Metro: Last Light - Radeony proti GeForce a srovnání plynulosti s FCAT

Metro: Last Light navazuje na postapokalyptické Metro 2033. Hru pohání 4A Engine, který je dílem vývojářů z 4A Games. Stojí za ním spoluautoři X-Ray Engine použitého v herní sérii S.T.A.L.K.E.R. Engine, poprvé použitý v Metro 2033, vznikl pro herní konzole a PC. Podporoval rozhraní DirectX 9, DirectX 10 a DirectX 11 a řadu pokročilých efektů a technik včetně volumetrické mlhy, rozostření (pohybové) objektů, sub-surface scattering (simulace částečné průsvitnosti objektů, což je důležité třeba pro napodobení kůže) nebo parallax mapping (simulace nerovností povrchů). Pro vykreslování obrazu s využitím velkého množství světelných zdrojů se využívá deferred lighting (či deferred shadding nebo rendering).

V novém Metro: Last Light přibyla řada efektů a technologií. Vývojáři ale pořádně zapracovali i na optimalizaci. Hra se i přes lepší grafiku chová při maximálních detailech o poznání lépe než její předchůdce. Metro 2033 dělá problémy i dnešním nejvýkonnějším grafikám, třeba na GeForce GTX Titan při maximálních detailech (2560 × 1600, s DOF a AAA bez PhysX) je průměrná snímková frekvence v benchmarku 33,7 fps.

Protože s vývojem hry pomáhali v rámci programu TWIMTBP i zaměstnanci Nvidie, na stránkách GeForce.com je k dispozici celkem obšírný článek, který rozebírá technologickou stránku hry a většinu nastavení. Pokud se o Metro zajímáte víc, určitě si jej projděte, najdete v něm i spoustu obrázků a interaktivních srovnání pro nastavení detailů. Tady z něj uděláme jen stručný výtah.

 

Nastavení grafiky přímo ve hře je oproti předchůdci výrazně zjednodušené. Podrobnější nastavení detailů zmizelo a nahradilo je jen globální nastavení. Jak ovlivňuje jednotlivé efekty je shrnuto v tabulce z GeForce.com. Pro podrobnější popis toho, co které nastavení znamená, vás odkáži tamtéž, s příklady by to vydalo na další článek.

 

Z nastavení zmizela možnost přepínat grafiku do režimu DirectX 10 a DirectX 9. Důvodem je prý to, že byla v těchto režimech hra až o 15 % pomalejší i přesto, že se spolu s DX11 zapínají při renderingu navíc další efekty. O podporu starších karet se ale bát nemusíte, u těch, které DX11 nezvládají, se hra do režimu DX10 nebo DX9 přepíná automaticky.

Jestli na navýšení výkonu v režimu DX11 oproti DX10 může něco být, jsem i vyzkoušel s GeForce GTX 550 Ti na vysokých detailech v rozlišení 1920 × 1080 bodů. Při stejném nastavení detailů je skutečně výkon v DX11 vyšší – zatímco pod DX10 dosahovala karta 25,4 fps, pod DX11 to bylo 28,4 fps.

Streamování textur

Hra využívá efektivní systém streamování textur, díky kterému si i s maximálními detaily v rozlišení 2560 × 1440 bodů vystačí se 4 GB systémové paměti a 2GB video RAM. Přitom by neměly být v obraze vidět chyby streamování a textury by se neměly viditelně měnit z nízkého rozlišení na vysoké. To už není tak docela pravda, občas si všimnete, že se textura z rozmazané postupně změní na ostrou, ale zaregistroval jsem to jen výjimečně a ještě u objektů, na kterých je to dobře vidět, jako jsou plakáty nebo cedule. Nemusíte se bát, že by se to projevovalo v takové míře jako třeba kdysi u Rage.

Teselace

Teselace se ve hře v závislosti na nastavení může využívá docela hojně. V nastavení si můžete vybrat ze čtyř režimů:

• vypnutá
• normální – zapíná teselaci objektů a osob
• vysoká – zapíná i teselaci prostředí, stupeň teselace se dynamicky mění (začíná se používat u objektů vzádlených deset metrů, maximální detaily jsou vidět na vzdálenost sedmi metrů).
• velmi vysoká – oproti vysoké se už neliší, pouze zvyšuje vzdálenost zobrazování teselace z deseti na patnáct metrů a hranice maximální úrovně teselace se posouvá sedmi na deset metrů.

V benchmarku se to na výkonu projevuje výrazněji než při běžném hraní – v přestřelce je totiž hromada postav. Na podobné davové scény narazíte ve hře jen sporadicky, po pár hodinách hraní jsem víc lidí pohromadě potkal jen na dvou shromážděních a na představení v divadle.

PhysX softwarově i s HW akcelerací

Hra využívá fyzikální engine PhysX, jednak pro méně náročné efekty, které zvládá počítat i procesor, ale také pro efekty akcelerované pomocí výpočtů přes GPGPU. Nedá se říct, že by bez akcelerace fyziky hra působila sterilně a mrtvě podobně jako tomu bylo u Borderlands 2, prostředí je i tak na efekty bohaté.

S pokročilou fyzikou je ale prostředí o něco realističější. S hardwarovou akcelerací zůstávají částice (úlomky, suť), ve scéně, zatímco bez ní po chviličce zmizí, přidávají se jejich kolize s okolím a s ostatními částicemi. Realističtější je i destrukce okolních objektů při explozích.

Prostředí metra je bohaté na volumetrické mlžné opary a kouře. GPGPU fyzika přidává jejich interakce s okolím (třeba reaguje na to, když jím projde postava). Simuluje se i jeho reálné chování – stoupání či klesání nebo pohyb po scéně.

Anti-aliasing

Ve hře je bez ohledu na zvolené nastavení kvality obrazu vždy aktivní vyhlazování hran AAA (Analytical Anti-Aliasing). V Metro 2033 bylo možné zvolit i vyhlazování MSAA, bohužel to mělo v kombinaci s deffered lighting drastický dopad na výkon. V Metro: Last Light proto vyhlazování MSAA nahradil Super Sampling (SSAA). Při plném HD rozlišení se SSAA 2× se obraz renderuje v rozlišení 2688×1512 (zhruba dvojnásobná plocha oproti rozlišení 1920 × 1080) a následně zmenšuje, SSAA 4× pak odpovídá módnímu 4K (3840 × 2160). Abych nezapomněl, vyhlazování AAA se při zapnutí SSAA nevypíná, obě metody se kombinují (AAA se přitom používá už na obrazu s vyšším rozlišením).

Látky

A zbývá ještě klasika, kterou můžete vidět v každé hře, která se pyšní lepší fyzikou – simulace látek. Vedlejším efektem je, že aby to bylo vidět, tak se hry hemží hromadou vlajek, hadrů a rozličných látkových nebo igelitových závěsů i na místech, kde byste je nečekali.

Bez akcelerace fyziky jsou látky mrtvé a neuvidíte je tak často, s akcelerací reagují i na průvan nebo kolize s okolními objekty.

3D Vision a Surround

Hra je optimalizovaná i pro 3D Vision a Surround, hraní se stereoskopickým obrazem či na třech monitorech by mělo být bezproblémové (snad až na velké nároky na výkon grafické karty).

Testovací sestava

Testovací sestava

Jako testovací platforma posloužila základní deska Gigabyte X79-UD5 s BIOSem F10. Procesor je šestijádrový Core i7-3960X s TDP 130 W, který je přetaktovaný na 4,2 GHz při 1,36 V. Asistuje mu 16GB kit operačních paměti DDR3 od Kingstonu.

• základní deska: Gigabyte X79-UD5
• procesor: Core i7-3960X (deaktivovaný HTT, C1E, EIST), 4,2 GHz na 1,36 V
• chladič CPU: Noctua NH-D14
• paměti: 4× 4 GB Kingston DDR3 KHX2133C11D3K4/16GX
• zdroj: Enermax Revolution 85 ERV920EWT-00, 920 W
• pevný disk: Intel SSD 510 (250 GB)
• skříň: Gelid DarkForce
• operační systém: Windows 7 x64

Platforma FCAT

Pro záznam se používá profesionální zachytávací karta DataPath VisionDVI-DL, která je vybavená vstupním konektorem dual-link DVI a rozhraním PCI Express 4× a zvládá snímat rozlišení 2560×1440 při 60 Hz (dokonce by měla umět i 3840× 2160 při 30 fps). Na rozdíl od levné alternativy v podobě TV tunerů a zachytávacích karet se vstupem HDMI umí pořizovat záznam i v barevném formátu RGB při 24bitové barevné hloubce.

Karta je schopná generovat datový tok až 650 MB/s, jen při nahrávání z plného HD rozlišení je to kolem 240 MB/s. Kvůli následnému zpracování nesmí při záznamu docházet k výpadku snímků, taková nahrávka by se dala jen stěží korektně analyzovat. Znamená to, že je pro záznam zapotřebí nejen rychlé, ale i docela velké úložiště.

 

Na tomto místě musíme poděkovat společnosti Kingston, která nám pro tyto účely zapůjčila čtyři 240GB SSD HyperX 3K.

Čtyři SSD v RAID 0 jsou momentálně přiškrcené na integrovaném 3,0 Gb/s řadiči z platformy Z77 (pro SATA 6,0 Gb/s má čipset Intelu stejně jen dva kanály), jak se ale zdá, na to, aby sestava zvládala záznam bez výpadků, by i toto řešení mohlo stačit. Zásluhu na tom má i Core i5-3470 s architekturou Ivy Bridge, který už má jižní můstek připojený novou rychlejší generací sběrnice DMI2.

Jako základní deska posloužila Gigabyte GA-Z77X-UP4 TH, která je vybavená i rozhraním Thunderbolt. To, co je zastrčené ve slotu PCI Express ×16 a na pohled připomíná prehistorické grafické karty s minimalistickým pasivem, je ve skutečnosti zmiňovaná zachytávací karta. Grafika neschází, využívám tu integrovanou v procesoru Intel Core i5. 

Metro má nainstalovaný patch 1.0.0.2, který má mimo jiné řešit problémy karet AMD a zvedat jejich výkon. Grafické karty s GPU Nvidie jsou testované na betaverzi ovladačů 320.14, Radeony na Catalyst 13.5 beta 2 s Catalyst Application Profiles 13.4 cap 1.

Testované grafické karty

Ve srovnání najdete následující grafické karty, se kterými jste se už povětšinou mohli setkat v recenzích na Extrahardware.cz:

• MSI GeForce GTX 550 Ti OC (přetaktovaný model)
• Gigabyte GeForce GTX 660 Ti, 2048 MB (přetaktovaný model)
• Nvidia GeForce GTX 680, 2048 MB (referenční karta)
• AMD Radeon HD 6950 (referenční karta)
• Sapphire Radeon HD 7770 OC
• Gigabyte Radeon HD 7850 OC, 2048 MB
• AMD Radeon HD 7970 (referenční karta)

Metodika testování

Metodika testování

Pro testování jsem použil vestavěný benchmark. Abych měl představu o tom, nakolik odpovídá nárokům hry samotné, odehrál jsem i několik hodin až po náročnější exteriér v bažinách. I ve s touto lokací potrápí benchmark karty víc. Nemůžu ale vyloučit, že dál nenarazíte na náročnější scény (a pokud o nějaké víte, ozvěte se, prosím, v diskuzi).

 

Hra se s přihlédnutím ke kvalitě grafiky zdá být dobře optimalizovaná (nezaměňujte s nenáročná). Se změnou nastavení se dokáže dobře přizpůsobit i starším grafickým kartám, při maximálních detailech ale umí potrápit i nejvýkonnější highendové grafiky.

Kromě toho hra podporuje u GeForce i hardwarovou akceleraci PhysX (v nastavení jako Advanced PhysX). Minimálně v benchmarku mají ale Radeony se zapnutou pokročilou fyzikou velké problémy. V druhé polovině testu dochází i na kartách jako HD 7970 k výrazným propadům snímkové frekvence (padá asi na 8 fps). Proto je testovaných nastavení více než obvykle.

 

Abych nesrovnával jablka s hruškama, byla fyzika počítaná přes GPGPU u většiny testovaných nastavení vypnutá.

Nižší detaily jsem testoval jen v rozlišení 1920 × 1080 bodů (nepředpokládám, že by někdo plánoval hrát nové Metro s kartou nižší střední třídy na 30" LCD).

Na velmi vysokých detailech jsem hru otestoval na obou obvyklých rozlišeních s vypnutým i se zapnutým PhysX.

Nastavení s maximálními detaily (včetně GPGPU PhysX) s kvalitnějším vyhlazováním SSAA jsem otestoval jen na highendových kartách, na slabších by to nemělo smysl.

kvalita vysoká, teselace off, PhysX off, AAA

kvalita vysoká, teselace off, Advanced PhysX off

Pro porovnání levnějších (herních) grafických karet jsem zvolil globální nastavení High s vypnutou teselací a samozřejmě bez SSAA a GPGPU PhysX.

 

 

kvalita vysoká, teselace normal, PhysX off, AAA

kvalita vysoká, teselace normal, Advanced PhysX off, vyhlazování AAA

Následující nastavení by mělo vyhovovat kartám střední třídy. Oproti předchozímu nastavení je zapnutá teselace postav.

 

kvalita velmi vysoká, teselace velmi vysoká, PhysX off, AAA

kvalita velmi vysoká, teselace velmi vysoká, Advanced PhysX off, vyhlazování AAA

Následující nastavení už bude pro výkonnější grafické karty. O stránku dále je totéž nastavení se zapnutou pokročilou fyzikou PhysX počítanou přes GPGPU.

 

 

kvalita velmi vysoká, teselace velmi vysoká, PhysX on, AAA

kvalita velmi vysoká, teselace velmi vysoká, Advanced PhysX on, vyhlazování AAA

Nastavené byly maximální detaily včetně zapnuté GPGPU akcelerace PhysX, vypnutý už je pouze náročný SuperSampling pro vyhlazování hran.

Dole je na grafu s průběhem latencí jednotlivých snímků velmi dobře vidět, že u Radeonů v druhé části testu došlo k výraznému prodloužení trvání zobrazení jednotlivých snímků a tím pádem i k velkému poklesu snímkové frekvence.

 

 

kvalita velmi vysoká, teselace velmi vysoká, PhysX on, AAA + SSAA 2×

kvalita velmi vysoká, teselace velmi vysoká, Advanced PhysX on, vyhlazování AAA + SSAA 2×

Na posledním nastavení jsem testoval už jen highendové karty, grafiky nižší třídy a střední třídy jsou s tímto nastavením nepoužitelné a není rozumné srovnávat je s výkonnějšími. Ostatně na velmi nízkých snímkových frekvencích už se hra nemusí chovat normálně a výsledky tím mohou být zkreslené.

 

 

 

Závěrečné shrnutí

Závěrečné shrnutí

Metro: Last Light není extrémně náročná na procesorový výkon. Alespoň ne tak, jak je tomu u spousty nových her, kde nedostatečný výkon procesoru brzdí grafickou kartu. Přesto dokáže zaměstnat všechna jádra i u šestijádrového procesoru a zátěž na ně rozložit.

Bez HW akcelerace fyziky je vytížení přetaktovaného šestijádrového Core i7 při použití výkonné grafiky kolem 40 %. Dvě jádra CPU využívá velmi intenzivně, třetí asi ze 40 % a u zbývajících to může být v rozmezí 10-30 %. Pro výkonnější grafiky lze tedy doporučit minimálně čtyřjádrový procesor s vyšším taktem.

Potom už bude hra váznout převážně na grafické kartě. I nejvýkonnější karty mohou být při vyšších detailech permanentně vytížené na 100 %. Pomocí nastavení lze ale dosáhnout stále výborné kvality grafiky při výrazně nižších nárocích a zahrát si tak i na slabších kartách.

Při testování plynulosti nejsou zřetelné žádné pravidelné trhání ani jiné problémy, průběhy snímkové frekvence jsou vyrovnané. K výrazným propadům výkonu může docházet u Radeonů s pokročilými efekty PhysX, ale ani tam nejde o zadrhávání v jeho obvyklém významu, ale o celkový pokles výkonu.

 

U Radeonů nemůžu na základě výsledků z benchmarku pokročilou fyziku doporučit. Pokud s ní ale náhodou máte na Radeonech po delším hraní dobré zkušenosti, určitě se s tím podělte v diskuzi. Sám jsem neměl dost času na několikahodinové hraní při různých nastaveních a na různých kartách.

 

Významným zabijákem výkonu je pochopitelně vyhlazování SSAA, na to můžete pomýšlet tak u highendových karet. U pomalejších karet nezapomínejte při snižování detailů ani na teselaci, minimálně vypnutí teselace prostředí (tedy nastavení normal) může kartám ulevit. A pokud ani nastavení, které hra nabízí, nepomůže, zkuste se poohlédnout po diskuzních fórech. Na internetu už se opět řeší i podrobnější nastavení editací konfiguračních souborů a kolují upravené konfigy.

Pozor si dávejte na vynucování nižší úrovně rozhraní DirectX přes konfigurační soubory. Častá praxe, kdy dojde s nižší verzí DirectX k neznatelnému nebo žádnému snížení kvality obrazu při nárůstu výkonu, zde neplatí. A pokud nárůst výkonu zjistíte, ujistěte se, že se spolu s nižším DirectX u některého z nastavení nesnížily také detaily (přepnutí do DX10 například automaticky vypíná teselaci).