Исследовано целочисленное масштабирование: более четкие пиксели для ретро и современных игр

Было бы грубым преуменьшением сказать, что в последние годы ретро-игры пережили своего рода ренессанс. Мини-консоли Nintendo NES Classic и SNES Classic или каталоги Switch Online NES и SNES могут быть первым, что приходит на ум, когда вы думаете о старых играх, но House of Mario далеко не одинок. Sony наткнулась на ретро-сцену в прошлом году, и как Sega Genesis , так и NEC TurboGrafx-16 (через правообладателя Konami) вскоре получат свои официальные любовные письма. Однако было бы упущением, если бы мы не подумали о технологии, лежащей в основе всех этих забавных старых игр, — старой доброй программной эмуляции. Если бы не SNES9x или Gens , среди многих других, прокладывающих путь, у нас может быть не совсем зрелая сцена эмуляции, которая есть сегодня.

100-процентный целочисленный эмулятор Пиксель-арт начала 1990-х.
Windows имеет долгую историю поддержки обратной совместимости, поэтому, конечно, многие старые игры для ПК по-прежнему работают на Windows 10, даже если они требуют некоторых настроек совместимости. Не забывайте о GOG , ранее известной как Good Old Games, которая до сих пор продает большие стопки старых игр для ПК наряду с новыми играми, такими как серия « Ведьмак » от CD Projekt Red . В наши дни вы вряд ли сможете размахивать кошкой, не запустив эмулятор или старую компьютерную игру, но теперь есть множество свежих ретро-игр, таких как Shovel Knight , Hotline Miami и Stardew Valley , которые пишут любовные письма прошедшим годам. Разработчики создали эти и многие другие игры — Papers Please , Beat Cop , Sonic Mania … список можно продолжать бесконечно — с тем, что сегодня мы называем пиксельной графикой.

100-процентный обычный пример Методы масштабирования, которые мы использовали для добавления элемента размытия в старые игры — 100% обрезка Diablo II.

Пиксель-арт и графика стандартного разрешения

Еще в 80-х и 90-х, когда Nintendo и Sega боролись за господство, пиксельная графика была просто «искусством». Например, Sega Genesis может отображать любой желаемый цвет, если он соответствует девятибитной цветовой гамме с 512 различными оттенками. 16-битная консоль Sega могла одновременно отображать 61 цвет с разрешением 320×224 или 256×224 без чересстрочной развертки по стандарту NTSC TV. В наши дни стандарты видео называются по их разрешению, поэтому мы называем его 240p, поскольку это прогрессивное (не чересстрочное) изображение с разрешением 240 строк, а не пикселей. Если вам интересна тема 240p и наука о телевизионных сигналах, ознакомьтесь с историей 240p Displaced Gamers на YouTube. Недавние названия рассматривают такого рода ограничения как возможность управлять искусством,

Проблема, с которой сталкивается современное оборудование со всеми этими играми, как молодыми, так и старыми, заключается в масштабировании изображения, чтобы оно соответствовало нашим ЖК-дисплеям или OLED-дисплеям. Здесь вступают в дело и Nvidia, и Intel. На GamesCom и Nvidia ,  и Intel отдельно представлены обновленные драйверы, которые могли масштабировать разрешения на графическом процессоре с помощью целочисленного масштабирования. Целочисленное масштабирование звучит довольно самоочевидно, и это так: выбранное разрешение умножается на целые числа, чтобы соответствовать размеру экрана. Например, монитор с разрешением 2560х1440 можно заполнить изображением 1280х720, удвоив высоту и ширину пикселей. Это выглядит несколько блочным для использования в качестве разрешения рабочего стола Windows, но для правильных игр, таких как ретро или вдохновленные ретро, ​​​​это дает четкие края пикселям, которые составляют изображение на вашем мониторе. Другие идеальные (или почти идеальные) множители включают 512 x 288, 640 x 360 и 853 x 480.

100-процентный целочисленный пример
Целочисленное масштабирование делает старые пиксели более резкими, чтобы они выделялись — 100% обрезка Diablo II.

Что вы делаете с разрешениями, которые не идеально подходят? Типичный монитор настольного компьютера или ноутбука с разрешением 1920×1080 вмещает только 240 пикселей в 2,5 раза. Типичные встроенные масштабаторы монитора и средний графический драйвер по умолчанию растягивают эти пиксели и каким-то образом растягивают изображение. Это может быть так же просто, как применение билинейного фильтра, как в SNES9x с конца 90-х годов, или так же сложно, как использование пиксельного шейдера, который могут делать эмуляторы, такие как Higan или RetroArch . Тем не менее, вы потеряете этот острый как бритва край, и изображение станет немного грязным, несмотря ни на что. Вместо этого вы можете отцентрировать изображение на дисплее как можно больше и окружить его пустым пространством. Подход с черной рамкой — это путь, который Nvidia и Intel выбрали для своих последних драйверов.

Целочисленное масштабирование для современной эпохи

Даже современные 3D-игры могут выиграть от этого. Например, GeForce RTX 2060 . не будет проблем с ускорением даже самой великолепной игры с поддержкой трассировки лучей в разрешении 1080p, но это век дисплеев с высоким разрешением. Что, если вы соедините RTX 2060 с дисплеем 4K (3820×2160) или даже 5K (5120×2880)? Внезапно вы пытаетесь использовать эти функции RTX с в четыре раза большим количеством пикселей, что теперь может работать хорошо. Однако, если вы масштабируете 1920×1080 в целочисленном масштабе до 4K-дисплея, вы получите хороший ровный 2-кратный масштаб. Более низкие разрешения масштабируются точно так же: 1280×720 идеально соответствует 2560×1440 в 2-кратном масштабе или 3820×2160 за счет трехкратного масштабирования каждого пикселя. Внезапно эти супервысококачественные дисплеи могут по-прежнему выглядеть довольно четкими без размытия, обычно связанного с неродными разрешениями. Это еще более важно, когда мы говорим о системах со встроенной графикой Intel.

Давайте посмотрим на панель управления Nvidia, чтобы увидеть, как она работает.

панель управления масштабированием nvidia по умолчанию Настройки по умолчанию в панели управления Nvidia не идеальны, если ваш монитор не может масштабировать соотношение сторон.
Хотя и Intel , и Nvidia выпустили драйверы для этого, мы собираемся протестировать нашу GeForce RTX 2080 Super. для наших снимков экрана, но он должен работать одинаково на любом поддерживаемом графическом процессоре. Версия Intel под названием Retro Scaling работает и выглядит точно так же, что отлично, если на вашем ПК нет дискретного графического процессора. На изображении выше вы можете увидеть, как Nvidia по умолчанию настраивает раздел «Настройка размера и положения рабочего стола» на панели управления драйверами. Если на вашем ПК установлен графический процессор на основе Pascal или Turning, панель управления в версии драйвера 436.02 или более поздней версии предоставляет этот четвертый параметр для целочисленного масштабирования. Посмотрите, как меняется макет разрешения под раскрывающимся списком, когда мы выбираем Integer Scaling. Поле, представляющее изображение размером 1600×1200, теперь расположено по центру экрана с черной рамкой по всему периметру, а не в виде столбика.

панель управления целочисленным масштабированием nvidia
При целочисленном масштабировании в некоторых случаях появляется черный почтовый ящик.

Под переключателями вы можете выбрать, где происходит масштабирование — на графическом процессоре или на дисплее. Многие мониторы не справляются с изображениями, которые не имеют того же соотношения сторон, что и сама панель, поэтому Nvidia по умолчанию выбирает графический процессор, но вы можете переключаться между ними, чтобы увидеть, что выглядит лучше для вас. Однако, когда вы выбираете Целочисленное масштабирование, приложение отключает раскрывающийся список «Выполнять масштабирование» и выбирает графический процессор. Это потому, что видеокарта вашего ПК запускает это шоу. Вы не увидите ничего другого при собственном разрешении монитора, но когда вы измените разрешение на более низкое, чем родное, этот метод масштабирования сработает.

В панели управления Intel эта функция называется Retro Mode, но работает она точно так же. К сожалению, AMD не добавила целочисленное масштабирование в свои драйверы Radeon, но мы надеемся, что они скоро присоединятся к нашему клубу.

Как мы тестировали

avermedia live геймер мини
AverMedia Live Gamer Mini

Скриншоты бесполезны для оценки качества масштабирования на GPU, так как Windows захватывает экран с выбранным разрешением, и в этом случае изображение 1280×720 будет довольно скучным. Чтобы увидеть масштабированное изображение, нам пришлось вытащить нашу надежную потоковую приставку AVerMedia Live Gamer Mini, чтобы захватить изображение на одном ПК и записать его на другом. Эта маленькая коробка действительно проста в использовании с прилагаемым программным обеспечением RECentral 4. Просто подключите выход HDMI видеокарты к входу HDMI, подключите кабель USB 3.0 к устройству захвата и подключите кабель HDMI к выходу HDMI на коробке к монитору исходного устройства. Данные EDID, которые сообщают вашей исходной машине о дисплее, поступают с монитора, поэтому все, что может обработать ваш монитор, отправляется на Live Gamer Mini. Если вы хотите транслировать на Twitch , YouTube Live или несколько других потоковых сервисов по отдельности или все сразу, RECentral 4 позволяет вам делать это, при желании захватывая аудио и второй видеопоток с микрофона или веб-камеры.

Поскольку эта внешняя карта захвата может обрабатывать только 1080p со скоростью 60 кадров в секунду, мы остановились на обычном мониторе 1080p, чтобы посмотреть, как идет масштабирование. AVerMedia RECentral 4 может захватывать как неподвижные изображения, так и видео, так что мы взяли здоровую дозу обоих. К сожалению, это означает, что вам придется использовать свое воображение, если у вас есть высококачественный дисплей, но, надеюсь, вы получите представление о том, как получить дополнительную производительность при более низком разрешении, не создавая свой модный 4K . отображать неряшливый беспорядок. Чтобы попытаться еще раз проиллюстрировать этот момент, мы также применили 2-кратное масштабирование к выбранным нами захваченным изображениям, используя масштабирование ближайшего соседа, которое сохраняет острые края, но делает все физически в четыре раза больше — два раза по горизонтали и два раза по вертикали.

С учетом всего сказанного давайте посмотрим, как это выглядит на целой куче старых и старых игр.

Источник (англ.)

Поставить оценку
Кофебрейкер | Интернет-журнал