PC grafiikan perusteet

Kuvittele se tilanne, jossa olet juuri aloittamaisilllaan pelamaan suosikki PC-peliäsi. Ei se, etteikö sinulla olisi tarvittavia Steam-lahjakortteja peleihisi, vaan se, mitä tehdä pelisi valinnan paljoudella. Menu-valikossasi näet monta vaihtoehtoa, jotka voivat saada pelisi näyttämään vielä paremmalta (tai huonommalta!). Ehkä laitoit päälle shadow-valinnan, tai haluat kuitenkin, että pelissäsi oleva vesi näyttää todelliselta. Mutta mitä anti-aliasing –toiminto tarkoittaa? Tai HDR? Entä Bloom? Entä miksi näyttösi värisee, kun pelin grafiikat ovat todella hienoja? Luettuasi tämän artikkelin, tiedät tarkalleen, miten tasapainotat pelisi kauniin ja juohevan välillä.

Näytöt ja pikselit

Näytölläsi on tietty koko. Näyttösi koon voit tarkistaa katsomalla, montako tuumaa se on (mikä mitataan vasemman alareunan nurkasta oikeaan yläkulmaan), mutta mikä on vielä tärkeämpää ohjelmille, on resoluutio, toisin sanoen, pikseleiden määrä näytölläsi. Näyttösi koostuu pikseleistä, pienistä pilkuista, joilla jokaisella on oma värinsä. Voit laskea pikselit samalla lailla kuin laskisit pinta-alaa; kerro pituuden pikselin määrä leveyden pikselin määrällä. Vakiintuneet resoluutiot ovat nykyään 1920×1080(1080p esimerkkinä YouTube-videot) ja 2560×1440(1440p). Mitä enemmän näytölläsi on pikseleitä, sitä yksityiskohtaisempia näytölläsi olevat kuvat ovat!

resolution_scaling

Olet varmaan joskus pelannut peliä, joka antaa sinulle mahdollisuuden pienentää (downscale) tai nostaa (upscale) pelisi tasoa. Tätä toimintoa kutsutaan resoluution muuntamiseksi. Pelisi resoluution nostaminen tarkoittaa pienemmän resoluution suurentamista, jotta se täyttäisi koko kuvaruudun (monet Xbox One –pelit nostavat resoluutiota 900 pikselistä 1080 pikseliin). Tämä saa aikaan sen, että pelisi näyttää kovin sumuiselta eikä valitettavasti kovin hyvältä. Resoluutiota pienentäessä ison ruudun resoluutiosta tehdään pienempi. Pelin laatu ei muutu lainkaan, joskus siitä tulee jopa parempi!

FPS ei aina tarkoita First Person Shooteria

Viime aikoina paljon on käyty keskustelua FPS-aiheesta. Pitäisikö sitä olla enemmän vai vähemmän? Onko se tarpeellista ja näetkö edes kunnon eroavaisuuksia? Jos tiedät mistä etsiä, eroavaisuuksia kyllä löytyy! FPS on lyhenne frames per second -ilmaisusta, mikä tarkoittaa sitä kaikkea, mitä pelissäsi tapahtuu yhden sekunnin aikana. Esimerkkinä kuvasarja, jonka avulla voit luoda lyhyen elokuvan, jos näytät monta peräkkäistä kuvaa kuva toisensa jälkeen, tarpeeksi nopeasti. Pelit toimivat samalla lailla. Jos käytät vähemmän kuin 15 kuvaruutua (frame) yhden sekunnin aikana, peleissäsi tapahtuvat liikkeet näyttävät värisevän. 30 FPS näyttää jo paljon paremmalta, ja FPS:n ollessa 60, pelisi näyttää toimivan oikein sujuvasti.

Tänä päivänä jotkut PC-pelien FPS on enemmän kuin 60. Mutta, onko se itse asiassa edes tarpeen? Micheal Vsauce väittää, että ei. Michael kertoo, kuinka monta kuvaruutua sekunnissa silmämme voivat ottaa vastaan. Hän myös mainitsee sen, että 60 FPS voi saada pelaajan voimaan pahoin.

PC:llä saat muokattua asetuksesi tietokoneesi voimakkuuden määrään, konsoleilla taas et. Peliä kehitettäessä otetaan aina huomioon konsolin voimakkuus, eikä samoilla PS4-konsoleilla ole eri voimakkuuksia.
Jos sinun PC:lläsi on GPU (Graphics Processing Unit), joka ei voi käsitellä kaikenlaista hienoa grafiikkaa, sinun frame rate (tai FPS) kärsii siitä. Ladataksesi pelejä, jotka sisältävät upeita grafiikoita, PC:si täytyy kompensoida, mikä tarkoittaa sitä, että peli toimiii hyvin hitaasti tai värisee. Tällöin tiedät, että sinun aika muokata pelisi asetuksia. Mitä asetuksia? Se tulee selville, kun luet eteenpäin.

frame_per_second

Kaikki Anti-Aliasing –toiminnosta

Monet pelit tarjoavat Anti-Aliasing –vaihtoehdon. Koska pikselit ovat neliönmuotoisia, et saa koskaan niiden reunoista kovin luontevan näköisiä. Anti-aliasing –toiminto auttaa sinua saamaan pelisi objektit näyttämään sulavimmilta verrattuna siihen, mitä ne oikeasti edes ovat. Saat tämän aikaan vaihtamalla reunan väriä, joka on kahden vierekkäisen objektin välissä. Tämän avulla muutos näyttää enemmän luonnolliselta.

anti_aliasing

On monia tapoja saada pikseleiden reunat luontevan näköisiksi.

  • SSAA (SuperSampling Anti-Alisasing): Pelisi ladataan suurempaan resoluutioon kuin mitä se alkuperäisesti oli. Tässä tapauksessa pikseleiden määrä on suurempi, mikä aiheuttaa sen, että reunat värittyvät. Tämä jättää hienon jäljen, mutta sen huonompi puoli on se, että vain muutama johtavista GPU –yksikköistä pystyy käsittelemään yllä olevan kaltaista prosessia. Nykyään löytyy paljon tehokkaampia tapoja ratkaista pikseleiden karkeat reunat.
  • MSAA (MultiSampling Anti-Aliasing): Tämä on eniten käytetty metodi, ja PC:si on paljon helpompi käsitellä sitä, joten sinulla ei ole ongelmia pelisi nopeuden kanssa. Valitettavasti se ei ole yhtä tarkka kuin SSAA. Kuinka se toimii? Pikseli A:n vasemmalla puolella on valkoinen pikseli ja oikealla puolella musta. Pikseli A olettaa väriasetuksen harmaaksi, jotta muutos on luontevampi.
  • FXAA (Fast Approximate Anti-Aliasing): Hahmottamisen jälkeen FXAA ‘tunnistaa’ reunoja, ja tekee niistä sulavia tai sulavampia. FXAA-tekniikka on parempi tässä kuin MSAA-tekniikka. Valittevan usein tosin pelitekstuureista, kuten puu tai marmori, voi tulla epätarkkoja.
  • MLAA (Morphological Anti-Aliasing): Tämä anti-aliasing –metodi tapahtuu kuvantamisen jälkeen, ja joskus HUD, eli pelin sisäinen valikko, sekä teksti ja tekstuuri otetaan myös huomioon. Tämä tarkoittaa sitä, että niistä tulee epäselvempiä ja, että ne sisältävät vähemmän ykstyiskohtia. MLAA on kuitenkin nopea, joten sen huonot puolet ovat tuskin huomattavissa, ja sen laatu on usein verrattavissa SSAA-metodiin.
  • TXAA (Temporal Anti-Aliasing): TXAA sisällyttää erilaisia metodeja, mikä tekeekin siitä ainutlaatuisen. Peräkkäiset kuvaruudut (frames) eivät eroa paljon toisistaan, ja TXAA vaatii paljon dataa siirtyessään yhdestä kuvaruudusta toiseen. Näin kuvaruudusta toiseen siirtyminen ei vaadi paljoa työtä, koska korjattavien tekstuurien määrä ei ole kovin suuri.

Katso täältä, mitä kaikkea voit tehdä pelisi asetuksilla, esimerkkinä peli GTA V, ja mitä voit saada aikaan pelin grafiikan laadussa!

Kaikki mikä on kaukana, näyttää sumealta; olisiko aika hankkia pelihahmollesi silmälasit?

Jos pelaat 3D-peliä, voit katsoa pikseleitä joka suunnasta. Kaikki kaukaa näyttää pienemmältä, ihan niinkuin todellisuudessakin. Tekstuurit ovat kuitenkin ohjelmoitu 2D-ulottuvuuteen, ja texture filtering –toiminto päättää miten eri tekstuurit nähdään 3D-ulottuvuudessa. Yksi toiminnoista on nimeltään bilinear filtering. Aivan niin kuin Anti-Aliasing –toiminnolla, pikseleitä verrataan toisiinsa ja väri päätellään niiden värikeskiarvon avulla. Kaikki siis hyvin, ainakin siihen asti kunnes MIP mapping –toimintoa käytetään.

MIP mapping tarkoittaa sitä, että kaukana oleville objekteille annetaan laadultaan alhaisempi tekstuuri. Koska nämä objektit ovat niin pieniä, niitä ei kannata lähteä lataamaan tarpeettomilla korkealaatuisilla tekstuureilla, mikä olisi järkevää jos kyseessä olisi lähellä olevat isommat objektit. Siinä on tosin järkeä, ainoastaan korkean ja alhaisen laadun välinen raja on nyt todella näkyvä. Kukaanhan ei halua tätä, joten käytämme trilinear ja anisotropic filtering –toimintoja ratkaisemaan tämän. Trilinear-toiminto varmistaa sen, että muutos ei olisi niin kova, mutta se tekee sen myös epäselväksi. Antisotropic filtering –toiminto ei tee tätä ja muutosta ei juurikaan huomaa.

texture_filtering

Epäselvien kohtien selventäminen

Jos haluat itse muokata sitä, miten lyhyt- vai pitkänäköinen pelihahmosi on, voit käyttää depth-of-view tai renderdistance –toimintoa tähän. Pienemmällä depth-of-view –toiminnolla näet kaiken vähemmän tarkkana, kun katsot objekteja, jotka ovat kaukana. Jos se on isompi, voit nähdä kauemmas ja selvemmin mitä normaalisti – vaikka tämä onkin kovin rankkaa GPU:llesi.

Motion Blur, sinä arvasit sen; liikkeet sulautuvat yhteen. Samalla kuitenkin kuvanlaadusta tulee vähemmän tarkka. Pelaajat eivät yleensä pidä tästä toiminnosta, ei siksi, etteikö heidän PC:nsä pystyisi käsittelemään sitä, vaan siksi, että he eivät vain pidä siitä. Motion Blur –toiminnolla on kuitenkin oma viehätysvoimansa.

motion_blur

Valoisaa ja pimeää

On olemassa monta eri salamoinnin vaihtoehtoa, joista valita, kirkkaustoiminnosta Bloom-toimintoon. Jos säädät Bloom-toiminnon asetuksia korkeammaksi, saat kaikki pelisi valon lähteet tuottamaan enemmän valoa.

Pelien grafiikat lähestyvät tänä päivänä enemmän ja enemmän todellisuutta. Tästä voimme kiittää Ambient Occlusion –toimintoa. Tämä tekniikka tuntee eri variaabeleita, joista kaikista viimeaikaisinta, nimeltään HBAO+ (Horizon Based Ambient Occlusion+), Nvidia kehittää par’aikaa. HBAO+ takaa pelin sisäistä syvyyttä, valon käyttöä kontrolloidaan esimerkiksi tällä tavalla. Jos valo loistaa jonkin objektin päälle, siitä muodostuu varjo ja joskus jopa heijastuma. Kiitos paranevan AO tekniikan, valon käyttö peleissä on koko ajan realistisempi. Nykyään onkin vaikea erottaa todellisen kuvan ja pelin sisäisen kuvankaappauksen eroa. Tätä kutsutaan hyperrealismiksi, mikä on helposti huomattavissa esimerkiksi kilpailupeleissä.

Viimeinen peliasetus, josta sinulle voi olla hyötyä, on nimeltään HDR. Ehkä oletkin jo kuullut siitä, sillä se on usein käytetty valokuvauksessa. HDR on lyhennys High Dynamic Range –ilmaisusta, jonka vastakohta on LDR, Low Dynamic Range. HDR antaa sinulle kuvan, jota on miellyttävä katsoa, jos olet pimeämmässä tilassa. LDR toimii taas toisinpäin; pelisi näyttää sitä paremmalta mitä valoisammassa huoneessa olet. Kuinka paljon HDR:llä on vaikutusta peliisi, riippuu kuvaruutusi vastakohdaisuuden suhteesta, mitä kehitetään koko ajan PC:n kuvaruuduille.

high_dynamic_range

Valintojen edessä

Tämä artikkeli on tarjonnut paljon valinnanvaihtoehtoja sille, miten voit parantaa pelikokemustasi. Toivottavasti saat säädetttyä PC:si  asetukset haluamallesi tavalle. Tarkista GPU:si, resoluutiosi ja kaikki se, mitä suosittelimme sinun tekevän. Testaa niin kauan kunnes olet tyytyväinen; mikä näyttää hyvältä? Käykö PC:si niin kuumana, että voisit melkein paistaa siinä munakkaan? Jos ei, se on pelin aika!

Kirjoittanut MMOkoodin ylläpitö

2 thoughts on “PC grafiikan perusteet”

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *