К бою готов: исследование производительности 13 видеокарт в Unreal Tournament 3 Demo

История Unreal Tournament началась еще в 1999 году – именно тогда студия Epic Games представила на суд общественности свой первый игровой проект. На тот момент UT отличался от немногих аналогичных шутеров, заточенных под многопользовательскую игру, своей неординарностью игрового процесса, весьма качественной и очень красивой графикой.

Ждать огромной популярности Unreal Tournament долго не пришлось. Игра стремительно завоевала интерес у игроков по всему миру и стала практически де-факто любых киберспортивных состязаний, проводившихся в то время.  

В октябре 2002 года компанией Epic Games было выпущено продолжение серии "Нереального турнира" –  Unreal Tournament 2003. Однако такого ошеломительного успеха, как у предыдущей части, не получилось.  

Что же касается графики, то она вновь оказалась на высоте, и все это  благодаря продвинутому движку Unreal Engine 2. 

Затишье продлилось недолго, и спустя два года увидела свет еще одна часть из нашумевшей серии игр – Unreal Tournament 2004.  Данный релиз, помимо значительно обновленного игрового процесса, мог похвастаться весьма технологичной графикой на основе движка Unreal Engine 2.5.  

Однако и на этом разработчики из Epic Games не остановились. Вскоре в Сеть начинают просачиваться слухи о готовящемся продолжении  легендарной серии Unreal Tournament.  Уже, по первой официальной информации, стало понятно, что Epic Games  снова готова всех удивить. 

До момента официального релиза многие геймдевелоперы выкладывают демо-версии своих проектов, благодаря чему появляется возможность предварительно ознакомиться с ключевыми моментами будущей игры (геймплей, качество графики, звук и т.д.).   

Вначале примемся изучать графику и насколько "тяжел" Unreal Tournament 3 для современных видеокарт. Ведь именно низкая производительность видеоускорителя станет камнем преткновения для комфортного геймплея или же качественной картинке в игре.   

Традиционно рассмотрим сначала в  сегодняшнем материале особенности движка, используемого в Unreal 3. 

Движок Unreal Engine 3.0. Графические особенности UnrealTournament 3  

Пожалуй, переживать за качество графики Unreal Tournament 3 не стоит, так как она базируется на движке Unreal Engine 3 (блеснул во всей своей красе в Gears of War и Bioshock).

А это значит, что для  визуализации картинки разработчики используют целый массив продвинутых технологий на основе API Direct3D 9.0c/Direct3D 10 для создания качественных и высокодетализированных 3D-сцен с высокой реалистичностью спецэффектов.  

 

 

Основные особенности движка Unreal Engine 3.0 и используемые графические технологии в Unreal 3: 

Для тех, кто уже изучал наши прошлые статьи, разобраться в вышеприведенных спецификациях не составит  труда, однако мы ориентируемся на неподготовленного читателя, поэтому в некоторых моментах имеет смысл повториться вновь.   

HDR-рендеринг. Основное предназначение этой технологии в данном движке – делает свет мягким и подчеркивает детали в ярко освещенных и темных объектах.

 

Этот эффект довольно давно используется в современных играх, поэтому наличие HDR в Bioshock предвидели в любом случае.   

Помимо этого, при построении 3D-сцен разработчики активно использовали попиксельное освещение, параллакс - и нормалмаппинг (карты смещения и нормалей).  

Нормалмаппинг представляет собой технологию, предназначенную для добавления  детализации моделям с относительно низкой геометрической сложностью, но без использования большего количества реальной геометрии. Этот эффект достигается при помощи  карт нормалей, полученных обработкой такой же модели, только с более высокой геометрической сложностью. Нормалмаппинг полностью осуществляет замену нормалей, используя значения из предварительно подготовленной карты нормалей (normal map). Они создаются на основе двух моделей с низким и высоким содержанием полигонов. Затем производится сравнение их друг с другом, и рассчитанная разница сохраняется в текстуре, называемой картой нормалей. В ней и хранится вся подробная информация о поверхностях. Нормалмаппинг не изменяет формы объекта и не добавляет полигонов, создается только  видимость этого. Поэтому по сравнению с простым использованием большого количества полигонов  технология с применением карт нормалей  представляет собой наиболее эффективный способ хранения данных о поверхностях. 

 Что же касается параллаксмаппинга, то данная технология является альтернативой бампмаппинга и нормалмаппинга. Она дает еще большее представление о деталях, более натуралистичное отображение 3D-поверхностей, при этом с малыми потерями производительности. Технология очень схожа с нормалмаппингом, отличаясь только тем, что в процессе обработки наложение текстуры происходит со смещением, текстурные координаты изменяются так, что если вы смотрите на поверхность под различными углами, то она кажется выпуклой, хотя на самом деле она плоская (параллакс – угол смещения). Параллаксмаппинг позволяет эффективно прорисовывать детализированные поверхности без использования огромного количества полигонов и сложной геометрии. Поэтому эта технология в большей степени, чем нормал- и бампмаппинг, экономит ресурсы видеокарты (используется значительно меньшее количество вершин и треугольников, особенно в случаях очень мелких деталей), по сравнению с реальной высокополигональной геометрией. Параллаксмаппинг отлично подходит для прорисовки  камней, кирпичей и подобных рельефных поверхностей.  Недостаток метода -  невысокая детализация силуэтов и граней. 

Мягкие тени (Soft Shadows). Это специальный алгоритм, позволяющий добиться смягчения границ теней, что в итоге значительно повышает реалистичность картинки.  

 

Отрицательные стороны использования данного эффекта – значительное падение производительности видеокарты.  

Постобработка изображения - используются эффекты Motion Blur (смазывание в движении) и Depth of field (глубина резкости). 

 

Так как в  Unreal 3 реализован метод отложенного затенения (deferred shading), то использование FSAA (полноэкранного сглаживания) в игре невозможно по техническим причинам (аналогичный пример - S.T.A.L.K.Е.R., G.R.A.W.). А вот при использовании режима DX 10 ограничения по сглаживанию отсутствуют.  

Еще более подробно с основными особенностями Unreal Tournament 3 вы можете ознакомиться с помощью нижеприведенных видеофрагментов:   

vCTF-Suspense 

DM-Shangrila 

DM-HeatRay 

Напоследок давайте ознакомимся с официальными системными требованиями UT:        

	Минимальные	Рекомендуемые
Операционная система	Windows XP Service Pack 2 или Windows Vista
CPU	Одноядерный 2.0 ГГц	Двухъядерный 2.4 ГГц
Оперативная память	512 MB	1 GB
Видеокарта	NVIDIA GeForce 6200 или AMD Radeon 9600	NVIDIA GeForce 7800 GTX или AMD Radeon X1800
Дисковое пространство (HDD)	8 GB и более	8 GB и более
Звуковая карта	100% совместимая с DirectX 9.0c	100% совместимая с DirectX 9.0c

Минимальные требования выглядят чересчур "легкими" по современным меркам, впрочем, все это можно отнести только к плюсам игры, ведь не у каждого в запасе дорогостоящая и высокопроизводительная платформа,  с хорошей видеокартой на борту.   

Однако это только рекомендации разработчиков, а как дела  обстоят в реальности, покажут только тесты. К ним мы приступим чуть позже, а сейчас давайте разберемся с картинками DX9 и DX10. 

Сравнение режимов рендеринга DX9 и DX10  

Активация  режима DX10 в игре происходит автоматически, при наличии соответствующего "железа" и, естественно, операционной системы Windows Vista. В демо-версии Unreal 3 управлять путями рендеринга картинки через интерфейс невозможно, а только лишь посредством редактирования конфигурационного файла UTEngine.ini (параметр по умолчанию "AllowD3D10=True"). При запуске же игры на Windows XР данная запись, понятное дело, становится бесполезной. 

Так чем же картинка DX10 лучше DX9?  

На этот вопрос ответят представленные ниже скриншоты. 

 

 

 

 

 

DX9                            DX10  

При просмотре переставленных картинок возникает чувство, что они сняты в одинаковых программных средах и они абсолютно идентичны.

Разве что при  рендеринге DX10 текстуры на удаленных объектах слегка четче по сравнению с DX9, ну а в остальном – полная аналогия.    

Из этого всего мы делаем вывод, что пользователи видеокарт с поддержкой только DX9 никаких "красивостей" не потеряют (исключение – режим FSAA). Однако это только лишь предварительный вердикт, и с выходом финальной версии Unreal Tournament 3 мы вновь коснемся данной проблемы. 

Методика тестирования производительности 

В демо-версии Unreal 3 разработчики отказались от функции записи и воспроизведения "демки" (будет включена в финальный релиз), поэтому замеры производительности придется осуществлять альтернативными  способами.  

Как один из способов – это автоматический пролет карты с фиксированием среднего FPS посредством соответствующей функции, реализованной в Unreal Tournament 3.

 

Для этого модифицируем ярлык запускаемой игры, добавляя к нему параметры запуска: 

VCTF-Suspense?causeevent=FlyThrough?quickstart=1?nocustomchars=1?numplay=0 -seconds=50 -unattended -novsync -fixedseed -CaptureFPSChartInfo=1 –nomoviestartup  

• где "vCTF-Suspense" – это название одной из трех локаций, включенных в пакет Unreal 3 Demo (можно еще выбрать DM-Shangrila и DM-HeatRay);
• "seconds=50" – время воспроизведения теста, в секундах.

После благополучного "прогона" теста результаты можно прочитать в лог-файле, находящемся в директории "…My DocumentsMy GamesUnreal Tournament 3 DemoUTGameStats".   

При этом в игре предварительно устанавливался максимально возможный уровень качества графики. (Также стоит отметить, что на максимальном уровне детализации движок использует анизотропную фильтрацию 16х.)   

 

Тестирование проводилось в трех стандартных для нашей методики разрешениях: самые "ходовые" 1024x768, 1280х1024 и ставшее уже привычным Full-HD 1920х1080.  

К сожалению, способ пролета камерой определенной локации для получения реального FPS в игровом процессе оптимальным назвать нельзя. Ведь он не учитывает всевозможные эффекты (взрывы, дым, вспышки и проч.), нагрузку на процессор во время просчета физики и AI (поведение ботов), которые будут очень отрицательно влиять на результирующее значение количества кадров в секунду.

Поэтому в нашей лаборатории в качестве дополнения было решено осуществить тестирование видеокарт игровым методом. 

При этом способе тестирования осуществлялось измерение количество FPS  на протяжении двухминутного игрового процесса, осуществляемого вручную.  На всем его протяжении мы придерживались одной тактики поведения, а в качестве компенсации возникающих погрешностей каждый эксперимент повторялся по три раза. Из полученного массива результатов по каждому разрешению находилось среднее значение, которое и принималось за искомое.

Все игровые тесты проводились на карте vCTF-Suspense. 

В тестах использовалась демо-версия игры Unreal 3, доступная для скачивания на сайте разработчика и множестве зеркал (1.9 GB). 

Конфигурация тестового стенда, список  и краткие технические характеристики используемых видеокарт, результаты 3D-производительности 

Все тесты проводились на платформе, имеющую следующую конфигурацию: 

• процессор Intel Core 2 Quad QX6700  2.66 ГГц, разогнанный до 3.2 ГГц (266x12);
• системная плата Asus P5B Deluxe P965;
• память Apacer PC-6400 DDR II (2x1 GB, CL4-4-4-15), 2.0 В;
• жесткий диск Seagate ST3320620AS  (Serial ATA II, буфер 16 MB);
• блок питания Floston LXPW 560 Вт;
• монитор Compaq   P1210 (22", максимальное разрешение 2048х1536@75 Гц);
• Microsoft Windows XP Pro SP2, DirectX 9.0c (сборка ноябрь 2007-го);
• Microsoft Windows Vista Ultimate 32 bit, DirectX 10 (сборка ноябрь 2007-го);
• NVIDIA ForceWare 163.75 для Windows XP;
• NVIDIA ForceWare 163.75 для Windows Vista 32 bit;
• ATI Catalyst 7.10 для Windows XP;
• ATI Catalyst 7.10 для Windows Vista 32 bit. 

При этом использовались следующие настройки драйверов: 

Для NVIDIA - ForceWare 162.18/22: 

• texture filtering - high quality;
• vertical sync – off;
• anisotropic optimization – off;
• anisotropic sample optimization – off;
• transparency antialiasing – off.  

Для AMD - Catalyst 7.8: 

• Catalyst A.I – standard;
• mipmap detail level - high quality;
• wait for vertical refresh – off;
• adaptive antialiasing – off;
• temporal antialiasing - off ;
• high quality anisotropic filtering – off.  

Все остальные настройки – по умолчанию. 

Список исследуемых видеоускорителей выглядит следующим образом:  

• AMD Radeon X1950 PRO 256 МВ  580/1400 МГц;
• CrossFire AMD Radeon X1950 PRO 2x256 МВ  580/1400 МГц;
• AMD Radeon HD 2600 XT 256 МВ  800/2200 МГц;
• NVIDIA GeForce 7300 GT 256 МВ 500/1400 МГц;
• NVIDIA GeForce 7600 GS 256 МВ 400/270 МГц;
• NVIDIA GeForce 8400 GS 256 МВ  460/800 МГц;
• NVIDIA GeForce 8500 GT 512 МВ  460/800 МГц;
• NVIDIA GeForce 8600 GT 256 МВ 540/1400 МГц;
• NVIDIA GeForce 8600 GT 512 МВ 540/1400 МГц;
• NVIDIA GeForce 8600 GTS 256 МВ 675/2000 МГц;
• NVIDIA GeForce 8600 GTS 512 МВ 675/2000 МГц;
• NVIDIA GeForce 8800 GTS 320 МВ 510/1600 МГц;
• NVIDIA GeForce 8800 GTX 768 МВ 575/1800 МГц. 

Надеемся, поклонники AMD  нас поймут, ведь достать большее количество видеокарт, а также поровну от каждого бренда за кратчайшие сроки не всегда представляется возможным. Со временем данная база обязательно расширится и дополнится новыми чипами. Следите за обновлениями. Ну а сейчас настало время огласить результаты.

Как обычно, начнем с режима рендеринга DX9: 

По результатам тестирования прекрасно видно, что данный тип "упражнений" не составляет больших сложностей современным Hi-End и  Middle-End чипам. Low-End, как и ожидалось, не показал выдающихся результатов, впрочем, чуда от них мы и не ожидали. Тем не менее стоит еще раз оговориться, что это режим "чистой" производительности, когда мы можем узнать расстановку сил чипов относительно друг друга, а  отнюдь не реальный FPS. Для этого больше подойдет вторая часть наших экспериментов.     

Здесь уже ситуация обстоит несколько иным, чем в предыдущем тесте, образом. Во-первых, итоговые результаты видеокарт снизились в среднем на 20-45% (в зависимости от разрешения), что в свою очередь уже не позволит получить максимально комфортные 60 FPS на некоторых видеокартах. Это же и относится и к планке минимально приемлемых 30 кадров в секунду. Что же касается Hi-End чипов – то тут если и снизился показатель, то не до критического уровня,  производительности вполне будет достаточно для комфортной игры во всех разрешениях включая Full HD.  

Ну а как же дела обстоят с DX10? 

По сути, результаты в среде DX10 по своим значениям недалеко ушли от DX9. Расхождение в пользу более старого API DX9 составило не более 6%, а в целом картина по расстановке сил осталась без изменений. 

С активацией сглаживания FSAA 4х падение производительности составило вполне адекватное значение. Для Middle-End видеоускорителей данный тип рендеринга кадра будет достаточно тяжеловат, а вот для Hi-End сектора режим Full HD+FSAA 4x – "норма жизни".     

В завершение данного материала стоит отметить исследования относительно загрузки фреймбуфера видеоускорителей. Для этого воспользуемся хорошо известной всем утилитой Riva Tuner версии  2.05 и отследим ее показания. 

1024х768

1280х1024 

1920х1080 

Даже на самом минимальном разрешении 1024х768 пикселей загрузка видеопамяти составила 260 МВ, что несколько превышает 256 МВ, являющиеся типичным объемом для карт сектора Middle-End. С ростом разрешения ситуация коренным образом не меняется. В целом  становится  очевидным, что видеокарта с 256 МВ на борту – это минимум для Unreal 3, а для более качественных режимов вам придется обзавестись более "мозговитой" платой.  

Напоследок по традиции проверим заявленную поддержку многоядерных процессоров самой игрой. Для этого воспользуемся всем известной программой Task Manager, встроенной в Windows. 

А с этим у нее все в порядке. Движок умеет превосходно справляться как с двухъядерными, так и с четырехъядерными процессорами.  Наконец-то, теперь есть где развернуться в полную силу четырехъядерным CPU!     

Что ж, на этом разбор полетов относительно Unreal 3 Demo закончен, и настало время подводить итоги.   

Выводы

Итак, можно смело сказать, что шутер Unreal 3 обладает не только увлекательным геймплеем в духе прошлых поколений Unreal, но и качественной графической составляющей, которая не требует значительных затрат системных ресурсов. Благодаря использованию движка Unreal 3 Engine игра может похвастаться высококачественным динамическим освещением, поддержкой API DX10 SM 4.0, HDR, Soft Shadows и другими высокотехнологичными спецэффектами, которые являются актуальными в сфере 3D-графики на данный момент.  

Low-End. Рассчитывать на комфортный FPS при максимальном уровне качества картинки с данными чипами не получится. Здесь придется либо значительно повозиться с графическими настройками, либо смириться в низким фреймрейтом.  

Midlle-End. Владельцам данного класса видеокарт (GeForce 8600, Radeon HD 2600 XT, Radeon X1950 PRO и т.д.) не стоит сильно волноваться насчет острой нехватки FPS в Unreal 3. Однако это утверждение справедливо лишь при нескольких оговорках:  максимально комфортные можно получить на чипах 8600 GTS в режиме 1024х768. Далее с ростом разрешения придется или уменьшать качество картинки, или использовать более мощный видеоускоритель (см графики).  

Hi-End. Обладатели плат вообще получают безупречную производительность, обеспечивающую играбельный фреймрейт во всем диапазоне разрешений, включая Full HD. С активацией FSAA кардинальных изменений в режимах 1024х768 и 1280х1024 мы не видим, а вот для 1920х1080 дела обстоят не наилучшим образом, и рассчитывать  на приемлемый игровой комфорт не приходится. 

 

Генеральный спонсор тестирования – Интернет-магазин UltraPrice

 

Благодарим компанию Intel за предоставленный для тестового стенда процессор Core 2 Quad QX6700 

 

Благодарим компанию FLOSTON за предоставленный для тестового стенда блок питания

LXPW 560 Вт.

 

Фотографии выполнены в студии портала TECHLABS, фотограф Дмитрий Филатов