Aumentare le Prestazioni di R.T.W. 1.5

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Scritto da: davide.cool 29/12/2005 17.01
Breve guida agli shaders

Ne avete sentito tutti parlare, prima o poi ogni giocatore PC dovrà tenerne conto e dovrà preoccuparsi che il gioco che andrà ad acquistare sarà compatibile con la versione minima di questi fantomatici shaders supportati dalla propria scheda video.
Non é infrequente infatti che molte schede video ritenute obsolete ma in grado di dare ancora molte soddisfazioni vengano tagliate fuori dai titoli più recenti. E’ il caso di Battlefield 2 (LINK) e delle gloriose GeForce 4.
Ma perche accade questo? Perchè questi shaders sono così importanti?

Per capire bene la questione bisogna fare un passo indietro e seguire la storia evolutiva delle GPU delle schede grafiche:
Inizialmente il carico di lavoro svolto per far si che un gioco 3D o meglio, la sua grafica, venisse rappresentata sullo schermo era ripartito tra la CPU e la GPU, rispettivamente processore e scheda video. Nel corso del tempo la GPU é diventata sempre piu’ specializzata e rapida nell’eseguire questi calcoli, varie “doti” sono andate ad arricchire le successive generazioni di questi chip. Quella che interessa a noi é la capacità di poter far eseguire del codice complesso, dei veri e propri programmi che regolano il comportamento di una infinità di funzioni limitate, ad oggi, a quello che passa per la mente di chi scrive il codice. Tutto questo a prescindere dal linguaggio di programmazione usato e dalla libreria grafica scelta, sia OPENGL che DirectX. Con l’avvento poi delle librerie Microsoft DirectX 8.0 l’uso delle funzioni fisse nel calcolo della grafica 3D e’ stato soppiantato da questo tipo di funzioni programmabili. In linea di massima possiamo dire che il formato dei dati grezzi che arrivano alla scheda video é tutt’altro che quello che vediamo a schermo, questi programmi trasformano, illuminano e dispongono tutti i pixel che vanno a comporre l’immagine, non in maniera fissa come in passato ma in maniera dinamica. Es: posso mostrare a schermo una sfera e successivamente un dodecaedro spigoloso usando lo stesso modello di base, solo che con il primo risultato ho espressamente richiesto che i lati e gli spigoli venissero smussati e illuminati “a coprire” mentre nel secondo caso ho chiesto la sola illuminazione. In passato o avrei avuto tutte sfere o tutti dodecaedri, per passare da uno all’altro avrei dovuto cambiare funzione e perdere molti cicli di processore nel farlo.
Questa tipologia di codice si suddivide in due principali categorie, i Pixel Shaders ed i Vertex Shaders.
I Pixel Shader vanno a maneggiare i pixel che riempiono lo schermo. I Vertex Shaders riguardano strettamente i vertici dei poligoni con cui la scena è composta. Scendiamo nel dettaglio. Allo stato attuale siamo arrivati alla versione 3.0, sono dei programmi completamente indipendenti tra loro, posso essere eseguiti in parallelo nella missura massima consentita dalle unita’ presenti nella GPU atte a elaborare questi programmi (le shader pipelines). Se una scheda ha 24 pipeline per i pixel shader potrà eseguire in contemporanea 24 programmi complessi sui pixel. Impressionante se pensate che la complessità della struttura di questo codice e’ davvero incredibile, per contro però possono solamente leggere i dati presenti nella memoria della scheda video e non possono avere accesso alla memoria di sistema.
Qui (LINK) potete comparare le varie versioni esistenti.
La programmabilità dei chipset grafici é una caratteristica comune anche alle console a partire dalla PS2, l’Xbox e il Gamecube.

Cosa possono fare questi Shader per me??
Sicuramente migliorare l’esperienza di gioco, immersione e il realismo. Non solo abbellendo visivamente un gioco ma vi ricordo che alcuni vertex possono essere usati per gestire le collisioni e di conseguenza la fisica di un gioco che oggi va tanto di moda.
Le versioni odierne garantiscono una precisione del colore per bit che rende ridicoli i soli 8bit della prima versione del modello shader, possiamo avere effetti prima d’ora impensabili come la profondità di campo, aloni naturali attorno alle fonti di luce, le distorsioni della rifrazione dell’acqua e via discorrendo.

Cosa ci aspetta nel futuro?
Del doman non v’é certezza, lo diceva un poveraccio qualche anno fa. Quello che posso supporre, senza sbilanciarmi troppo é che sicuramente assisteremo all’abolizione della linea sottile che c’e’ tra vertex e pixel shaders. Saranno shaders e basta. Un ulteriore aumento della complessità e del numero massimo dei programmi eseguibili in parallelo.
Ci sono ottime possibilita’ che una nuova versione, la 4.0 verrà introdotta con la nuova versione di windows, la quinta, Windows Vista che ne farà esperassamente richiesta anche per maneggiare le finestre che siamo abituati a vedere ogni giorno, il limite minimo e’ che la scheda video sia compatibile con le DX9.0 attuali e sinceramente ci sarà tutto il tempo necessario per far di questa piattaforma un sistema entry level.
Il sottoscritto si augura soltanto che questi standard siano più stabili nel tempo e rilasciati con una minore frequenza, l’accozzaglia di giochi misti DX8 e DX9 (alcuni anche DX7) non fa bene a nessuno. Al contrario un gioco solo DX9 sarà molto piu’ snello da far girare; credo che l’avvento delle nuove console, da fine anno al 2006, livelleranno un pò le cose per un discreto periodo di tempo.
Chiudo ricordando a chi legge che non é la versione degli shaders usati a fare un bel gioco, magari bellissimo visivamente ma povero di contenuti e di giocabilità. Una forte trama, elementi innovativi, una buona giocabilità non possono essere sostutuiti da nessuna versione di shaders.

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[Modificato da -LoneWolf- 29/12/2005 17.15]