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Cartes graphiques et jeu vidéo : le glossaire

01 juin 2018 à 15h36
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La carte graphique est-elle un outil technologique ou ludique ? Pour la plupart des utilisateurs les deux réponses sont valables, puisque le jeu vidéo reste la raison numéro un d'acheter une carte puissante. Et dans ce cadre, il est conseillé de maîtriser le vocabulaire associé à la rencontre de ces deux mondes.

Au départ, on est un utilisateur sérieux. On achète un PC pour tenir ses comptes, profiter des tableurs et autres traitements de texte, ou encore accéder à Google et Wikipedia. Et puis un jour, on se met à jouer. Un peu, beaucoup, passionnément... Alors on commence à prendre conscience de l'importance de la carte graphique, et on doit faire face à de nombreux sigles et acronymes abscons.

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Sans carte graphique, pas de jeu !


Ou alors au départ, on est un gamer de salon. On se délecte de sa Xbox 360 et de sa Playstation 3. Et puis un jour, on en a marre des jeux trop chers, des graphismes médiocres, de l'absence de certains genres, de la visée assistée, des plateformes fermées... Alors on commence à jouer sur PC, et on découvre des tas d'options graphiques aux noms barbares.

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Sans jeu, pas de carte graphique ?


Dans ces deux cas, et dans tous les autres qu'on pourrait imaginer, le joueur PC doit forcément s'intéresser un minimum à l'aspect technique des choses s'il souhaite tirer le meilleur parti de sa machine et de ses jeux. Nous ne parlons pas ici d'une quelconque obligation de mettre les mains dans le cambouis, puisqu'on peut très bien se reposer sur les professionnels pour monter, mettre à jour ou réparer un PC.

En revanche, il n'est pas question de faire appel à un quelconque service chaque fois qu'on désire paramétrer au mieux le dernier jeu à la mode ou comprendre un article sur les cartes graphiques. C'est pourquoi nous proposons aux débutants, comme aux vieux de la vieille qui désirent réviser leurs connaissances, ce glossaire des termes techniques relatifs aux cartes graphiques et aux jeux vidéo.Avant de rentrer dans le vif des définitions, prenons un peu de temps pour rappeler le fonctionnement d'une carte graphique, afin de mettre en situation quelques-uns des termes présents dans les pages suivantes et en faciliter ainsi la compréhension générale.

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Si lancer un jeu est une opération anodine pour de nombreuses personnes, c'est en revanche un véritable branle-bas de combat pour le PC en charge de l'opération. Le programme exécuté commence par installer un maximum de données dans la mémoire vive du PC, afin d'en accélérer le traitement. Le processeur prend sa charge de travail (gestion du clavier, de la souris, des intelligences artificielles...) tout en déléguant au GPU, grâce au pilote graphique, la majorité des calculs qui concernent le rendu des scènes 3D.

Les données concernées transitent alors de la RAM jusqu'à la carte graphique, via le port PCI-Express (ou AGP pour les machines plus anciennes). Elles sont alors stockées dans la mémoire vive de la carte graphique, communément appelée VRAM, qui remplit un rôle similaire à celui de la mémoire vive du PC, mais à l'échelle de la carte graphique.

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Autrement dit, le GPU lit et écrit dans cette mémoire au fil des calculs qu'il réalise. Quel que soit le framerate du jeu, la carte graphique doit créer image par image tout ce qui est affiché à l'écran. Pour chacune de ces images, le processus commence par le placement des différents objets 3D dans la scène, leur éclairage, et l'application d'éventuels Vertex Shaders. Des algorithmes d'élimination des faces cachées sont ensuite utilisés de façon à limiter les calculs inutiles ou redondants (il ne sert à rien par exemple de calculer le rendu d'un élément de décor s'il est masqué par un autre objet de la scène).

Les objets situés hors du champ de vision ou derrière d'autres objets ne sont donc plus pris en compte ; de même pour les faces non visibles depuis le point de vue de la caméra virtuelle. Dans le cadre de DirectX 10 ou 11, des Geometry Shaders sont alors susceptibles d'enrichir le nombre de polygones en certains endroits. Le rendu de l'image se termine enfin par le placage de textures, complété éventuellement par l'usage de Pixel Shaders et de différents filtres (anti-aliasing, anisotropic filtering...).

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Le matériel est sacrément mis à contribution quand il s'agit de calculer ce genre d'images 60 fois par seconde.


L'image ainsi complétée est alors renvoyée dans la VRAM, plus précisément dans le Frame Buffer, avant d'être affichée sur l'écran via l'interface DisplayPort, DVI ou HDMI. Si tout ce processus est totalement transparent pour l'utilisateur, ce dernier intervient tout de même sur son déroulement à chaque fois qu'il modifie une des options graphiques accessibles dans le jeu. En modifiant le FOV, en choisissant telle ou telle méthode d'occultation ambiante ou encore en activant l'anti-aliasing, le joueur modifie sensiblement la nature et la quantité des calculs effectués par le GPU, ce qui explique les gains ou pertes de framerate qui peuvent découler de ces opérations.

AGP

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Les premières cartes graphiques se branchaient sur un simple port PCI, comme de vulgaires cartes son ou cartes réseau. Mais à la fin du siècle dernier, la bande passante limitée du bus PCI (133 Mo/s) devenait franchement insuffisante par rapport aux performances des puces graphiques. Le port AGP (Accelerated Graphics Port) a alors fait son apparition, fort d'une bande passante pouvant grimper jusqu'à 2 Go/s (en AGP 8X). Aujourd'hui, ce format n'est plus du tout d'actualité et a été remplacé par le PCI-Express.

Crossfire & SLI

AMD et NVIDIA ont chacun de leur côté développé une norme permettant à deux, trois voire quatre cartes graphiques de travailler de concert dans une même machine, afin d'obtenir des performances toujours plus élevées. En Crossfire (AMD) comme en SLI (NVIDIA), les utilisateurs se limitent tout de même le plus souvent à deux cartes. Dans un tel cas, le coût, la consommation électrique et les nuisances sonores doublent quasi-mécaniquement, tandis que le gain de performances varie selon les jeux (généralement de 50 à 90%).

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AFR

En mode AFR (Alternate Frame Rendering), les processeurs graphiques se relaient pour calculer chacun une image entière. Par exemple avec deux cartes montées en Crossfire ou SLI, les images paires seront rendues par l'un des GPU et les images impaires par l'autre.

SFR

Rien à voir avec l'opérateur du même nom ! Le mode SFR (Split Frame Rendering) est appelé Scissors ("Ciseaux") chez AMD. Dans les deux cas, le principe est le même : l'image est coupée horizontalement en différentes parties, et chaque carte se voit dédiée au calcul de l'une d'entre elles.

SuperTiling

Exclusif au Crossfire, le SuperTiling découpe l'écran en différentes tuiles de 32 pixels sur 32 et attribue un certain nombre de ces zones à chaque carte graphique, à la manière d'un damier.

DisplayPort

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Le DisplayPort (parfois abrégé en DP) est un type de connecteur audio/vidéo numérique récent qui permet de relier la carte graphique à l'écran. Contrairement au HDMI, c'est un format libre d'utilisation, qui peut être exploité par les constructeurs sans avoir à payer de licence à qui que ce soit.

DVI

La connexion DVI (Digital Visual Interface) sert elle aussi à relier une carte graphique à un écran, en transmettant un signal analogique (DVI-A) ou numérique (DVI-D).

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DVI-I

La plupart des cartes graphiques sont munies de sorties DVI-I (DVI Integrated), qui peuvent transmettre indifféremment un signal analogique ou numérique, les deux types de câblages étant intégrés à la connexion.

Dual Link DVI

Les caractéristiques techniques du format DVI ne lui permettent pas de supporter les plus hautes combinaisons de résolution et fréquences de rafraîchissement. C'est là qu'entre en jeu la norme DVI Dual Link, qui permet de dépasser les 1920x1200 à 60 Hz. Un câble Dual Link est par exemple nécessaire si l'on souhaite jouer en 120 Hz, notamment pour profiter de la 3D stéréoscopique.

Frame Buffer

Cet anglicisme, qu'on pourrait traduire par "tampon d'image", désigne la zone de la mémoire vidéo réservée au stockage temporaire des images, avant qu'elles soient envoyées sur l'écran. La carte y stocke généralement deux images (une complétée et une autre en cours de rendu), parfois trois (voir "Triple Buffering" en page 5).

GPU

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Afin de ne pas être confondu avec le processeur central du PC (le CPU), le processeur présent sur la carte graphique est appelé GPU (Graphics Processing Unit). C'est lui qui réalise les calculs de géométrie nécessaires à l'élaboration des scènes 3D, applique les textures, interprète les données d'éclairage, applique différents filtres et envoie le résultat à l'écran.

HDMI

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Issue du monde de l'électronique grand public, la norme HDMI (High-Definition Multimedia Interface) a depuis gagné celui de l'informatique. Les cartes graphiques munies d'un port HDMI peuvent donc être reliées par ce biais à un moniteur ou une télévision. Entièrement numérique, le HDMI transporte à la fois le son et la vidéo.

PCI-Express

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Evolution de la norme PCI, le PCI-Express peut accueillir toutes sortes de cartes. Il reste cependant le successeur de l'AGP et donc le partenaire privilégié des cartes graphiques. En fonction du nombre de connecteurs de ligne présents, les ports PCI-Express peuvent être de type 1X, 2X, 4X, 16X et 32X. Le 16X est le format standard pour les cartes graphiques. Les déclinaisons 2.0 et 3.0 de la norme PCI-Express augmentent par ailleurs la bande passante maximum (jusqu'à 16 Go/s par sens pour le PCI-Express 3.0 16x), bien au delà de ce qu'une carte graphique demande.

VGA

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La connectique VGA (Video Graphics Array) ne peut véhiculer que des signaux analogiques, et a donc été supplantée depuis longtemps par le DVI, HDMI et autres DisplayPort. Les cartes graphiques modernes ne proposent généralement plus de sortie de ce type, seuls certains ordinateurs portables continuant d'en être équipés.

VRAM

La mémoire vive embarquée sur la carte graphique, parfois appelée VRAM pour Video Random Access Memory, ne doit pas être confondue avec la RAM présente sur la carte mère du PC. Même s'il n'est pas rare aujourd'hui que la carte graphique puise dans la mémoire centrale du PC pour certaines opérations. Typiquement la quantité de mémoire vidéo atteint aujourd'hui les 2, 3 voire 4 Go.

3D

Si l'on a parfois parlé de carte 3D et de jeux 3D, notamment au moment de leur apparition au milieu des années 90, c'est en référence aux calculs en 3D temps réel effectués dans ce cadre. Depuis l'avènement des cartes 3D, il ne s'agit plus de déplacer des éléments 2D sur un plan, mais bel et bien de prendre en compte l'axe des Z et de réaliser plusieurs dizaines de fois par seconde des images de synthèse.

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Quasiment toutes les licences 2D finissent par passer à la 3D un jour ou l'autre. Même Diablo.


3D stéréoscopique

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Aujourd'hui, le terme 3D fait plus souvent référence à la 3D stéréoscopique et aux sensations de relief qui vont avec. Avec l'équipement adéquat (kit 3D Vision pour NVIDIA, périphériques TriDef 3D pour AMD), il est possible de visualiser les jeux avec des effets de profondeur et de "sortie d'écran". Les images sont alors calculées deux fois par le système, une fois pour l'œil gauche et une fois pour l'œil droit, puis restituées correctement sur chaque œil grâce à des lunettes ou des écrans polarisés.

Bump mapping

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Cette technique, supportée depuis une dizaine d'années par les cartes graphiques, permet de simuler des petits effets de relief sur une surface plane, afin de la rendre plus réaliste. L'effet est peu gourmand en ressources, puisqu'aucun déplacement géométrique n'a lieu. Seule une texture irrégulière est utilisée pour simuler les variations de lumière qu'engendreraient des reliefs réels. La supercherie peut assez facilement être détectée en observant la surface de biais, l'absence de bosses et de creux réels devenant alors manifeste.

Normal Mapping

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Le normal mapping a également pour principe de simuler des effets de relief sans augmenter le nombre de polygones. À partir d'un modèle 3D très détaillé et chargé en polygones, le système génère une texture particulière, qui renferme les informations de reliefs. Cette texture est ensuite appliquée à un modèle peu détaillé, qui semble alors constitué de plus de polygones qu'il ne l'est réellement. Sur consoles comme sur PC, c'est l'Unreal Engine 3 qui a été le premier à populariser cet effet.

Parallax Mapping

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Le Parallax Mapping et le Parallax Occlusion Mapping sont les versions les plus évoluées des techniques permettant de simuler un effet de relief sans générer de géométrie supplémentaire. Les coordonnées d'affichage de certains points des textures sont décalées en fonction du placement de la caméra virtuelle, de manière à tromper l'œil de l'observateur. Des briques peuvent ainsi sembler sortir d'un mur, alors qu'elles restent en réalité situées dans le même plan.

Cel-Shading

Le Cel-Shading est un type de rendu qui s'éloigne du photoréalisme pour se rapprocher du style proposé par les bandes dessinées et les dessins animés, notamment via l'affichage d'un contour prononcé autour des personnages et des objets. Historiquement, les premiers jeux en cel-shading se contentaient d'aplats de couleurs et de textures simplistes.

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Aujourd'hui, des jeux comme The Darkness II ou Borderlands 2 n'hésitent pas à afficher des textures détaillées et des effets modernes. C'est pourquoi les développeurs n'aiment pas trop employer le terme de cel-shading, qu'ils jugent réducteur, alors même que les joueurs du monde entier continuent de l'utiliser.

DirectX

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DirectX est une compilation de bibliothèques permettant de profiter des contenus multimédias sous Windows en exploitant et en coordonnant au mieux les capacités des composants matériels du PC. À l'intérieur de DirectX, c'est Direct3D qui se taille la part du lion du fait de son rôle majeur dans la gestion des cartes graphiques et des calculs en trois dimensions.

Les différentes versions de DirectX autorisent plus ou moins d'effets (la tesselation est par exemple exclusive à DirectX 11) et ne sont pas disponibles pour toutes les versions de Windows. DirectX 11 est réservé à Windows 7 et Vista tandis que DirectX 9 reste disponible pour les versions de Windows précédentes. DirectX 10, apparu avec Windows Vista, n'aura été qu'une version de transition, très peu supportée par les jeux.

Framerate

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Cet anglicisme désigne le nombre d'images par seconde affichées par un jeu. Plus il est élevé, plus l'impression de fluidité est grande. En dessous de 30 ips (ou fps en anglais), l'action peut paraître saccadée. À partir de 30 ips, on se trouve dans une vraie zone de confort. Au-delà de 60 ips, on peut considérer la fluidité comme étant parfaite, même si l'œil reste encore capable de discerner des changements brusques de framerate.

GPGPU

Puisqu'il paraît qu'il n'y a pas que les jeux vidéo dans la vie, on cherche de plus en plus à utiliser la puissance des cartes graphiques pour des calculs génériques non liés au rendu d'images en temps réel. C'est ce qu'on appelle le GPGPU (General-Purpose computing on Graphics Processing units). La manœuvre fonctionne parfaitement bien avec tous les calculs facilement parallélisables (encodage audio, montage vidéo, calculs scientifiques, simulations physiques...).

Instancing

L'instancing, ou Geometry Instancing, consiste à afficher de multiples copies d'un modèle 3D dans un même environnement. Typiquement : des éléments de végétation, ou des personnages pour des scènes de foule. Si le squelette 3D ("mesh") est identique pour tous les éléments répétés, il reste possible de faire varier certains paramètres, tels que la couleur ou l'animation du squelette.

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Depuis l'apparition des GeForce 6000 et des Radeon 9500, les cartes graphiques supportent l'accélération matérielle de ce procédé, les différentes variations du modèle initial étant rendues en parallèle.

OpenGL

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Concurrent frontal de DirectX (ou plus exactement de Direct3D), OpenGL est également une bibliothèque dédiée au calcul d'images numériques. En dehors des jeux signés id Software (Doom 3, Rage...), rares sont les titres à privilégier ce standard ouvert qui ne manque pourtant pas de qualités. Mais DirectX est devenue une norme de fait.

Post-processing

Les effets de post-processing sont ceux qui sont appliqués aux images après leur rendu initial par le GPU. Il s'agit donc le plus souvent de simples filtres, et jamais d'algorithmes capables de modifier la géométrie d'une scène.

Raytracing

Le raytracing est une méthode de rendu d'images 3D basée sur le lancer de rayons. En retraçant le parcours de chaque rayon lumineux associé à chaque pixel de l'image, et donc ses rebonds sur les différents objets rencontrés, on peut reproduire les phénomènes physiques complexes que sont la réflexion et la réfraction de la lumière, ce qui a pour effet d'augmenter grandement le réalisme des scènes représentées.

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Autrefois réservée aux supercalculateurs en raison de sa gourmandise technique, cette méthode commence à être supportée par les cartes graphiques les plus modernes. Cette année, on a vu plusieurs démonstrations de raytracing en temps réel tourner sur les dernières cartes AMD et NVidia. Voilà qui préfigure certainement ce que seront les jeux vidéo de demain ou d'après-demain.

Shaders

Un shader est un petit programme tournant sur le GPU et destiné à produire un effet visuel bien précis. La gamme des effets possibles va des plus simples (luminosité, contraste, saturation...) aux plus complexes (cel-shading, profondeur de champ, tesselation...).

Geometry shaders

Relativement récents puisqu'apparus avec DirectX 10, les Geometry Shaders agissent sur la géométrie des objets et sont capables de générer de nouveaux points, lignes ou triangles à partir des polygones reçus en entrée. Les shaders de géométrie les plus connus et les plus utilisés sont ceux dédiés à la tesselation.

Pixel shaders

Les pixels shaders agissent sur différents attributs de chaque pixel de l'image et peuvent ainsi aboutir à des effets de colorisation, d'éclairage, de bump mapping, de transparence, de flou... Ce sont également les seuls shaders à pouvoir être utilisés comme effets de post-processing.

Vertex shaders

Sachant qu'un vertex désigne le sommet d'un polygone, les Vertex Shaders servent avant tout à transformer les coordonnées 3D de chaque sommet en coordonnées 2D en vue de leur affichage sur l'écran, mais également à modifier les propriétés de ces sommets, notamment leur position. Contrairement aux Geometry Shaders, ils ne sont pas capables de générer de nouveaux polygones, mais peuvent tout de même transformer la forme des polygones, afin de créer par exemple des animations de personnages fluides ou encore des vagues sur l'eau.

Subsurface scattering

Parfois abrégé en SSS ou traduit par transluminescence, le Subsurface scattering est un procédé qui consiste à éclairer les objets non seulement en fonction de la lumière qu'ils reçoivent directement, mais également en tenant compte des rayons lumineux qui les pénètrent, se diffusent en eux et finissent par ressortir.

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Les liquides, la peau et autres surfaces translucides sont particulièrement concernés par cet effet, qui aboutit à des lumières plus douces et plus réalistes, et commence à être géré par certains jeux (Far Cry 3 par exemple).

Tesselation

Arrivée avec DirectX 11, la tesselation est une technique qui permet d'augmenter dynamiquement le nombre de polygones constituant certains endroits précis d'une scène 3D. Ces calculs supplémentaires sont effectués par le GPU et non le CPU, ce qui limite la baisse de performances. Concrètement, cet effet peut permettre d'arrondir quelques angles, d'ajouter des détails supplémentaires à certains effets ou encore d'obtenir de vraies "excroissances" sur des textures choisies et non plus des reliefs simulés.

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Batman Arkham City : la même scène, sans puis avec tesselation.

Z-buffer

Le Z-Buffer, ou tampon de profondeur, est un tableau à deux dimensions qui stocke pour chaque pixel la profondeur (axe Z) de l'objet le plus proche de la caméra. Ainsi, les objets dont la profondeur est plus élevée que cette valeur sont considérés comme cachés et ne sont donc pas affichés à l'écran. Tout naturellement, le Z-buffering est l'opération consistant à supprimer les polygones non visibles grâce aux valeurs stockées dans le Z-buffer.

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.

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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

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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).

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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.

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Sans aller jusqu'à dire qu'un grand pouvoir implique de grandes responsabilités, il paraît clair que la liberté laissée au joueur PC va de pair avec une certaine maîtrise des termes techniques.

Si les joueurs consoles ont tendance à railler leurs frères ennemis pécéistes ("je veux jouer, pas bidouiller"), c'est simplement parce qu'on ne leur laisse pas le choix. Gageons que si on leur proposait un moyen de changer de carte graphique pour avoir des jeux plus beaux et plus fluides, ils s'intéresseraient au port sur lequel elle est branchée. Et si on leur laissait la possibilité de se débarrasser des effets d'escalier qui ruinent la majorité de leurs jeux, nul doute qu'ils chercheraient soudainement à se renseigner sur les différents algorithmes d'anti-aliasing qui existent. D'une manière plus générale, si les menus "Options graphiques" des jeux consoles étaient plus remplis, c'est tout naturellement que l'envie et le besoin d'en comprendre le contenu verraient le jour.



Avec des caractéristiques techniques figées dans le marbre pendant près de dix ans, les consoles sont bien obligées de laisser la personnalisation et l'évolutivité aux PC. D'ailleurs, les pécéistes ne doivent pas se reposer sur leurs lauriers, car les cartes graphiques comme les jeux qui les utilisent sont en perpétuelle évolution. Très à la mode il y a quelques années, le bump mapping n'impressionne par exemple plus grand monde de nos jours. En revanche, la tesselation s'est fait une place au soleil depuis l'avènement de DirectX 11. Et si, aujourd'hui, les moteurs les plus avancés aiment montrer leurs capacités en termes d'occultation ambiante, qui peut savoir de quoi ils se vanteront demain ? Rassurez-vous, si jamais un nouveau terme abscons devait faire son apparition dans les prochains mois, nous ne manquerons pas de l'incorporer à ce glossaire.
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