Variable Rate Shading: ecco la “nuova” tecnologia sfruttata da Xbox Series X

Nel corso di questa notte, tra una premiazione e l’altra ai The Game Awards 2019, abbiamo assistito a diversi annunci davvero interessanti. Tra nuove IP, concerti e trailer di giochi mai visti prima, l’evento in generale è stato davvero ben fatto e si è concluso con la premiazione di Sekiro: Shadows Die Twice come gioco dell’anno. Durante queste tre ore circa che abbiamo passato insieme, l’annuncio che più di tutti ha davvero fatto cadere la mascella è stato il reveal della nuova console Microsoft chiamata Xbox Series X. Non è stato detto molto, anzi, potremmo dire quasi nulla se non un collegamento a una tecnologia che se prima non attraeva sviluppatori adesso è tutto diverso, il Variable Rate Shading (VRS). Questa tecnologia esiste già da diverso tempo su PC fin da quando uscirono le schede video Turing di NVIDIA che erano le prime in grado di supportarle quando avevano ancora il nome di Content Adaptive Shading.

Che cos’è dunque questa “nuova” tecnologia sulla console Microsoft?

In sostanza il Variable Rate Shading consente agli sviluppatore di aumentare sensibilmente quelle che sono le prestazioni video senza una perdita netta della qualità dell’immagine in determinati punti, una sorta di ottimizzazione ai massimi livelli di tutte le risorse in possesso per garantire una qualità grafica decisamente degna di una console di nuova generazione. Alcuni giochi, come ad esempio Wolfenstein II: The New Colossus, supportano già il Content Adaptive Shading sulle GPU Turing. Va detto che questo annuncio non era del tutto imprevedibile in quanto più di una volta si è parlato del ritorno di questa tecnologia sulle nuove console. Molto probabilmente, infatti, anche PlayStation 5 -poiché l’architettura della macchina sarà molto simile a Xbox Series X- sfrutterà questo meccanismo per produrre una resa grafica migliore dove ce n’è bisogno.

Ma come mai ora si è deciso di sfruttare appieno questa tecnologia? Microsoft, dal canto suo, ha capito che per realizzare un comparto tecnico davvero al top non si può più contare esclusivamente sulla potenza delle schede video, ma una giusta sinergia di tutto l’hardware e un ottimizzazione maggiormente bilanciata sono la chiave per il successo, anche per non far lievitare troppo il costo di produzione e quindi quello di vendita. Se poi aggiungiamo il supporto al Ray Tracing, altra “nuova” tecnologia che richiede molta potenza, è chiaro come qualcosa a livello di computazione andava cambiato rispetto a PS4 e Xbox One. Insomma, la tecnologia già esisteva da anni, ma adesso è arrivato il momento di utilizzarla per bene. Andiamo ora a vedere meglio come funziona e in cosa consiste il Variable Rate Shading.

Se volessimo descriverlo in modo davvero spicciolo potremmo dire che l’occhio umano, nel momento in cui osserva un punto preciso come un personaggio all’interno di un videogioco, metterà maggiormente a fuoco, e quindi in evidenza, l’oggetto che sta osservando sfocando quello che è ai margini del campo visivo. Potremmo dire che l’occhio umano “ottimizza” quello che realmente deve osservare tralasciando alcuni dettagli marginali nelle aree più periferiche. L’esempio che potete osservare nelle foto qui sotto è molto chiaro:

In questa immagine possiamo notare come l’auto posta al centro e lo sfondo paesaggistico che dovremmo percorrere in maniera rapida (essendo un gioco di corsa) sono “quadrettate” di un colore diverso dalle altre. Seguendo la leggenda è facilmente comprensibile come le zone di colore azzurro e verde saranno maggiormente ottimizzate poiché l’occhio si concentrerà maggiormente su di esse tralasciando alcuni dettagli nelle aree gialle e rosse dove ci risulterà più complicato percepire i dettagli del gioco in questione. In termini un pochino più tecnici possiamo dire che il Variable Rate Shading consente di regolare la quantità di operazioni di shading a seconda della zona dell’immagine ottimizzando tutto l’hardware a disposizione.

Grazie a questa possibilità di “bilanciamento grafico” è quindi possibile spingere la qualità grafica di un titolo li dove serve maggiormente, opzione che sarà in mano agli sviluppatori decidere se e come sfruttarla prediligendo una migliore pulizia dell’immagine o un frame rate più elevato. In quest’altra immagine, similmente a quella prima, possiamo notare come sarà il risultato finale di una scena di gioco in base al tasso di shading (ombreggiatura) che lo sviluppatore sceglierà di utilizzare permettendo così una migliore prestazione o una riduzione dei requisiti di gioco. Ma sarà possibile anche fare l’esatto opposto, sfruttare quindi una maggiore velocità di shading lì dove è necessaria per rendere la qualità finale visiva migliore.

Utilizzando un’altra immagine molto chiara e precisa come quella qui sotto, possiamo notare come il gioco in questione, Civilization VI, abbia un tasso di shading inferiore a 2×2 per quanta riguarda le aree blu, e un tasso di shading maggiore a 1×1 nelle aree rosse. Un numero elevato di shading significa una maggiore fedeltà visiva per gli occhi ma un notevole impatto sulle prestazioni; al contrario, con un tasso di shading più basso, la fedeltà visiva viene meno ma le prestazioni saranno superiori.

La differenza sostanziale di questa tecnologia è proprio questa. Quando viene realizzato un gioco, le impostazione di shading sono le medesime a tutti i pixel anche se non tutti hanno la stessa importanza ma ora, con il Variable Rate Shading, tutto questo non sarà più necessario. Firaxis, lo studio che ha sviluppato Civilization VI, in collaborazione con Microsoft per quanto riguarda questa immagine demo, ha affermato che implementare l’acqua e il terreno con una shading inferiore rispetto ad altri oggetti a schermo come il terreno o gli edifici ha portato a un miglioramento delle prestazioni pari al 20% sulla RTX 2060 mentre si giocava in 4K.

Sembra dunque arrivata una nuova alba per questa tecnologia poco o niente utilizzata fino ad oggi che altro non può fare se non del bene alle nuove console di prossima generazione. Non solo Microsoft sta abbracciando il Variable Rate Shading, ma una discreta nicchia di sviluppatori sembrano fortemente interessati a cominciare a lavorare sfruttando quanto detto in questo articolo. Software house come 343 Industries, Ubisoft, Playground Games, Activision e Massive Entertainment sono solo le prime di quella che sarà una lunga lista di nuovi utilizzatori del VRS. Attendiamo fiduciosi Sony per scoprire se anche lei, con la sua PlayStation 5, avrà implementato questa tecnologia all’interno della nuova macchina.