Trocha historie

O HDR ve hrách se začalo více mluvit poprvé v roce 2004, kdy GeForce 6800 přinesla podporu pro tzv. FP16 blending, v souvislosti s čímž Nvidia zajistila u některých herních studií implementaci FP16 HDR do jejich titulů. První byl Far Cry.

Tehdy brala média situaci smrtelně vážně, z dnešního pohledu šlo ale o poměrně úsměvnou premiéru. V první řadě byly pro rozhýbání potřeba nejvýkonnější modely řady GeForce 6800; na nižších hra připomínala slideshow. Zatímco bez HDR bylo možné dosáhnout plynulých FPS i na (tehdy vysokých) 1600×1200 (tj. asi jako 4k či 5k v dnešní době), s HDR bylo třeba rozlišení snížit na již tehdy archaických 800×600 či méně, protože výkon klesl takovým způsobem, že s vyšším rozlišením nebylo možné dosáhnout plynulosti vyjma nejméně náročných scén. Důvod spočíval ve faktu, že FP16 filtering / blending využívaný pro HDR byl podporován s 2-8× nižším výkonem (podle konkrétního způsobu využití) než standardní Int8 filtering / blending, čemuž odpovídal propad výkonu. Druhé omezení GeForce 6800 tkvělo v absenci podpory pro kombinaci FP16 RT + MSAA, jinými slovy s HDR nebylo možné použít anti-aliasing, což při rozlišení 800×600 deklasovalo vizuální stránku na úroveň her 90. let.

Nakonec si zaslouží zmínit i implementace na straně samotné hry. Ta - aby po zapnutí HDR vypadala opravdu hodně jinak - efekt přehnala a v obraze vznikaly extrémní nerealistické přepaly, které krom nevalného dopadu na vizuální stránku v některých situacích i snižovaly hratelnost. Na snímku výše nešlo o explozi jaderné bomby, ale noční oblohu se svitem měsíce…

Pak se situace začala měnit jak po stránce hardwaru, tak po stránce softwaru. Přišly Radeony X1000, které přinesly podporu FP16 blending + MSAA (tedy „HDR s anti-aliasingem“), četné další hry upravovaly míry HDR efektu na realističtější úroveň a některé se obešly bez FP16 a namísto toho používaly deseti- či dvanáctibitovou přesnost, která pro tehdejší situaci s přehledem dostačovala a navíc nepůsobila takové dopady na výkon. V době GeForce 8000 a Radeonů HD 2000, které již byly pro FP16 HDR plně dimenzovaná, ale HDR ve hrách spíše vyšlo z módy a mnohde se preferovaly méně náročné post-processing efekty, které vytvořily podobně vypadající vizuální prvek, ovšem s nižšími nároky na výkon, datovou propustnost a paměť.

HDR s několikanásobně vyšší přesností nemělo valný smysl, když monitory disponovaly jen standardním dynamickým rozsahem a jestli byl kupříkladu blending proveden v FP16, Int12 nebo ani o pravé HDR nešlo (post-efekty), se rozdílem v obrazu neprojevovalo. Tato situace se začal měnit teprve v poslední době, kdy v důsledku UHD videa s HDR začali výrobci ve velkém vyrábět panely s vyšším dynamickým rozsahem a rozšířeným barevným gamutem. Ty jsou skutečně schopné výrazně vyšší rozsahy zobrazit, takže nehrozí situace jako bezmála před 15 lety, kdy buďto HDR efekt nebyl vidět, nebo působil rozsáhlé přepaly - prostoru „mezi“ příliš nebylo, protože dynamický rozsah tehdejších monitorů byl v podstatě využit již SDR obsahem.

Co se změnilo

S novodobými HDR panely a robustní (byť ne dokonalou) softwarovou platformou, která umožňuje obraz připravit na míru možností každého jednotlivého typu monitoru, dochází k renezanci HDR obrazu ve hrách. Protože dnešní hardware podporuje většinu či všechny FP16 operace s plným výkonem, neznamená už použití HDR propad FPS na polovinu (či méně) a s širokou paletou kompatibilních metod anti-aliasingu obvykle nepřináší ani omezení v tomto směru.

Výkon

Redakce webu ComputerBase se podívala na 12 soudobých her, které podporu HDR nabízejí a srovnala výkon bez HDR a s HDR na GeForce GTX 1080 a Radeonu RX Vega 64. Rovnou je třeba říct, že oproti výše popsané historické situaci jsou výsledky velmi dobré a až na výjimky nedochází k nijak extrémním propadům ve výkonu.

U Radeonu RX Vega 64 je dokonce v průměru těchto dvanácti her propad výkonu jen 2 %, což indikuje, že v rámci celé grafické pipeline nedochází k žádnému výkonnostnímu omezení a minimální rozdíl je způsoben jen logicky vyšším nárokem na datové přenosy u přesnějších formátů. U GeForce GTX 1080 je průměrný propad výkonu 10 %.

Pokud bychom se podívali na extrémy, tak existují hry, u kterých dochází k nulovému propadu výkonu na Radeonu i na GeForce. Na druhou stranu v případě Radeonu dochází k zanedbatelnému propadu (0-2 %) u 8 z 12 her, u GeForce se takto nízký propad projevuje jen ve dvou titulech (Far Cry 5 a Mass Effect: Andromeda). Propad 10 % a více u Radeonu nezaznamenáte, u GeForce k němu došlo u 8 z 12 her (Assassin's Creed Origins: 12 %, Battlefield 1: 11 %, Call of Duty: WWII: 10 %, Destiny 2: 20 %, F1 2017: 11 %, Middle-Earth: Shadow of War: 13 %, Shadow Warrior 2: 15 % a Star Wars: Battlefront 2: 10 %).

V praxi to znamená, že na Radeonu RX Vega 64 si tyto hry se zapnutým HDR zahrajete při stejných FPS jako na GeForce GTX 1080 bez HDR. Kompletní výsledky testu ComputerBase najdete v odkazu níže.