Revisión de GDC 2024: seguimiento de rutas, ampliación de escala y tecnología que elimina la CPU
ReSpec es un poco diferente esta semana. Pasé la semana en la soleada San Francisco en la Game Developers Conference (GDC), corriendo de reunión en reunión e intentando encontrar un momento para escribir algunas palabras.
En lugar de una columna normal, decidimos publicar una muestra de las entradas del boletín ReSpec recientemente lanzado que cubre lo que vi en GDC esta semana. Si desea recibir el mismo boletín informativo en su bandeja de entrada cada semana, regístrese ahora y acceda al contenido exclusivo.
El rastreo de rutas es una mentira
Quizás “mentira” sea una palabra demasiado fuerte para usarla, pero el trazado de rutas es bastante complicado cuando se trata de su implementación en juegos. Asistí a sesiones de seguimiento de rutas tanto en Cyberpunk 2077 como en Alan Wake 2 en GDC, las cuales describieron un hilo común para utilizar el seguimiento de rutas en un juego destinado a ejecutarse en tiempo real, a una velocidad de fotogramas jugable. Y se llama Iluminación Directa ReSTIR.
Primero, cómo funciona el trazado de ruta : tomamos un píxel y trazamos una línea lejos de la cámara. Choca con algo y rebota. Y continúa, rebotando por la escena hasta que se dispara en el éter o termina en una fuente de luz. Los desarrolladores quieren esos caminos que terminan en una fuente de luz, particularmente para calcular sombras.
El problema en cualquier tipo de contexto en tiempo real es que este proceso es extremadamente costoso. Calcular todos esos rayos y todos esos rebotes, a pesar de que sólo se va a utilizar una pequeña cantidad de ellos, consume una tonelada de recursos. Es por eso que el rastreo de rutas ha sido una técnica fuera de línea durante tanto tiempo: hay que calcular las rutas posibles y promediarlas.
Ese no es el caso de Alan Wake 2 y Cyberpunk 2077 . Para luces directas, ReSTIR funciona ponderando las fuentes de luz en una escena y solo muestreando una selección de ellas. Luego, estas muestras se comparten temporal (entre fotogramas) y espacialmente (con píxeles cercanos). En el caso de un juego como Alan Wake 2 , ciertas luces tienen más peso, como las luces “cinemáticas” azules y rojas que se ven en una estación de tren.
El resultado es una imagen que se crea mucho más rápido, al menos lo suficientemente rápido como para que puedas jugar a una velocidad de fotogramas razonable con una pizca saludable de ampliación y generación de fotogramas.
Es un dato interesante y, con suerte, algo que, con suerte, se volverá más común cuando los desarrolladores titanes de Alan Wake 2 y Cyberpunk 2077 compartan su trabajo.
Microsoft está poniendo el pie firme en la ampliación
En GDC, Microsoft finalmente habló más sobre DirectSR , e incluso logró convencer a los desarrolladores de AMD y Nvidia para que se sentaran en el mismo panel. ¡Juntos, incluso! DirectSR no es una forma de poner fin a las guerras de mejora, como pensábamos originalmente, pero proporciona un marco unificado para que los desarrolladores agreguen múltiples funciones de mejora a sus juegos.
Una gran parte de eso son aportaciones. Al interactuar con DirectSR, existe un conjunto estandarizado de entradas que los desarrolladores otorgan a la interfaz de programación de aplicaciones (API). Luego puede pasar esas entradas a escaladores integrados, como el FSR 2 de AMD, o variantes que requieren hardware específico, como el DLSS de Nvidia .
No es diferente del marco Streamline de Nvidia, que fue creado para lograr algo similar antes de que AMD decidiera no jugar. Parece que Microsoft, siendo el tercero neutral en esta batalla, fue el que pudo unir a todos.
Todavía no estoy seguro de cómo se verá esto en los juegos. DirectSR ni siquiera está disponible para los desarrolladores todavía. Es posible que nada cambie para los usuarios finales y todavía vemos múltiples opciones de mejora en los menús de gráficos. Quizás Microsoft actualice Windows para incluir una opción de mejora universal según el hardware que tenga. No está claro, pero DirectSR aún debería facilitar a los desarrolladores la implementación de todos los tipos de escalado en sus juegos a través de DLSS, FSR y XeSS de Intel.
Una ventaja que no se manifestó originalmente fue cómo funciona este sistema con las actualizaciones. Nvidia, AMD e Intel lanzan constantemente nuevas versiones de su tecnología de mejora que realizan mejoras menores en la calidad de la imagen o modifican ligeramente el funcionamiento de la mejora. Con DirectSR, los desarrolladores no necesitarán agregar todas estas actualizaciones a sus juegos: simplemente funcionarán a través de la API.
Todo esto es un visto bueno para mí. La mejora ha sido un importante punto de discordia, especialmente para grandes lanzamientos como Starfield y Resident Evil 4 que solo admitían una mejora en el lanzamiento. El único inconveniente es la generación de cuadros. Eso no parece estar en las tarjetas para DirectSR en este momento, por lo que todavía habrá muchos idas y venidas en el futuro para las principales marcas de gráficos.
¿Muerte a tu CPU? No exactamente
Uno de los anuncios más interesantes de GDC este año fueron Work Graphs . Hablé de esto la semana pasada en el boletín, pero eché un vistazo más de cerca a Work Graphs durante el DirectX State of the Union de Microsoft. La idea detrás de ellos es reducir la tensión en su CPU permitiendo que su GPU dirija su propio trabajo.
Hay un poco más de matices en la conversación. Esto le da más poder a su GPU para decidir qué hacer, similar a cuando se introdujeron por primera vez los sombreadores programables en las tarjetas gráficas . Un gráfico de trabajo se compone de nodos, y esos nodos pueden generar más nodos para que su GPU trabaje en lugar de esperar el trabajo de la CPU. Microsoft lo describió como un sombreador de computación que puede iniciar otro sombreador de computación.
La ventaja obvia, y una que los jugadores de PC aprendieron rápidamente, fue la utilización de la GPU. Microsoft explicó que el sistema actual requiere un punto de sincronización global entre la GPU y la CPU. Esto a menudo significa que la GPU, al ser un dispositivo altamente paralelo, se queda sin funcionar durante breves períodos de tiempo mientras espera que se realice una sincronización.
Lo que no esperaba cómo impactaría en la memoria. Con la programación actual en DirectX 12, Microsoft explicó que usaría el comando ExecuteIndirect, que requiere que mantenga varios buffers. Con Work Graphs, no es necesario mantener esos buffers, ya que la GPU puede iniciar su propio trabajo y continuar generando trabajo por sí misma.
Robert Martin de AMD demostró lo importante que es esto con una escena que requería 3,3 GB de memoria. Con Work Graphs, el uso de memoria fue de solo 113 MB y vino con un pequeño aumento de rendimiento. Como se describió en la presentación, "la huella de memoria aumenta con el tamaño de la GPU, no con el tamaño de una carga de trabajo".
Los Work Graphs son invisibles para los usuarios finales, pero realmente son la próxima frontera para la programación de gráficos y, como dijeron AMD, Nvidia y Microsoft, es algo en lo que los desarrolladores han estado trabajando durante años. Menos uso de memoria y mejor rendimiento me parece bien. Tendremos que esperar hasta que Work Graphs cause sensación en los juegos reales.