原理上说多重采样抗锯齿是超级采样抗锯齿的一个衍生品,所不同的是它仅仅对画面中的Z缓存和模板缓存进行高倍采样,换句话说只对画面中的物体边缘进行抗锯齿,但往往锯齿都出现在物体的边缘而非内部,因此多重采样抗锯齿也可以说是一种讨巧的算法,但原理本身依然是画质至上的产物,因此对于性能依然有较大的影响。
真实毛发效果
自从2013年的《古墓丽影9》以来加入TressFX技术、《使命召唤:幽灵》加入HairWorks技术以来,更为真实的毛发技术开始为我们熟知,这些技术大多利用计算能力强大的GPU生成大量真实独立的毛发,但是这背后的计算量也相当惊人。
我们使用《巫师3:狂猎》和《古墓丽影:崛起》测试真实毛发效果对于帧数的影响,虽然都是一种技术,但是在前者中被称为HairWorks,也是我们最为熟悉的名称,而在后者游戏选项中被称为PireHair。我们先选用后者的Benchmark参与测试,大家可以参见下方的图表,红色数据为关闭一切选项,蓝色为开启毛发选项。大家可以重点看到第三个场景,也就是野外场景的帧数下降十分明显。
我们再来看看《巫师3》中HairWorks性能敏感程度,我们选取室外和城镇中心街道两处场景,每处场景帧数毛发技术开启与否各测试两遍。在农田中关闭毛发技术之后帧数为平均帧为70.912、67.425帧,而开启之后帧数降至56.895、54.025帧。回到城镇中,关闭毛发技术帧数为75.011、68.291帧,而开启之后帧数为55.463、52.658帧。
环境光遮蔽(Ambient Occlusion)
顾名思义,环境光遮蔽解决的是光影问题,具体来说是光线在多次反射、漫反射之后的路径和投影情况,因此可以大幅度增强复杂环境下的光影立体感,层次感,否则平面内的光影缺乏变化和过渡,看上去苍白而空洞。光线的路径和反射需求的是庞大的计算量,甚至是树叶和草木都需要计算光线的阴影和反射,真实的光影背后是沉重的性能消耗。
环境光遮蔽效果示意图,大家可以看到平面相交处的阴影层次感
HBAO Off
HBAO On
HBAO Off
HBAO On
我们利用《全境封锁》自带的Benchmark功能进行测试,环境遮蔽光、粒子效果、粒子雾化、随风飘舞等效果全部关闭,可以跑出72.9帧的帧数,但是将环境遮蔽光选项开至HBAO 后帧数下降至66.1帧。
粒子系统(Particle Effect)
粒子系统在游戏中往往以烟雾、火焰、体积光、雪花等形式存在,它们不仅仅需要以相当大的数量体现,同时往往需要风或者其他物体互动,比如全境封锁中的雪花粒子会随风飘动、烟雾不仅会根据周围走过的特工的动作而飘动,甚至可以体现光线穿透烟雾的真实粒子效果,如同我们熟知的丁达尔效应。
这一类选项我们依旧选用《全境封锁》测量,将粒子效果和粒子雾化水平开至最高,便开启随风飘舞效果,帧数跌落60帧,只有58.5帧。
草木、植被系统(Grass Vagatation)
草木和植被同样是一个计算量上颇为尴尬的问题:如果它们的数量太小太零星或者太重复则视觉难以满足感观的要求,这方面可以参考《巫师3:狂猎》,虽然后者是一款颇为难得的游戏,但是草木却缺乏立体感和多样性,因此经常和纸片一样飘动。而如果你在植被上花了太多功夫,使用非常精细的建模,就算美工的人力没有问题,运算量也会让显卡捉襟见肘,如果各位在玩《上古卷轴5:天际》的时候使用过疯狂的植被Mod,就会体验到对于帧数和显存的双重折磨,原理上说我们熟知的毛发技术,也就是TressFX、Hairworks为何对于帧数影响也有这方面的原因。
虽然《巫师3:狂猎》画面素质一骑绝尘,但是植被的单调仍然比较遗憾
在《上古卷轴5:天际》的植被Mod中,帧数常常暴跌
绘制距离(Draw Distance)
又是一个顾名思义的选项,绘制距离这个选项在早期的《侠盗猎车手:圣安地列斯》起到了十分明显的影响,在Xbox 360/PlayStation 3世代又让《武装突袭》系列成为了硬件杀手。绘制距离可怕的地方在于它可以直接将需要计算的单位数量提高几个层次,瞬间给予CPU/GPU极大的压力和杀伤,相信曾把《武装突袭2》的绘制距离开至最高的玩家应该深有体会。
如果渲染距离不够远,玩家是看不到中央CBD的高楼的
《武装突袭》系列对于绘制距离这一点演绎的很到位
就算半径没有增加很多,绘制面积依然可能大爆炸般的提高,单位也随之提高
这一类选项最好也是最适宜的测试项目就是《武装突袭》系列了和《侠盗猎车手5》这类沙盘游戏了。我们首先选取《武装突袭2:箭头行动》进行测试,该作的可见度可在500单位至10000单位之间进行滑块调节,我们可以发现最低和最高之间差异简直天差地别,500单位距离下远处几乎全部是海市蜃楼,而最高10000单位距离下远处的山体一个不剩全部渲染了出来。我们选取了视野中一块较高的山头,在山顶上奔跑15秒记录过程中的帧数,选取了最高1000单位距离、5000单位距离、默认1600单位距离和最低500单位距离 。
500单位渲染距离,沙尘暴和海市蜃楼组合既视感
默认1600单位距离,相比之下细节好了很多
10000单位渲染距离,远处的山体细节更加清晰
渲染距离对于帧数的影响就像心跳对生命的影响一般,在四种单位渲染距离下平均帧数依次只有39.801、94.463、214.407、287.111帧,足以见得渲染距离对于性能和帧数的影响。
同时我们还可以利用《侠盗猎车手5》的自带Benchmark进行测试,我们在设置中将渲染距离和阴影距离在最高和最低环境通过Benchmark场景测试,具体成绩大家可以参考下方的帧数对比图,五个场景的成绩用五种颜色被标注了出来,需要特别提醒大家的是最后一个场景,也就红色场景的时长远远超过其他的四个场景,因此第五个场景的成绩最有价值。
分辨率比率(Resolution Scale)
从原理上说Resolution Scale和超级采样抗锯齿有相似之处,都是将超倍数的像素渲染之后压缩输出,也就是1080P的屏幕输出压缩之后的4K画面,所不同的是前者往往采用百分比的形式表示,而后者采用倍数的形式表示。分辨率比率这一选项在大家熟知的《战地4》、《荣誉勋章:战士》和《战地1》中都有出现,当你提高百分比的时候你的显卡就在如同界王拳的强度下工作,因此帧数暴降也是必然的。
所有的Ultra、Max质量选项
这一项泛指所有游戏的最高档画面设置,为什么要一棒子打死所有的游戏?原因在于就画质(Quality)和帧数(Preformance)这对矛盾的对比中,最高档选项的性价比往往是最低的。如果你将贴图质量每一档选项下的贴图进行横向对比会发现从画质上最高一档比倒数第二档往往提升并不明显,但是帧数却下滑的相对严重,因此从性价比上说玩家选择倒数第二档的Very High往往是更实惠的选择。
总结:大家要对原理学习一个
从上面的例子中我们可以看出,之所以很多选项会让帧数受到较大的影响,关键就是原理上他们需要相当大的计算量,而这些特效往往都是比较奢侈路线的,不过大家都理解市场规律,有针对高端玩家的玩物出现都往往在日后会出现针对主流玩家的妥协方案上市,比我们熟悉的后处理(Post-Processing)抗锯齿 ,也就是FXAA、SMAA此类,相比计算量较大的超级采样抗锯齿和多重采样抗锯齿,后处理抗锯齿的特点在于处理速度快得多,性能损耗也小得多,虽然不可避免得会导致画面模糊问题,但是微不足道的模糊相对于帧数已经是难以察觉的幸福了。因此大家看到一个陌生的选项应该收集一些原理上的成因,再寻找一些原理上的替代物,这样才能在画面质量和帧数上获得一个不错的平衡。
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手机扫描二维码访问游戏卡顿是什么原因 游戏卡顿怎么办
时间: 15:53:54来源:作者:lhy(0)
很多玩家玩游戏时经常会出现卡顿的现象,那么游戏卡顿怎么办呢?游戏卡顿的原因有很多,今天就为大家粗略说一下游戏卡顿是什么原因造成的,以及该如何广泛地解决游戏卡顿问题。小伙伴们千万不要错过了哦,一起来仔细看看吧导读:近年大作不断,《合金装备5:幻痛》的评分出炉后,2015年度最佳游戏的归属似乎又有了悬念,《巫师3:狂猎》《合金装备5:幻痛》《辐射4》《古墓丽影:崛起》似乎都对问鼎年度最佳跃跃越试。对于怎样解决卡机的问题也是大家讨论的一个热点,不同的人有不同的观点,当然大众所认为的“买买买”即把硬件升级到主流以上就可以轻松的玩转游戏这种观点无疑是最快捷的方法。不过泰坦虽好,但也不是每个玩家都能随便轻轻松松入手的,因此买了电脑再想花另外的钱升级电脑的人还只是小数一部分。那么如何解决卡机的问题呢,以下几个参数也许可以帮助你。一、FPS值怎样才算是流畅玩转游戏呢?其实这很难简单地定义。其实对于不同的配置也应该有不同的性能要求,例如入门级游戏电脑的显卡性能相对较低,而某些大作更是亮瞎了眼,近年更是出现了不少的“显卡杀手”。如果硬要追求高分辨率,GT610之类的中低端独立显卡肯定无法流畅地运行,此时玩家们只能退而求其次,适当降低要求,例如将画质降低画质、适当调低分辨率甚至任何特效都不开启等。我们对这类配置的要求也许仅仅是在DirectX&9.0c模式下能够在720P模式下保持平均30fps以上的帧率即可。另一方面,如果你购买了顶级游戏PC,肯定希望它能在1080P下也能达到60fps以上的速度。无论怎样,玩游戏要想流畅地体验,其平均帧率应该至少达到30fps左右。衡量一块显卡的性能我们通常都会用到FPS这个单位,FPS是Frames Per Second的缩写,更确切的解释是&每秒钟填充图像的帧数(帧/秒)&。FPS这个数字越大代表着显卡的每秒渲染能力越强,数值越高代表着用户在游戏中将获得体验效果越流畅。那么是否FPS越大越好呢?电影的FPS是24,但是我们从来不会有卡顿感。因为电影一直以24FPS匀速渲染的,而我们的游戏FPS确是随时在变化的,如果FPS频繁晃动我们也会感觉到明显的卡顿。我们也可以通过平均值来判断。一般来说帧数与流畅度的关系如下:FPS&30有限的流畅度30&FPS&40基本流畅的画质40&FPS&60十分流畅的画质FPS&60十分流畅的画质注:图为用游戏加加测试的结果,红色虚线部分为FPS在该段时间的平均值。需要注意的是,FPS虽然是判定显卡的一个重要指数,但是它同时跟CPU,内存等都有密切相关的关系,亦是他们的综合表现形式。如果温度偏高或者CPU或者内存偏高亦会引起FPS的频繁跳动。因此有不少资深玩家都会在游戏的同时开启专业的监测软件(如上图所示的游戏加加)来监测自己的电脑运行状态。二、驱动程序& & & &驱动程序是直接工作在各种硬件设备上的软件。正是通过驱动程序,各种硬件设备才能正常运行,达到既定的工作效果。刚装好驱动之后玩游戏为什么在游戏进行中的时候会出现蓝屏,贴错图或者是黑屏呢。这其中就有一部分的责任落在了驱动身上。新的游戏和旧的驱动,或者是旧的游戏和新的驱动都有可能存在着软件兼容性的问题,小则游戏可玩性下降,大则贴错图,蓝屏或黑屏。所以无论是ATI还是NVIDIA,都对驱动的更新和对游戏优化作出明确的说明。而对于大作来说,大多厂商都会针对它们提供相应的驱动已达到最佳的游戏效果。因此也建议各位在选择驱动时有的放矢,并非最新的驱动才是最好的。三、分辨率& & & 也许到目前为至,有许多人可能还不明白什么是分辨率。或者说,现在大屏液晶的价格已经很白菜价了,在购买的时候很多人都选择了高分辨率的液晶显示器。可惜就是不懂所谓的分辨率是什么,起到什么作用。& & & & 分辨率是用于度量位图图像内数据量多少的一个参数。通常表示成每英寸像素(Pixel per inch, ppi)和每英寸点(Dot per inch, dpi)。包含的数据越多,图形文件的长度就越大,也更能表现丰富的细节。但更大的文件也需要耗用更多的计算机资源,更多的内存,更大的硬盘空间等等。在另一方面,假如图像包含的数据不够充分(图形分辨率较低),就会显得相当粗糙,特别是把图像放大为一个较大尺寸观看的时候。FPS与分辨率、显卡处理能力的关系如下:&处理能力=分辨率×刷新率。这也就是为什么在玩游戏时,分辨率设置得越大,画面就越不流畅的原因了。可能这样说还会有人不太明白,我们以硬仗为例用游戏加加所测试的数据对比一下就一目了然。在全特效:全特效下:从上图我们可以明显看到,在的分辨率下FPS只有47,而当我们将分辨率调至时,FPS上升到了72。由此可见分辨率对FPS有着很大的影响。四、画质效果1、游戏能够较好地再现现实生活中丰富的亮度,看上去更真实.目前大多数的游戏都具有光线品质的选项,它能够将当前显卡的光照渲染效果发挥到极致,效果相当接近肉眼看到的感觉。也就是说具有光线品质的游戏可以把光线品质调低从而达到节省资源,使到游戏更流畅。我们仍然以硬仗为例,进行相应测试:光线品质设置为低时:光线品质为高时:从以上两张图中我们可以看到,光线品质为底(图一)与光线品质为高(图二)对比,品质为高时画面层次会更鲜明一些但是对画面没有太大的影响,但是品质为高时FPS为76,而设置品质为低后,FPS上升为89。因此电脑性能弱一点的朋友调低光线品质应该是不错的选择。2、说到光线品质,当然就要说到AA,即Anti-Aliasing(抗锯齿).AA是一种最简单而又最有效改善游戏画质的可选特效,不过由于翻倍的象素采样工序对显卡的负载强度十分高,所以长期以来大家都一直认为只有中高端的显卡,才具备在新游戏中打开AA的能力。但是实际上的应用是怎么样的情况呢?4*MASS情况下:2*MASS:关闭抗锯齿:由上图对比可知,在关闭锯齿的情况下FPS为136,而4倍抗锯齿的情况下FPS只有78。由此可见,抗锯齿同样是比较吃性能的,如果在想提高FPS关闭抗锯齿也是不错的选择。五、其实想不大动干戈升级电脑,而且又不太会对游戏进行设置的人不防试试硬件超频。无论是对显卡和CPU进行超频,只要把频率压在适当的范围内,平台的性能提升得还是比较高的。比如对显卡超频,核心频率上去了,游戏的可玩性就会大大的提升,不过同时要注意对温度和调控,比如可以使用游戏加加就可以实时监控游戏时硬件的相关状态,以及FPS的运行曲线以方便玩家更好的了解自己的电脑,既好用又方便。