Já se sabe mais sobre o Geometry Engine da PS5.

A Eurogamer revelou mais um pouco do que é o Geometry Engine.

Mark Cerny falou do Geometry Engine na apresentação da PS5, mas não entrou em grandes detalhes, pelo que uma série de dúvidas ficaram. O que é o Geometry Engine? É exclusivo da PS5?

Posteriormente, num twitter a Microsoft elogiava o seu Variable Rate Shading e as poupanças de performance que este podia trazer.

Ora o Variable Rate Shading é algo com resultados comprovados, que pode aumentar as performances em até 30%, mas infelizmente à custa da qualidade do shader. Não deixa porem de ser algo que traz ganhos de performance, mesmo que com algum impacto visual nas zonas de ecrã de menor atenção. Daí que esta é uma tecnologia relevante, e que importa saber até que ponto a PS5 conseguiria igualar ou superar.

Nesse sentido, Matt Hargrett, ex engenheiro líder de software da Playstation, comentou o seguinte:

Traduzindo:

O Variable Rate Shading é porreiro para poupar uns ciclos, mas as capacidades de optimização do VRS não se aproximam sequer das capacidades do Geometry Engine.

VRS sem o Geometry Engine significa. para começar, que estás ainda a processar vértices que podes/deves eliminar em etapas anteriores. Mais memória/computação livre.

Basicamente o Matt dava a entender que duas coisas:

• que o Geometry Engine era muito mais capaz que o VRS e que os ganhos trazidos pelo VRS nem sequer eram significativos face ao que se poupava com o Geometry Engine.
• que o Geometry Engine da PS5 era ou exclusivo ou, no mínimo, diferente do que a Microsoft pudesse ter.

Mesmo assim ficavam as dúvidas. O que era o Geometry Engine?

Agora a Eurogamer, no seu mais recente artigo, escreve:

Elsewhere, another aspect of the Cerny presentation paid off spectacularly. One of the key features of the new GPU is the Geometry Engine, giving developers unprecedented control over triangles and other primitives and easy control over geometry culling. There’s nothing new in terms of principles here – it boils down to removing the need to render triangles that end up being invisible in the final frame. The less geometry you process, the less work there is for the GPU, meaning that resources can be used elsewhere. The immense richness in detail seen in idTech 7 and Call of Duty Modern Warfare’s IW8 engine owes much to culling. However, the next-gen geometry engine does this at the hardware level, while opening the door to primitive shaders, which helps to streamline the entire process.

Mais à frente refere:

… what we’ve seen so far across the board shows little to no evidence of the use of variable rate shading – a technique Microsoft is championing as a key efficiency driver in next-gen rendering.

Traduzindo:

Noutra local, um outro aspecto da apresentação de Cerny pagou-se espectacularmente. Uma das características chaves do novo GPU é o Geometry Engine, que dá aos criadores um controlo sem precedentes sobre triângulos e primitivas e fácil controlo sobre o culling da geometria. Não há nada de novo em princípios aqui – tudo se resume a remover a necessidade de render triângulos que acabam por ser invisíveis no fotograma final. Quanto menos geometria processares, menos é o trabalho do GPU, o que significa que os recursos podem ser usados em outras coisas. A enorme riqueza de detalhe vista no idTech 7 e no motor IW8 do Call of Duty Modern Warfare deve muito ao culling. No entanto, este motor de geometria de próxima geração faz isto ao nível do hardware, ao mesmo tempo que abre a porta aos primitive shaders, que ajudam a simplificar todo o processo.

… o que vimos até agora em tudo o apresentado mostra pouca ou nenhuma evidencia do uso de Variable Rate Shading – Uma técnica que a Microsoft enfatiza como sendo uma chave condutora de eficiência no rendering de nova geração.

Ou seja, a PS5 usa o seu GE para obter performances e, se possui Variable Rate Shading este não está sequer actualmente a uso.

Ora vamos-nos debruçar um pouco então sobre este assunto.

Como já vimos, o que é afirmado é que os ganhos do VRS não são sequer comparáveis aos do GE, uma vez que os ganhos se apoiam numa poupança de processamento que actua em triângulos desnecessários (para não falar que traz perdas de qualidade visual).

Daí que nesse campo, o que nos quer parecer é que se a PS5 tem VRS (e não tem porque não o ter pois a AMD tem uma patente sua nessa área), ele não se mostrou necessário de ser usado para os presentes jogos, sendo que os ganhos existentes são todos dados pelo Geometry Engine.

Mas que ganhos são esses?

Como já foi explicado neste artigo, num universo 3D de mundo aberto, o que é rendido é o que se encontra dentro do cone de visualização referente à câmara de jogo. No entanto, mesmo assim há muita coisa que é rendida fora desse campo de visão, da mesma forma que há muita coisa rendida nesse campo de visão que, por estar atrás de outros objectos, não é visível.

Temos assim estes dois pontos a ter em conta:

1. O que está fora do campo de visão (Field of view ou FOV) (++)
2. O que está no campo de visão, mas obstruído por outros objectos. (+++++)

Basicamente a remoção desses triângulos não visíveis denomina-se por “Culling”.

Este é um processo normalmente realizado por software, usando o CPU e os CUs do GPU, e consequentemente algum processamento, mas que acaba por compensar dado que comparativamente ao trabalho de processar os polígono desnecessários acabam por existir enormes ganhos de performance.

A grande questão é que no processo normal, que é realizado por software, esses triângulos não visíveis são processados como se fossem ser mostrados. O que se passa é que numa fase posterior eles são analisados e depois eliminados por não serem necessários, poupando-se algum do processamento a jusante (depois). A eficiência do processo nem sempre é a melhor, e o que se passa a montante (antes) não é totalmente eliminado, mas os ganhos são claros.

 A questão é que, eficiências à parte, os triângulos, mesmo que depois removidos para processamento futuro, são na mesma processados como se fossem para ser mostrados, na fase inicial do processamento.

Ora quando temos coisa fora do campo de visão, temos de ter cuidado, uma vez que um movimento pode fazer com que esses objectos possam entrar rapidamente no mesmo. Mas mais ainda, não sabemos exactamente sob que perspectiva. E nesse sentido a remoção de triângulos não visíveis, não pode ser tão precisa, requerendo margens de segurança, e como tal não pode ser tão eficaz. Dessa forma os ganhos de performance na remoção, traduzidos pelos sinais + em cima, são justificáveis, mas dos dois pontos, os mais pequenos.

Já o que está dentro do campo de visão é perfeitamente controlável. E a remoção de triângulos escondidos, particularmente em cenas densas traz bastantes mais ganhos.

Ora o que o Geometry Engine nos traz é que não só ele assume todo o processamento que normalmente era feito por software no CPU e GPU, tornando o processo 100% hardware e independente, como ele consegue eliminar mesmo logo à partida os triângulos que anteriormente eram processados e depois descartados, não os enviando sequer ao GPU.

Esta é uma situação que traz enormes ganhos de performance. Que de acordo com o Matt Hargett superam claramente os ganhos do VRS. E daí que, independentemente de o possuir ou não, a PS5 não tenha tido qualquer necessidade de o usar.

Mas agora uma questão: E a Microsoft não tem nada que faça culling por hardware? Sim, tem! Qualquer GPU faz Culling, e aliás a Navi melhorou e bastante o Culling de triangulos face ao GCN. E nesse sentido a Microsoft tem algo que também lhe faz Culling (chamemos-lhe por simplificação um GE de anterior geração). O que não faz é ao nível do que o GE da PS5 faz, e daí o maior interesse e foco da Microsoft no VRS.

Para melhor compreensão de algumas das afirmações sobre o suporte hardware ao VRS da PS5, recomenda-se a visualização deste video.

NOTA FINAL: Este artigo, apesar de tecnicamente correcto, é baseado em informação da Digital Foundry e de Matt Hargett. Apesar de se tomar todas as fontes como credíveis, a informação aqui contida não é de forma alguma obtida de forma oficial, pelo que o aqui exposto está sujeito à fiabilidade das informações prestadas por estas duas fontes.

Igualmente um obrigado ao leitor By-Mission que, apesar de já termos este artigo escrito, nos deu alguns dados adicionais que colocamos.