2016年11月3日 星期四

【情報】PS4 Pro畫面提升是怎麼實現的?為什麼不是原生4K畫質?

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#1 【情報】PS4 Pro畫面提升是怎麼實現的?為什麼不是原生4K畫質?
發表:2016-10-31 18:00:48看他的文開啟圖片
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PS4的首席系統架構師Mark Cerny日前接受了日本記者西田宗千佳的採訪,詳細討論了下週(11月10日)即將發售的PS4 Pro。
PS4首席系統架構師Mark Cerny

首先,西田記者自己體驗了一下PS4 Pro,使用的電視是sony的BRAVIA Z9D,所以看到的是4K+HDR 的畫面——差別很大,看起來像是兩台不同遊戲機的表現。當然,在普通的FHD電視(1080P)上依然能看到明顯的改善。

原本的PS4 畫面(1080P),遠景會閃爍、電線有鋸齒、樹葉邊緣有破損,而到了PS4 Pro 上,遠景的閃爍、鋸齒,摩爾紋都獲得了明顯的減輕,細節更加豐富。

同時,色域從BT.709 升級到了 BT.2020(對應4K)。不過Mark Cerny指出現在的遊戲所用的 BT.2020 色域 和 BT.709 還是比較接近的,要充分利用BT.2020 色域,還得看今後的作品。不過 PS4 Pro 的畫面已經有HDR 效果加持,與之對比,原本的PS4 畫面就像“褪了色”一樣。
色域,BT.2020 比BT.709 標準大很多

總體而言,PS4 Pro 在畫面上的進化,不是單純的畫面變成了4K、渲染解析度提升,而是改善了“遊戲畫面中會降低清晰度的要素”。下面是PS4 Pro 上的一些遊戲截圖:
《地平線:期待黎明》的截圖,西田記者表示這是他在體驗中感覺最好的PS4 Pro 遊戲
《往日不再》的截圖
《惡名昭彰:首道曙光》
PS4 Pro 依然是PS4

PS4 Pro 還是PS4,這話算是對應上面那句“看起來像是兩台不同遊戲機的表現”。cerny在採訪中強調:
遊戲機的世代進化意味著新的功能,全新的CPU和GPU架構,對控制器、顯示設備的支援也有變化。世代變化更加明顯,隨著它的新能力,新類型遊戲的開發將變得可能。這種變化會導致重新洗牌,但也伴隨著回報。

cnrey認為遊戲機的世代進化不會消失,這對於業界來說才是健全的。

但PS4 Pro 的開發目的不是為了開啟新世代,其中的一個目的是為了對應4K+HDR 的新顯示設備,另一方面是為了讓用戶習慣“更快的更新”,就像手機、PC 一樣。

相比PS4,PS4 Pro的CPU頻率得到了提升;GPU的處理單元數翻了一倍,從18個提升到了36個。但原本的PS4遊戲在PS4 Pro的表現還是維持原樣(如果不更新Pro patch的話),CPU頻率不變,只會使用18個GPU處理單元。因為主機對遊戲的優化不同於PC,並非CPU性能、頻率提高了就能獲得優化,如果用PS4 Pro的性能去運行普通的PS4遊戲,可能會出現問題。

而對應PS4 Pro的遊戲,開發商可以自己選擇調用性能去實現更好的畫面或者更高的幀數。至於普通PS4遊戲轉為PS4 Pro遊戲的工作量,cerny表示他們的目標是控制在開發工作的1%,而他們似乎也達到了這個目標。《往日不再》對應PS4 Pro的工作由2人花一個月就完成了,1個人用3週時間就能完成基本部分。

為什麼不是原生4K?如何看起來接近4K?

PS4 Pro 提供的畫面不是原生4K,但很接近原生4K。如果要做原生4K 的畫質,那遊戲中模型、材質等素材將大幅增加—— PS4 Pro 並不打算這麼做。雖然這並非一個必要前提,但cerny表示:“就我所知,部分開發者不打算追加素材。”真要加素材,成本不菲。

“PS4 Pro 的ram依然維持8G 也是不能實現原生4K 的一個原因。若提高ram、增加素材,那就需要更多的載入、處理時間,光碟的容量也不夠,可能得使用多張光碟,而新的光碟規格……就算把遊戲全部安裝到硬碟裡,速度也是個問題。”cerny闡述了一系列為了實現原生4K 所要處理的問題。而PS4 Pro 依然是本世代的遊戲機。

為了實現4K,PS4 Pro 採用了定制的AMD GPU,AMD 提供了路線圖讓sony選擇追加什麼機能、追加怎樣的機能。這次他們選取了AMD 北極星架構(Polaris,AMD 的最新GPU 架構)中的一些設計,還有一些在北極星之後會採用的技術也拿到了。
AMD 的GPU 架構路線圖,北極星(Polaris)之後的技術會被應用到PS4 Pro 的顯卡中

同時PS4 Pro 搭載了SIE 自己研發的基於“ID Buffer” 的抗鋸齒技術。

在繪製三角形時,為了保證邊緣光滑,需要判斷邊緣部分的像素“到哪裡是邊緣外、到哪裡是邊緣內”。一直以來這種判定是依靠對比度和深度(Z Buffer),但當對比度、深度不夠時它就很難被檢測出。要在每一幀裡檢測出正確的邊緣,對GPU 是極大的負擔。

而採用ID Buffer 後,硬體會自動給各個三角形貼上ID,減輕GPU 負擔的同時,也能保證正確檢測出邊緣,抗鋸齒的精度變得更高。

在渲染方面,PS4 Pro 採用了 geometry rendering和checkerboard rendering兩種技術。

geometry rendering,4個像素包含1個顏色訊息(1つの色)和4個深度訊息(日文:深度情報),渲染目標是1080p時,與從前的1080p渲染沒什麼不同。深度訊息與原生4K圖像一樣,都是800萬像素。與剛才我們提到的"ID Buffer"互相結合,充分運用深度訊息,可以正確地進行抗鋸齒。在後期的處理中再使用ID Buffer,對顏色訊息按照4K環境的需求進行正確的調用。最終得到的結果是“充分運用1080p環境下的運算資源和儲存資源,得到接近4K水準的渲染畫質”

西田記者體驗PS4 Pro 時感覺“自己的視力變好了”,就是因為畫面中的多邊形邊緣以及材質更加銳利、更有光澤。cerny表示PS4 Pro 把1080P 的畫面提升到這種水平是綽綽有餘的,剩餘的性能會被分配到其他部分。PS4 Pro 甚至可以把 900P 的畫面也提升到這種水平……

至於checkerboard rendering,就像它名字所形容的,是以“格子狀”進行的。比如原本1920 x 2160 的畫面,通過識別上下左右的四個像素,插入一個新像素,就可以將畫面撐到3840x2160。育碧《虹彩六號:圍攻行動》開發團隊在今年的GDC 上就公佈了這一成果並獲得了關注。同樣,配合上述的ID Buffer,可以做到更好的抗鋸齒,獲得更好的4K 效果。
當然,這種技術也可以用在PS VR 上。

如此實現的4K畫面,相比原版當然也要佔據一些額外ram,大概幾百兆的大小,這裡就要依靠PS4 Pro新增加的ram來給它空間

這樣,就是我們現在看到的“雙層夾心漢堡” PS4 Pro 了,由於GPU 規模翻倍,SoC 也增大,雖然採用了16nm 的FinFET(鰭式場效電晶體)來抑制發熱,但還是必須加大機器體積來散熱——相比原版PS4 增加了19%。
cerny在採訪最後坦言:“如果要渲染出原生4K,他自己試著算了一下,每秒浮點運算次數至少要達到8TFLOPS。”與此對應的硬體價格,在現在也不是一個合理的價格。
最後編輯:2016-10-31 22:04:51 ◆ Origin: <36.229.120.xxx>
小郭:P S 4 P R O 最 強 傳 說10-31 18:15
J.K:明年考慮敗一台10-31 18:19
渋谷凛:2K不是1440P嗎10-31 18:44
bwhe:1440p的4倍解晰度是5k 所以它叫2.5k才對10-31 18:50
SKAP:太複雜了,還是等實機看效果最快,畢竟以前也很多種AA模式被提出,但都沒有目前直接DSR/VSR開高解析度有效10-31 18:51
電粽版不意外:PS4 Pro 依然是PS410-31 18:58
我只是個路人:1920x1080同樣可以稱作2k10-31 18:58
我只是個路人:回樓上,DSR/VSR效果也沒說很顯著,因為始終不是原生的10-31 18:59
摳央央:DSR/VSR真的比較顯著 AA效果極佳 畢竟也是輸真實解析度縮放 不用太高倍AA 像1x~3x抗鋸齒效果就能很平滑了10-31 19:08
我只是個路人:但螢幕還是沒變啊,所以效果終究有限10-31 19:25
你還是早點睡吧:可能原生4K要等PS5才搞得出來吧,不然下一代主機就沒噱頭了10-31 19:28
摳央央:螢幕沒變 但是是真實輸出4k 可以在控制台調整縮放比例 看是要全螢幕、外觀比例縮放 因為是採用ssaa採樣實作的10-31 19:30
摳央央:畢竟是交由GPU處理 不會受限於電視 可以強制輸出10-31 19:32
狠心先生:說再多,也不是4K10-31 20:21
背德の圓舞曲:有接近4K的畫質就不錯了 如果要原生4K 絕對不會這麼平價 以CP值來說的話 是真的很划算 不管哪個3C產品 要打入大眾市場 就是要主打平價策略10-31 20:47
狠心先生:等天蠍出來再討論吧,人家用原生4K如果價格跟Pro一樣,那就不怎麼划算了10-31 21:04
傷痕的記憶:說再多起碼是接近4K我一樣會買...而且你知道好一點的4K電視1台要多少嗎?傻傻的10-31 21:05
背德の圓舞曲:到時天蠍出來的話 SONY只要降價促銷 便宜個100鎂的話 還是非常有優勢 天蠍目前的售價和規格也還是完全不明10-31 21:17
bwhe:我猜天蠍是1萬八上下10-31 21:32
Fire Fish:1080P不是2K. https://zh.m.wikipedia.org/zh-tw/2K解析度10-31 21:42
bwhe:1080p是2k 以16比9的比例來說10-31 21:55
摳央央:1080P是2K 是後來才加的 正常業界都稱2K為1440P或1600P這兩個 1080P都是講1080P或FULL HD10-31 22:04
bwhe:1440p這貨要叫2.5k了 只是很多人要降級2k10-31 22:09
狠心先生:不要以為自己是SIE的高層隨便喊話好不= =10-31 22:49
毛毛鼠:這人實在 不打高空 所以好賣10-31 23:25
我只是個路人:笑死10-31 23:35
我只是個路人:一堆誤導的10-31 23:35
我只是個路人:以為用維基百科就可以濫竽充數,班門弄斧10-31 23:37
我只是個路人:1080p被稱作2k已經有一段時間,只是大多數人已經習慣用是2k來代表1440p/1600p,但以2k來稱呼1080p其實並沒有多大問題,就是目前還有點爭議性罷了10-31 23:42
Daniel:影音電視這塊沒什麼1440p這樣的規格,都是1080p稱為FHD少數也有人會稱為2K,而之後的3840*2160正式名稱雖然是UHD但廠商都用4K宣傳前天00:22
皓月狼牙-基爾獸控:我覺得這樣的做法不錯,感覺上是兼具效果及效率的方法前天00:24
Daniel:至於1440p這樣的規格出現在手機螢幕上較多,為了區隔FHD會稱為2K,現在人看習慣手機規格會去強調1440p才是2K,但我覺得看得懂就好不必去嚴格區分定義前天00:28
楓葉綠茶:其實也沒啥好起爭議的,原文寫的2K=1080p,那這裡的2K就是1080p前天00:31
楓葉綠茶:哪天你寫了一篇文章講1080p不是2K,1440p才是,那也是你的主觀認定,誰也無法反駁前天00:32
bwhe:sony本身把1080p當2k了 1440p另一個明稱叫QHD前天00:34
bwhe:日本那邊把1080p當2k是很正常的事前天00:36
摳央央:TV沒這塊1440p/1600p規格是因為都用在桌面LCD上 是給電腦用的 很早在2005年以前就有出現了 家機是沒有內顯解析設定 不前天00:38
摳央央:然把4K電視接上顯卡端在控制面板也有1440p可選擇前天00:38
Daniel:所以我說看得懂就好 這篇是電視主機的文章當然就是指影音電視這塊,如果這篇是電腦螢幕、手機相關的文章2K才會是指1440P前天00:42
SKAP:我後來也比較認同2560x1440應該稱2.5K,以便跟1080P的2K區別,因為4K是1080P的4倍(長寬各2倍),手機的2K屏印象中是大陸傳來的,他們太懶前天01:00
SKAP:另外目前PS4 Pro的模式究竟如何還是不夠明瞭,但可以確定的是,要發揮就是買台4K HDR電視,保證不管1080P還是1440P都能展現前天01:03
楓葉綠茶:呃,2K屏=1440p這玩意是只有TV沒有,電腦螢幕、手機都是有這個概念的,和大不大陸我覺得沒啥關係...前天01:06
楓葉綠茶:講直白點,google"2k monitor",跳出來的依然是1440p...前天01:07
楓葉綠茶:雖然查2K resolution的話就的確是1080p無誤啦前天01:08
楓葉綠茶:真要說誰帶壞誰,我覺得youtube的責任可能比較大一點XD前天01:13
Fire Fish: 某樓愛嘴的說別人在誤導,樓上幾位討論的才是wiki寫的內容,業界對2K的定義有稍微不同,我貼出來只是討論而已,若想表現自己很厲害不需要靠嘴砲前天01:30
jodenh:其實就是1080P 1440P 4K 8K~ 而4K以下的爭執就隨個人吧~前天05:40
我只是個路人:笑死前天07:34
我只是個路人:丟個維基百科然後說1080p不是2k然後跑掉了,然後現在跳針說只是業界的定義不同,真是今天的我打倒昨天的我前天07:36
KKyang:如果至少達到8TFLOPS才能跑原生4K的話,那1070要洗洗睡了QQ前天08:18
大J:樓上,如果要4k跑好跑滿,gtx1070真的要洗洗睡了前天08:28
摳央央:8TFLOPS也還不夠 只能算免強達標 至少要9.5~10TFLOPS以上前天08:34
摳央央:不過1070真的是是洗洗睡睡 https://goo.gl/MB8qTm https://goo.gl/P3INyB https://goo.gl/VFQ80d前天08:34
小白:不好意思,不太了解為什麼是1070,如果說是類比ps4 pro的顯卡等級的話,應該是gtx980或r9 290比較恰當前天08:57
摳央央:8TFLOPS的問題 8TFLOPS對應到目前也只有1080的9TFLOPS 指的是FP32 所以以下的根本不用去想這些前天09:08
小白:原來如此,感謝釋疑。前天09:15
我只是個路人:目前能夠穩跑在大部分遊戲4k全開0AA 50p+的,只有Pascal titan x前天09:25
bwhe:8t只是讓你穩跑4K 30fps而以。前天09:27
yun:重點是最後那句 翻譯起來應該是 我下一台已經開始設計了至少會是8TLFOPS 能跑原生4K前天09:46
bwhe:應該要12T才對 8t太低了前天10:38
一生永遠神推久住小春:1440是2K是積非成是的一種說法,最先是出現在手機面板上前天13:38
びっくりした:為了讓用戶習慣“更快的更新是打算以後每年出新機嗎...?昨天23:02
Bluetooth:看不出來習慣跟每年出有什麼相連性,就算消費者願意廠商也不願意17小時前
びっくりした:他都拿手機和PC的更新速度來比喻了,這樣你還看不懂我也沒辦法。11小時前

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