Eine der wichtigsten Funktionen, die Nvidia mit der Veröffentlichung seiner Grafikkarten der 10er-Serie im Jahr 2016 ankündigte, hieß Simultaneous Multi-projection oder SMP. Im Kern ist SMP ein Prozess, der die Bilddehnung bei der Verwendung von Multi-Monitor-Konfigurationen reduziert, aber auch Vorteile für VR-Spiele bietet.
Was bewirkt simultane Multiprojektion?
Wenn Sie Spiele mit mehreren Monitoren spielen, neigen die meisten Spieler ihre Monitore so, dass die Außenkante besser zu sehen ist. Bei Konfigurationen mit drei Monitoren bedeutet dies im Allgemeinen, dass die äußeren Monitore angewinkelt sind. Videospiel-Engines sind sich jedoch der Winkel der einzelnen Bildschirme nicht bewusst.
Dieser Mangel an Bewusstsein bedeutet, dass Videospiele Konfigurationen mit mehreren Monitoren wie einen einzigen flachen großen Monitor behandeln. Dies führt dazu, dass das resultierende Bild gestreckt erscheint, je weiter man sich von der Mitte der Monitorkonfiguration entfernt. SMP ermöglicht es dem Spiel, den Winkel der Monitore zu erkennen, und passt dann die Ausgabe so an, dass sie erscheint weniger verzerrt und entspricht dem, was Sie tatsächlich sehen würden, wenn Sie physisch im Spiel anwesend wären Welt.
Es kann hilfreich sein, jeden Monitor als transparentes Fenster in die 3D-Videospielwelt zu visualisieren. Wenn das Layout Ihrer Bildschirme mit dem Layout übereinstimmt, das das Spiel erwartet, dann ist es minimal Verzerrung, aber wenn Sie eines dieser Fenster anwinkelten und die Aussicht gleich blieb, würde es falsch aussehen und verzerrt. Diese Verzerrung ist am deutlichsten, wenn sich die Kamera von einer Seite zur anderen bewegt oder wenn sich gerade Linien von einem Monitor zum nächsten kreuzen. Was wirklich passieren sollte, ist, dass sich der Blick aus dem Fenster an den neuen Winkel anpasst.
SMP tut dies, indem es mehrere Ansichtsfenster erstellt und sie so ausrichtet, dass sie zu jedem Monitor passen. Dieser Prozess zum Erstellen neuer Ansichtsfenster hat trotz des vergrößerten effektiven Sichtfelds nur minimale Auswirkungen auf die Leistung gegenüber einer herkömmlichen Konfiguration mit drei Bildschirmen. Dies liegt daran, dass fast die gesamte Szene in einem einzigen Durchgang gerendert wird. Alle Geometrie-, Beleuchtungs- und Schattierungsaufgaben werden nur einmal ausgeführt, anstatt wie sonst dreimal erforderlich. Der einzige Teil des Prozesses, der für jede Szene einmal durchgeführt werden muss, ist die Rasterung, bei der Werte einzelnen Pixeln auf den Monitoren zugeordnet werden.
Wie wirkt es sich auf VR aus?
SMP kann auch in VR in zwei Varianten namens Single Pass Stereo und Lens Matched Shading verwendet werden. Single Pass Stereo erstellt ein zweites Ansichtsfenster, aber anstatt es anders anzuwinkeln, verschiebt es das Ansichtsfenster entlang der X-Achse, um den Brennpunkt mit der Position Ihrer Augen abzugleichen. Dies ermöglicht dieselbe Geschwindigkeit wie bei der simultanen Multiprojektion, da die meisten grafisch intensiven Verarbeitungen wie Geometrie und Beleuchtung nur einmal und nicht zweimal verarbeitet werden.
Aufgrund der Formgebung des Monitors und der Linse, die für das Funktionieren von VR-Headsets erforderlich sind, wird eine beträchtliche Anzahl von Pixeln gerendert, die einfach nicht auf dem Bildschirm angezeigt werden. Lens Matched Shading verwendet das Konzept mehrerer Viewports, um die Form der gerenderten VR-Ansicht in ein Quadrat mit 4, 9 oder 16 Viewports aufzuteilen. Die Gestaltung dieser Ansichtsfenster wird so gesteuert, dass der Bereich des Spiels reduziert wird, der gerendert werden muss, aber am Ende nicht wirklich auf dem Bildschirm angezeigt wird. Durch die Verringerung der Anzahl der Pixel, die gerendert werden, ohne dass dies erforderlich ist, verringert Lens Matched Shading die Leistungsauswirkung von VR weiter.
Mangelnde Umsetzung
Leider ist SMP eine Funktion, die vom Entwickler in ein Spiel eingebaut werden muss. Aufgrund des geringen Prozentsatzes an Spielerbasen, die Konfigurationen mit drei Monitoren verwenden, und Bedenken hinsichtlich der Konkurrenz Vorteil, den Spieler mit ultraweiten Sichtfeldern haben könnten, implementiert die überwiegende Mehrheit der Entwickler SMP nicht in ihrem Spiele. Tatsächlich ist nur ein einziges Spiel, das Rennsimulationsspiel iRacing, bekannt, das diese Funktion implementiert hat.
Die Implementierung in VR-Spielen ist weiter verbreitet, da sowohl Single Pass Stereo als auch Lens Matched Shading in das VRWorks-Paket von Nvidia aufgenommen und aktualisiert wurden.