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// Cartes graphiques et jeu vidéo : le glossaire

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Publié par Fabien Pellegrini le Vendredi 28 Décembre 2012

AA

L'anti-aliasing, ou anti-crénelage, sert à supprimer les effets d'escaliers et de scintillement qui apparaissent sur certaines lignes obliques en raison de la nature discrète des pixels et de leur forme carrée. En attendant d'avoir des écrans de résolution infinie, ou suffisamment élevée pour que les pixels ne soient plus discernables à l'œil nu, il faut se rabattre sur ces algorithmes capables d'adoucir les contours sans pour autant trop flouter l'image dans son ensemble.

AA Normal (FXAA)
Fils, cordes et câbles sont les meilleurs éléments pour détecter l'efficacité d'un algorithme d'anti-aliasing.


CSAA / EQAA

Dénommé CSAA chez NVIDIA (Coverage Sampling Anti-Aliasing) et EQAA chez AMD (Enhanced Quality Anti-Aliasing), cet algorithme offre une qualité d'image approchant celle du MSAA mais avec un impact sur les performances moindres. On peut par exemple espérer obtenir une qualité équivalente à celle du MSAA 8X, voire 16X, avec des performances semblables à celles d'un MSAA 4X.

FXAA / MLAA

Le FXAA (Fast Approximate Antialiasing) est la réponse de NVIDIA au MLAA (Morphological Anti-Aliasing) d'AMD. Dans les deux cas, il s'agit d'algorithmes de post-processing mettant l'accent sur les performances. La qualité d'image n'est pas forcément aussi optimale qu'avec les autres formes d'anti-aliasing, mais l'impact sur le framerate est réellement très faible.

MSAA

Le Multisample Anti-Aliasing est l'algorithme de référence auquel les autres aiment à se comparer. Même si ce n'est pas un effet de post-processing, c'est celui que vous aurez le plus de chances de rencontrer dans les options graphiques de vos jeux préférés, car il a l'avantage de l'ancienneté.

TXAA

TXAA
Développé par NVIDIA, le TXAA (Temporal Anti-Alliasing) est réservé aux cartes graphiques basées sur l'architecture Kepler. Soit les GeForce 650 et supérieures. Le TXAA 2X offre des résultats semblables au MSAA 8X pour des performances comparables au MSAA 2X, tandis que le TXAA 4X dépasse la qualité du MSAA 8X et ne consomme pas plus de ressources que le MSAA 4X. Cet algorithme n'étant pas appliqué après le rendu de l'image mais pendant son calcul, il doit être intégré directement dans le moteur des jeux. C'est pourquoi à l'heure actuelle seuls trois jeux en bénéficient : Assassin's Creed III, Call of Duty : Black Ops II et The Secret World.

Supersampling

La famille des Supersampling, Ubersampling, Downsampling, SSAA et autres SG-SSAA (Sparse Grid Super Sampling Anti-Aliasing) offre les meilleurs résultats en termes de qualité visuelle, au prix d'un impact important sur la fluidité du jeu. Il faut dire que le principe de base consister à calculer les images en résolution doublée, triplée, voire quadruplée, avant de les ramener à la résolution de l'écran. Ainsi, ces filtres disposent d'un nombre d'informations visuelles très élevé et peuvent adoucir au mieux les contours crénelés.

TheWitcher2
The Witcher 2 est l'un des rares jeux à proposer une option d'Ubersampling.


Anisotropic Filtering

Le filtrage anisotrope améliore l'apparence des textures affichées de manière oblique par rapport à la caméra. On observe donc tout particulièrement son effet au sol. Plus la valeur d'AF est élevée, moins les textures éloignées semblent floues et plus leurs détails sont conservés. L'anisotropic filtering est la meilleure méthode pour éliminer les artefacts visuels sur les textures redimensionnées, mais ce n'est pas la seule.

Filtrage anisotrope : Sans
Filtrage anisotrope x2
Filtrage anisotrope x4
Filtrage anisotrope x8
Filtrage anisotrope x16
Max Payne 3 : AF désactivé, puis activé en mode 2X, 4X, 8X et 16X.

Bilinear Filtering / Trilinear Filtering

Avant l'avènement de l'Anisotropic Filtering, le filtrage bilinéaire, puis le filtrage trilinéaire ont répondu plus ou moins bien au problème des textures agrandies ou réduites par rapport à leur format d'origine. Si vous croisez ces options obsolètes sur un jeu ancien, retenez que le filtrage bilinéaire offre des résultats moins bons que le filtrage trilinéaire, qui lui-même ne saurait rivaliser avec le filtrage anisotrope.

FOV

Dans les jeux utilisant une vue subjective, le champ de vision ou FOV (Field of View) représente la focale de la caméra virtuelle, donc le niveau de zoom avec lequel les décors sont affichés. Si certains jeux restent bloqués sur une valeur fixe, d'autres ont le bon goût de proposer un réglage variable, afin que chacun puisse choisir son propre niveau de zoom. Soit pour des raisons de réalisme (cohérence avec la taille de l'écran et la distance qui nous en sépare), soit pour des raisons de confort personnel (myopie incompatible avec le grand angle ou, au contraire, nausées avec une focale trop élevée). Exprimé en degrés, le FOV peut être horizontal ou vertical selon les jeux.

FOV 55
FOV 110
Far Cry 3 : FOV réglé au minimum, puis au maximum.


Gamma

Sous l'appellation gamma, ou luminosité, les jeux proposent souvent un curseur permettant de régler au mieux la profondeur des noirs sans avoir à toucher aux paramètres de l'écran, grâce à un nuancier de gris ou un symbole que l'on doit rendre à peine visible.

Motion blur

L'effet de Motion Blur, ou flou cinétique, sert à compenser la trop grande perfection des images numériques et à nous faire retrouver les sensations du cinéma. Pour cela, un léger effet de flou est appliqué lors des mouvements rapides. Cet effet peut également diminuer les sensations de saccades quand le framerate est un peu juste.



Occultation ambiante

L'occultation ambiante (Ambiant Occlusion en anglais) est une méthode d'éclairage qui cherche à renforcer le réalisme et le contraste des scènes grâce une meilleure gestion des ombres. En simulant un éclairage global plutôt que des sources lumineuses ponctuelles, les ombres paraissent plus précises et plus denses, notamment entre deux surfaces proches.

Occultation ambiante : Non
Occultation ambiante : SSAO
Occultation ambiante : HBAO
Battlefield 3 : Les ombres sous la voiture, au bord du trottoir, sur les colonnes, et même sur l'arme, sont absentes, présentes, puis renforcées selon le niveau d'occultation ambiante.

HBAO

L'Horizon-Based Ambient Occlusion est un algorithme d'occultation ambiante développé par NVIDIA et réservé à DirectX 10 et 11.

HDAO

Le High Definition Ambient Occlusion est la version AMD de l'occultation ambiante. Notons qu'il est tout à fait possible de faire tourner certains jeux en HDAO sur une carte NVIDIA ou en HBAO sur une carte AMD.

SSAO

Le Screen space Ambient Occlusion représente l'algorithme d'occultation ambiante de base. Il a été conçu par un développeur de Crytek (Vladimir Kajalin) en 2007, et le premier jeu à l'utiliser était Crysis. L'effet est moins précis, mais moins gourmand, que celui de l'HBAO ou l'HDAO qui sont arrivés plus tard.

PhysX

PhysX est un moteur dédié aux effets physiques, notamment via la création et la gestion de particules. Créé par la société AGEIA en 2005, il a été racheté en 2008 par NVIDIA. Certains effets physiques tournent sur le CPU (et restent donc compatibles avec les PC munis d'une Radeon), mais d'autres sont conçus pour tourner sur un GPU en raison de leur gourmandise.

Physx cailloux
Borderlands 2 est le dernier jeu en date à avoir proposé des effets PhysX impressionnants.


Dans ce cas, NVIDIA réserve leur exécution aux cartes GeForce pour des raisons commerciales, et les joueurs AMD ne profitent donc pas de tous les effets. Ces jeux très "NVIDIA-friendly" ne sont pas innombrables, mais certains d'entre eux, tels Batman : Arkham City ou Borderlands 2, proposent des effets supplémentaires vraiment très convaincants (tissus qui se déchirent, débris qui s'accumulent...).

Profondeur de champ

Pour simuler l'effet de profondeur de champ bien connu des photographes, mettre l'accent sur les avant-plans, et dissimuler éventuellement un certain manque de détails sur les éléments de décor les plus éloignés, certains jeux baignent les arrière-plans dans un léger flou. Selon que les développeurs ont eu la main légère ou non, l'effet peut être plutôt plaisant ou assez désagréable.

Profondeur de champ activée


Résolution

La résolution dans laquelle tourne un jeu représente la "taille" de l'image, ou plus exactement le nombre de pixels qui la composent ainsi que leur répartition sur l'axe horizontal et vertical. Si baisser la résolution permet de gagner facilement en fluidité, il est tout de même conseillé de rester sur la résolution native du moniteur, afin d'éviter la sensation de flou due au redimensionnement de l'image par les écrans LCD.

Moniteur LCD Iiyama ProLite E2475HDS-B1

Les formats 4/3 (résolutions de 1024x768, 1280x960, 1600x1200...) et 5/4 (1280x1024, 1600x1280...) appartiennent au passé, tandis que le format 16/10 (1280x800, 1680x1050, 1920x1200...) tend à s'effacer de plus en plus face au format 16/9 (1280x720, 1600x900, 1920x1080...).

Textures

Lorsqu'un jeu vous permet de régler la qualité des textures, il vous donne en réalité le choix entre différentes versions de ces images. Selon le paramètre retenu, le moteur graphique plaquera sur les objets 3D des textures en plus ou moins haute résolution, pour un résultat final plus ou moins pixelisé. Pour activer la plus haute qualité, il faut généralement une carte graphique possédant beaucoup de RAM.

Textures Normal
Textures Haut
Textures Très Haut
Max Payne 3 : un exemple parlant sur l'intérêt de textures en haute résolution.


Triple Buffering

Si historiquement le Frame Buffer est une zone mémoire unique, il est aujourd'hui constitué par défaut de deux zones tampon puisque les cartes graphiques embarquent une large quantité de mémoire vive. Le premier buffer envoie une image complétée vers le moniteur, tandis que le second stocke l'image suivante, en cours de calcul. Une fois ce rendu terminé, les tampons changent de rôle de manière à ce que la nouvelle image soit affichée, et ainsi de suite. C'est ce qu'on appelle le Double Buffering.

Mais ce procédé est responsable des chutes de framerate qui interviennent quand on active la synchronisation verticale (voir définition suivante), puisque la synchronisation avec la fréquence du moniteur peut amener les deux buffers à être complétés lorsque le premier "loupe son tour". La carte graphique est alors obligée d'attendre pour calculer l'image suivante. C'est ici qu'intervient la technique du Triple Buffering qui rajoute une troisième zone tampon afin que le GPU puisse continuer à fonctionner à plein régime.

Triple Buffering


Le principal inconvénient du triple buffering, qui peut être activé directement dans certains jeux ou en passant par le pilote graphique, concerne l'occupation mémoire supplémentaire qu'il engendre, ce qui peut être un problème en cas de très hautes résolutions ou d'une quantité de VRAM trop modeste.

V-Sync

La synchronisation verticale permet de bloquer la valeur maximale du framerate, de manière à ce qu'elle coïncide à la fréquence de rafraîchissement de l'écran. Par exemple, si vous jouez en 60 Hz, le nombre d'images par seconde ne dépassera jamais 60. Il peut paraître étrange de vouloir ainsi se limiter, alors qu'on cherche habituellement la plus grande fluidité possible. Mais cette manœuvre présente deux intérêts. Le premier : éviter les trop grands changements de framerate qui perturbent certains joueurs (par exemple quand un jeu passe subitement de 100 à 60 images par secondes, même si dans l'absolu l'action reste fluide).


Simulation d'un effet de déchirement sur Batman Arkham City


Le second et principal avantage de la synchronisation verticale est d'éviter les effets de "tearing" (littéralement : déchirement), ces brefs moments où une partie de l'image apparaît décalée par rapport au reste, comme si l'image était constituée de deux ou trois bandes horizontales différentes. L'inconvénient majeur de la synchronisation verticale (car il en faut bien un) se fait jour quand le framerate tombe en dessous de la fréquence de rafraîchissement de l'écran. Il se voit alors synchronisé avec une fraction entière de cette fréquence de rafraîchissement et diminue donc encore plus qu'il ne devrait. Typiquement, un jeu capable d'afficher 59 images par seconde sur un moniteur 60 Hz n'en affichera alors que 30.

Adaptive V-Sync

Pour remédier simplement aux chutes de framerate causées par la V-Sync, sans pour autant passer par la case triple buffering, NVIDIA propose depuis la version 300 de ses pilotes la possibilité d'activer une synchronisation verticale adaptative. Le principe est simple : la v-sync est activée quand le framerate dépasse la fréquence de rafraîchissement du moniteur, et automatiquement désactivée quand le framerate tombe en dessous, pour éviter de le faire chuter encore plus. Quitte à retrouver momentanément les problèmes de déchirements.

GeForce GTX 680 - Adaptative VSync



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