id Tech 9 soll wieder einfacher werden
Dadurch kann die Engine unterschiedliche Shader-Varianten starten, etwa einfache für Standardoberflächen und komplexere für Haut- oder Stoff-Materialien.
Das Ergebnis: In komplexen Szenen spart das System mehrere Millisekunden GPU-Zeit pro Frame. Außerdem skaliert die Leistung wieder nahezu linear mit der Auflösung – was bei der alten Pipeline nicht mehr funktionierte.
Variable Shading und andere Tricks
Ein weiterer wichtiger Baustein war eine eigene Softwarevariante von Variable Rate Shading. Da Hardware-VRS nicht in allen Compute-Shadern oder auf allen Plattformen verfügbar ist, entwickelte id Software eine Technik namens VRCS.
Dabei werden Pixel in Primär- und Duplikat-Pixel eingeteilt. Nur die Primärpixel werden vollständig berechnet, während andere Pixel deren Ergebnis übernehmen.
Gleichzeitig ordnet die Engine Compute-Threads neu an, so dass komplette GPU-Waves entweder nur echte Berechnungen oder nur einfache Kopieroperationen enthalten. Diese Technik spart im Schnitt rund zehn Prozent GPU-Zeit.
Auch die Materialdarstellung selbst wurde erweitert. Oberflächen bestehen aus mehreren zur Laufzeit kombinierten Materialschichten. Dadurch können Künstler komplexe Materialien erzeugen, ohne neue Texturen zu erstellen.
Aufwendig ist das System für dynamische Materialschäden. Wenn Projektile Wände treffen oder Explosionen Umgebung zerstören, erzeugt das Spiel sogenannte Damage-Marker. Das sind kleine SDF-Primitive, die in einer räumlichen Struktur organisiert sind.
Eine GPU-Berechnung projiziert diese Marker auf die Szene und mischt beschädigte Materialvarianten in die Oberfläche. Die Zerstörung bleibt dauerhaft erhalten, da die Marker im Spielstand gespeichert werden.
Effizienz gegen Komplexität
Der Umbau der Engine brachte messbare Vorteile, hatte aber auch einen Preis. Die neue Pipeline ist deutlich komplexer geworden. " Wir haben Speicher und Komplexität bezahlt, um wieder Effizienz auf der GPU zu gewinnen ", sagte Hammer.
Derzeit arbeitet id Software an einer Vereinfachung der Architektur. Einige der neuen Schritte (Deferred-Texturing-Pass, Depth-Update und Beleuchtung) könnten künftig wieder zusammengelegt werden, sofern sich die Performanceprobleme lösen lassen.
Das Ziel bleibt jedoch unverändert: möglichst viel Bildqualität bei stabilen Frameraten. Oder, wie Hammer es formulierte: Man entwickle diese Technik nicht zum Selbstzweck. " Wir bauen Technologie, um großartige Spiele zu machen. ".
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