Čo je simultánna multiprojekcia?

Jedna z kľúčových funkcií, ktoré Nvidia oznámila s vydaním svojich grafických kariet série 10 v roku 2016, sa nazývala Simultaneous Multi-projection alebo SMP. SMP je vo svojej podstate proces, ktorý znižuje rozťahovanie obrazu pri použití konfigurácií s viacerými monitormi, ale má tiež výhody pre hry VR.

Čo robí simultánna multiprojekcia?

Pri hraní hier s viacerými monitormi väčšina hráčov nakláňa svoje monitory, takže je ľahšie vidieť ich vonkajší okraj. Pri konfiguráciách s tromi monitormi to vo všeobecnosti znamená, že vonkajšie monitory sú naklonené dovnútra. Motory videohier si však neuvedomujú uhly každej obrazovky.

Tento nedostatok povedomia znamená, že videohry považujú konfigurácie viacerých monitorov za jeden plochý veľký monitor. To vedie k tomu, že výsledný obraz bude vyzerať roztiahnutý, čím ďalej sa dostanete od stredu konfigurácie monitora. SMP umožňuje hre poznať uhol monitorov, potom upraví výstup tak, aby vyzeral menej skreslene a zodpovedal tomu, čo by ste skutočne videli, keby ste boli fyzicky prítomní v hernom svete.

Môže pomôcť predstaviť si každý monitor ako priehľadné okno do sveta 3D videohier. Ak sa rozloženie vašich obrazoviek zhoduje s rozložením, ktoré hra očakáva, dochádza k minimálnemu skresleniu, ale ak by ste jedno z týchto okien naklonili a pohľad by zostal rovnaký, vyzeralo by nesprávne a skreslené. toto skreslenie je najzreteľnejšie, keď sa kamera pohybuje zo strany na stranu alebo keď rovné čiary prechádzajú z jedného monitora na druhý. Čo by sa skutočne malo stať, je zmeniť pohľad z okna tak, aby zodpovedal novému uhlu.

SMP to robí vytvorením viacerých výrezov a ich naklonením tak, aby zodpovedali každému monitoru. Tento proces vytvárania nových výrezov má minimálny vplyv na výkon v porovnaní s tradičnou konfiguráciou troch obrazoviek, a to aj napriek zvýšenému efektívnemu zornému poľu. Je to spôsobené tým, že takmer celá scéna je vykreslená v jedinom prechode. Všetky úlohy týkajúce sa geometrie, osvetlenia a tienenia sa vykonávajú raz, a nie trikrát, čo by sa normálne vyžadovalo. Jedinou časťou procesu, ktorú je potrebné vykonať raz pre každú scénu, je rasterizácia, čo je proces mapovania hodnôt na jednotlivé pixely na monitoroch.

Ako to platí pre VR?

SMP je možné použiť aj vo VR v dvoch variantoch s názvom Single Pass Stereo a Lens Matched Shading. Single Pass Stereo vytvára druhý výrez, ale namiesto toho, aby ho naklonil do iného uhla, posúva výrez pozdĺž osi x, aby sa ohnisko zhodovalo s umiestnením vašich očí. To umožňuje rovnakú rýchlosť ako pri simultánnej multiprojekcii, pretože väčšina graficky náročných procesov, ako je geometria a osvetlenie, sa spracuje iba raz, a nie dvakrát.

Vzhľadom na tvarovanie monitora a šošovky potrebné na fungovanie VR náhlavných súprav sa vykresľuje značné množstvo pixelov, ktoré sa jednoducho nezobrazujú na obrazovke. Lens Matched Shading využíva koncept viacerých výrezov na rozdelenie tvaru vykresleného VR pohľadu na štvorec so 4, 9 alebo 16 výrezmi. Tvar týchto výrezov je riadený tak, aby sa zmenšila oblasť hry, ktorá sa musí vykresliť, ale nakoniec sa na obrazovke v skutočnosti nezobrazí. Znížením počtu pixelov, ktoré sa vykresľujú a ktoré nie sú potrebné, funkcia Lens Matched Shading ďalej znižuje vplyv VR na výkon.

Nedostatok implementácie

Bohužiaľ, SMP je funkcia, ktorú musí vývojár zabudovať do hry. Kvôli malému percentu hráčskych základní, ktoré používajú konfigurácie s tromi monitormi, a obavám z konkurenčnej výhody, ktorú môžu mať hráči s ultraširokými zornými poľami, veľká väčšina vývojárov neimplementuje SMP do svojich hier. V skutočnosti je známe, že iba jedna hra, závodná simulačná hra iRacing, implementovala túto funkciu.

Implementácia v hrách VR je rozšírenejšia vďaka zahrnutiu a aktualizáciám jednopriechodového stereo a lens Matched Shading v balíku VRWorks od Nvidie.