Безумие без тормозов: тестирование 27 видеокарт в Far Cry 3

⇡#Графический движок Far Cry 3

Far Cry 3 построен на движке Dunia 2, ведущего родословную от первой версии CryEngine, которая лежала в основе самого первого Far Cry, а следующие версии используются в серии Crysis. Но, несмотря на именитое родство, а также всю привлекательность Far Cry 3, нельзя не признать, что эта игра больше берет проработанным дизайном, чем передовыми технологиями и богатством графических эффектов. Far Cry 3 поддерживает API DirectX 9 либо DX11 (промежуточный вариант в виде DirectX 10 недоступен), но почти все красоты игры не выходят за рамки возможностей первого. Немногие заметные глазу преимущества, которые можно извлечь из DirectX 11, сводятся к полноэкранному сглаживанию мощностью вплоть до 8x и выбору из трех различных механизмов Ambient Occlusion. Внимательные игроки также могут заметить работу технологии Contact Hardening Shadows: жесткость тени варьируется в зависимости от расстояния между ее источником и затененной поверхностью.

Far Cry 3 в немалой степени ориентирован на консоли с присущими им ограничениями на объем памяти и вычислительную мощность. Кроме того, создание большого открытого окружения требует такого количества дизайнерских человеко-часов, что разработчик не может преуспеть во всех составляющих визуального облика игры, и для него выгоднее, наоборот, сконцентрироваться на нескольких ключевых компонентах. В случае с Far Cry 3 таковыми стали персонажи и окружающая среда.

Возьмем персонажей. Постоянные читатели наверняка помнят, что в свое время NVIDIA в качестве очередной виртуальной красотки, демонстрирующей возможности GeForce 8800 GTX, избрала отрендеренную копию некой модели по имени Adrianne Curry. В 2006 году результат действительно восхищал, в то время как в большинстве игр физиономии персонажей все еще выглядели довольно-таки грубо. Ну а теперь уже красота виртуальной Adrianne Curry уступает внешности Citra — главной обольстительницы из истории Far Cry 3.

Что касается красот природы, то вызывает восхищение тот изящный и эффективный метод, с помощью которого разработчики сделали игровой мир столь богатым и реалистичным. Поначалу картинка просто вызывает восторг и поглощает зрителя целиком, но если присмотреться к деталям, то выяснится, что пейзажи острова довольно однообразные и простые. Нельзя не сравнить Far Cry 3 с первым Crysis, действие которого также происходит на тропическом острове. И в плане проработки окружения сравнение будет не в пользу новинки. Хотя, конечно, это не только или даже, быть может, не столько недостаток Far Cry 3, сколько свидетельство тому, насколько Crysis тогда опередил свое время.

Но сравнение видеоряда Crysis и Far Cry 3 раскрывает и главное преимущество последнего. Это одна из первых игр, которые используют технологию Global Illumination, и с чрезвычайно эффектным результатом. Работа GI в Far Cry 3 складывается из двух основных компонентов: прямого освещения от небесной сферы и рассеянного света, отраженного от элементов игрового окружения.

Направление и оттенок света небесной сферы рассчитывается движком в реальном времени, что позволяет теням от объектов ползти по земле вслед за солнцем.

А данные о распределении света, отражающегося от близко расположенных поверхностей, и видимости неба из определенной точки (зонда – Probe) вычисляется на CPU в «офлайне» (на схеме — Probe Baking), что делает технологию относительно нетребовательной по сравнению с полностью «онлайновой» реализацией Global Illumination. И это, возможно, не последняя причина того, что движок допускает лишь небольшие разрушения игровой среды.

Затем уже в игре из сочетания заранее просчитанной информации и динамического небесного освещения (Relighting) формируются объемные текстуры, с помощью которых GPU придает объектам ту или иную освещенность и оттенок.

Таким образом и получаются сцены с роскошными реалистичными тенями, которыми так привлекает Far Cry 3.

Наконец, в дополнение к описанному алгоритму, версия Far Cry 3 для PC оперирует информацией о распространении света от локальных источников для того, чтобы аппроксимировать динамическое освещение, создаваемое фарами автомобиля, факелами и прочим.

⇡#Настройки графики Far Cry 3

DirectX 9 vs DirectX 11

Итак, Far Cry 3 предлагает выбор между API DirectX 9 и DX 11. Последний вариант открывает доступ к выбору режима полноэкранного сглаживания и алгоритма Ambient Occlusion. Последняя технология выполняет ту же задачу, что и Global Illumination, только в меньшем масштабе: аппроксимирует распределение отраженного света, что лучше всего проявляется в затенении углубленных участков геометрии (ниши, углы и т.д.) по сравнении с выдающимися.

Польза антиалиасинга в Far Cry 3 не подлежит обсуждению, особенно потому, что наш остров головорезов — «весь покрытый зеленью, абсолютно весь». MSAA в сочетании с TSAA (применением суперсемплинга к прозрачным текстурам, из которых состоит обильная тропическая листва) делает картинку куда более четкой, нежели в режиме DirectX 9, хотя и ценой колоссального падения производительности. Что поделаешь, такова неприятная особенность доминирующего сегодня метода отложенного рендеринга (Deferred Rendering).

А вот выбор между методами Ambient Occlusion неоднозначнен. В режиме DirectX 9 по умолчанию доступен только относительно старый и неточный метод – SSAO (Screen space ambient occlusion), при переходе к DirectX 11 появляются еще два варианта: HBAO (Horizon-Based Ambient Occlusion) и HDAO (High Definition Ambient Occlusion).

Как видно по скриншотам, использование SSAO производит довольно грубый результат, резко выделяя стыки полигонов и накладывая обширные тени на поверхности.

SSAO

Освещение с использованием HBAO также выглядит не очень естественно. Хотя картинка и не столь темная, как при SSAO, в стыках полигонов появляются резкие короткие тени, за счет чего клочки травы на открытых пространствах выглядит как подпаленные, а в закрытых помещениях HBAO придает графике Far Cry 3 отдаленное сходство с мультяшным стилем Borderlands 2.

HBAO

Наиболее сбалансированные тени производит метод HDAO, подчеркивая объем в тех местах, где нужно, и не создавая странных графических артефактов. Для расчета данных HDAO движок Far Cry 3 задействует API DirectCompute.

HDAO

GPU от AMD и NVIDIA с теми версиями драйверов, которые использовались в тестировании, работают с тремя режимами Ambient Occlusion с примерно одинаковой эффективностью: разница очень невелика.

Предустановки детализации

Far Cry 3 позволяет в широких пределах изменять детализацию игрового окружения. Предлагаются пять предустановленных настроек: Low, Medium, High, Very High и Ultra, от которых также сильно зависит и производительность. Откатив графику до уровня Low, можно сделать Far Cry 3 играбельным даже на относительно старых системах, хотя при этом и пропадет добрая часть труда дизайнеров.

Low	Medium
High	Very High

Ultra

Предустановки мало влияют на сложность геометрии движущихся моделей и вид закрытых помещений. Сильнее всего изменяется детализация текстур и дальность прорисовки деталей ландшафта. При переходе от низких режимов к высоким постепенно включаются компоненты сложной модели освещения Far Cry 3. Заметная разница также проявляется в том, как выглядят модели персонажей.

Изображение, приближенное к замыслу авторов игры, появляется на экране только в режиме High, при котором наблюдается неплохой компромисс между красотой и быстродействием. В более низких режимах открытые пространства Far Cry 3 становятся похожи на примитивные (а когда-то восхищавшие) декорации TES: Oblivion.

Low	Medium
High	Very High

Ultra

Low	Medium
High	Very High

Ultra

Low	Medium
High	Very High

Ultra

Low	Medium
High	Very High

Ultra

Low	Medium
High	Very High

Ultra

⇡#Участники тестирования

Видеокарты на GPU NVIDIA

• NVIDIA GeForce GTX TITAN (836/6008 МГц, 6 Гбайт)
• NVIDIA GeForce GTX 690 (915/6008 МГц, 4 Гбайт)
• NVIDIA GeForce GTX 680 (1006/6008, 2 Гбайт)
• NVIDIA GeForce GTX 670 (915/6008 МГц, 2 Гбайт)
• NVIDIA GeForce GTX 660 Ti (915/6008 МГц, 2 Гбайт)
• ZOTAC GeForce GTX 660 (980/6008 МГц, 2 Гбайт)
• NVIDIA GeForce GTX 650 Ti (928/5400 МГц, 1 Гбайт)
• ZOTAC GeForce GT 640 (902/1782 МГц, 2 Гбайт)
• NVIDIA GeForce GTX 590 (607/3414 МГц, 3 Гбайт)
• NVIDIA GeForce GTX 580 (772/4004 МГц, 1,5 Гбайт)
• NVIDIA GeForce GTX 570 (732/3800 МГц, 1,28 Гбайт)
• NVIDIA GeForce GTX 560 Ti (823/4008 МГц, 1 Гбайт)
• Palit GeForce GTX 560 (810/4004 МГц, 2 Гбайт)
• Palit GeForce GTX 550 Ti (900/4104 МГц)

Видеокарты на GPU AMD

• 2 x AMD Radeon HD 7970 GHz Edition (1050/6000 МГц, 3 Гбайт)
• AMD Radeon HD 7990 (1000/6000 МГц, 6 Гбайт)
• AMD Radeon HD 7970 GHz Edition (1050/6000 МГц, 3 Гбайт)
• AMD Radeon HD 7970 (925/5500 МГц, 3 Гбайт)
• AMD Radeon HD 7950 (800/5000 МГц, 3 Гбайт)
• AMD Radeon HD 7870 (1000/4800 МГц, 2 Гбайт)
• AMD Radeon HD 7850 (860/4800 МГц, 2 Гбайт)
• AMD Radeon HD 7770 (1000/4500 МГц, 1 Гбайт)
• AMD Radeon HD 7750 (800/4500 МГц, 1 Гбайт)
• AMD Radeon HD 6990 (880/5000 МГц, 4 Гбайт)
• AMD Radeon HD 6970 (880/5500 МГц, 2 Гбайт)
• AMD Radeon HD 6950 (800/5000 МГц, 2 Гбайт)
• AMD Radeon HD 6870 (900/4200 МГц)
• AMD Radeon HD 6850 (775/4000 МГц)
• AMD Radeon HD 6790 (840/4200 МГц)

⇡#Методика тестирования

Поскольку в Far Cry 3 нет встроенного бенчмарка, производительность пришлось оценивать с помощью утилиты FRAPS. Благо, чтобы измерить фреймрейт вручную, в игре есть подходящий эпизод с достаточно длинной, полностью повторяющейся и графически насыщенной сценой: поездка на джипе в начале миссии Secure the Outpost.

Тестирование проводилось при трех вариантах графических настроек. Самый ресурсоемкий режим включает детализацию по максимуму, DirectX 11 и полноэкранное сглаживание MSAA 4x. Режим с более простой графикой включает максимальную детализацию, но в сочетании с DirectX 9, а значит — без сглаживания. Наконец, худшая графика представлена комбинацией DX9 с предустановкой детализации High.

В двух более качественных режимах видеокарты тестировались при разрешении 1920х1080 и 2560х1440, в самом простом — при разрешении 1680х1050 и 1920х1080.

Не каждая видеокарта или конфигурация SLI/CFX проходила тестирование во всех трех режимах. Для отдельно взятого участника представлены результаты в самом ресурсоемком режиме, где он набирает не меньше 30 FPS хотя бы в минимальном разрешении. А если в максимальном разрешении того же режима фреймрейт опускается ниже 30 FPS, видеокарта дополнительно отправляется на тестирование в более простом режиме. Наконец, те участники, которые опустились ниже 30 FPS в минимальном разрешении и самом младшем режиме, полностью выбывали из соревнования.

⇡#Результаты тестирования

Ultra, DirectX 11, MSAA 4x, HBAO, 1920х1080

• Для игры с максимальными настройками и антиалиасингом Far Cry 3 требует весьма мощного железа. Из всех видеокарт с единственными GPU только GeForce GTX TITAN в состоянии обеспечить частоту смены кадров выше 60 FPS даже при разрешении 1920х1080.
• Тандем Radeon HD 7970 GHz Edition получил одинаковый результат с «Титаном», а GeForce GTX 690 — лишь самую малость лучше.
• HD 7990 работает более медленно, чем две одиночных карточки, и уступает как GTX 690, так и GTX TITAN.
• Даже GeForce GTX 680 и Radeon HD 7970 GHz Edition набрали только 45,2 и 42,2 FPS соответственно.
• Старые двухпроцессорные флагманы — GTX 590 и HD 6990 — показали несколько лучший результат, но тоже не достигли 60 FPS в 1920х1080, необходимых для по-настоящему комфортной игры.
• Играбельный минимум, 30 FPS, обеспечивают GeForce GTX 660 и Radeon HD 7870. Из карт предыдущего поколения нужен как минимум GeForce GTX 570. А вот Radeon HD 6970 уже не достиг этой отметки и отправился на тестирование в более легком графическом режиме.
• Примечательно, что HD 7950 едва превысил отметку в 30 FPS, а HD 7970 ощутимо отстает от своего родственника с индексом GHz Edition. Очевидно, что игра эффективно нагружает GPU, и повышенная тактовая частота здесь приветствуется.

Ultra, DirectX 11, MSAA 4x, HBAO, 2560х1440

• При таком разрешении планка 60 FPS оказалась недоступной даже для GeForce GTX 690 или двух Radeon HD 7970 GHz Edition.
• Результаты этих систем очень близкие, а вот HD 7990 несколько отстает.
• Нагрузка на GPU при разрешении 2560х1440 более серьезная, поэтому TITAN уступает пальму первенства двухпроцессорным системам.
• Из более слабых видеокарт перешагнуть отметку 30 FPS смогли только GTX 590 и HD 6990. Даже GTX 680 и HD 7970 GHz Edition показывают только 28 кадров в секунду.

Ultra, DirectX 9, MSAA Off, SSAO, 1920х1080

• Фреймрейт на GTX 680 и HD 7970 GHz Edition уже легко переваливает за 70 FPS, с преимуществом GTX 680.
• Требования к минимальной графической мощи без антиалиасинга более либеральные. Для игры с 30 FPS достаточно GTX 650 Ti или HD 7770.
• Из более старых моделей подойдут GTX 570 и HD 6870.

Ultra, DirectX 9, MSAA Off, SSAO, 2560х1440

• В 2560х1440 пальму первенства у GTX 680 перехватил Radeon HD 7970 GHz Edition, хотя фреймрейт у обеих видеокарт не достигает 60 FPS.
• Повышение разрешения приводит к драматическому падению производительности, и многие участники опустились ниже отметки 30 FPS. Самые слабые модели, которые остались на плаву, — это GTX 660, HD 7850 и GTX 570.
• Предыдущий однопроцессорный флагман AMD — Radeon HD 6970 — играбельного фреймрейта уже не обеспечивает.

High, DirectX 9, MSAA Off, SSAO, 1680x1050

• Radeon HD 6970 GHz Edition почти добился 60 FPS в этом режиме.
• Неплохие результаты принадлежат GTX 650 Ti и HD 6950.

• Минимально комфортный фреймрейт в состоянии обеспечить GTX 550 Ti, а также и HD 7750, что является хорошим достижением для столь компактной и экономичной видеокарты. Среди старых моделей этого уровня достигла HD 6790.

High, DirectX 9, MSAA Off, SSAO, 1920х1080

• Повышение разрешения с 1680х1050 до 1920х1080 не столь сильно бьет по производительности, как переход от 1920х1080 к 2560x1440, поэтому более-менее комфортно играть все еще можно на Radeon HD 6850 или GTX 560 Ti. GTX 550 Ti лишь немного не дотянул до этой отметки.