可变速率着色 (VRS) 是一项重要的图形技术，PC 游戏在过去三年中基本上忽略了它。它适用于所有现代 AMD 和 Nvidia显卡，它有一个简单的目标：将性能提高多达 20%，而图像质量不会有任何明显的下降。
听起来很神奇，对吧？嗯，有一个原因你可能没有听说过太多。过去几年专注于 Nvidia 的深度学习超级采样 (DLSS)和 AMD 的FidelityFX 超级分辨率 (FSR)作为现代图形时代的性能节省冠军。尽管 VRS 为游戏开发者提供了最大的收益，但同样令人印象深刻的工具却被严重低估了。
可变速率着色：不是新的
VRS 并不是什么新鲜事物—— 微软宣布 DirectX 12 中的这项功能的博文已经发布了三年多。如果您不熟悉，VRS 会更改在场景中应用着色器的分辨率。它不会改变游戏的分辨率； VRS 只是允许相邻像素共享一个着色器，而不是让 GPU 做多余的工作。
例如，如果场景的一角被阴影包裹而没有太多细节，那么您的显卡就不需要计算每个像素的光照、颜色和纹理值。它可以通过将它们分组在一起来节省一些麻烦——2×2 网格中的四个像素可能具有极其相似的着色值，因此 VRS 通过只计算一个着色器并将其应用于网格的其余部分来优化性能。网格的大小就是着色率，一个网格中的像素越多，着色率就越低。
这种微小的变化可以对性能产生很大的影响。例如，在 4K 的Gears Tactics中，VRS 使我的平均帧速率提高了 22.9%。这是最好的例子，但生化危机村的平均帧速率也提高了 9.8%，而《杀手 3》提供了 8% 的稳定提升。 VRS 背后的想法是，它在打开时应该是无法区分的，本质上是提供免费的性能。
尽管已有三年多的历史，但只有少数游戏支持 PC 上的 VRS。我将在后面的专栏中讨论这个问题，但更紧迫的问题是 VRS 在支持它的少数游戏中是如何使用的。
VRS 有两个方面：一个让它看起来像一个提供免费性能的革命性套件，另一个让它看起来像一个弊大于利的功能。
VRS的两个世界
Microsoft 在DirectX 12 Ultimate中有两层 VRS：恰当命名的 Tier 1 和 Tier 2。Tier 1 VRS 是游戏中最常见的技术，这是问题的核心。此级别不关心单个像素，而是对每个绘制调用应用不同的着色率。例如，当调用绘制背景资产时，它们可能具有 2×2 的着色率，而在前景中绘制的资产的着色率是 1×1。
第 2 层 VRS 就是您想要的。这更加精细，允许开发人员在绘图调用中进行着色。例如，这意味着模型的一个部分可以具有 2×2 的着色率，而同一模型上更详细的区域可以使用 1×1。第 2 层 VRS 是理想的选择，它允许开发人员专注于重要的细节，以挤出每一盎司的性能。
问题：即使在支持 VRS 的小众游戏中，大多数也只使用 1 级。我最近看的《生化危机村》使用了 1 级 VRS。您可以看到它如何影响上面的图像质量，您可以在雪中辨认出像素，因为第 1 层 VRS 将距离相机几英尺远的所有东西都集中在一起。
与支持 Tier 2 VRS 的Gears Tactics形成对比。放大到近 200% 时质量略有不同，但看起来比第 1 层要好得多。当两者并排并放大时，您可以发现差异，但将这两个帧背靠背放置盲测，你将无法分辨。我当然不能。
几乎没有图像质量损失的免费性能是一个巨大的问题，但至少在 PC 上，VRS 并没有像应有的那样被讨论（更不用说第 1 层和第 2 层之间的讨论了）。即使在将Gears Tactics和Gears 5移至 Tier 2 VRS之后，开发人员也没有跳上节省性能的火车。相反，VRS 主要关注控制台的有限功率预算，并且有一个特定的控制台阻止了该功能。
控制台封锁
VRS 有两种形式的原因是第 2 层需要特定的硬件才能工作。 Nvidia 的 RTX 显卡和AMD
的 RX 6000 GPU具有硬件支持，Xbox Series X 也是如此。较旧的显卡和 PlayStation 5 没有。相反，他们使用基于软件的第 1 层 VRS 版本，如果它甚至在游戏中可用的话。
开发多平台游戏的开发人员通常会关注最小的共同点，即第 1 层 VRS。只有少数开发人员特意在支持的硬件上支持第 2 层 VRS（例如，id Software 在《毁灭战士永恒》中为 Xbox Series X 使用第 2 层 VRS），但绝大多数现代 AAA 游戏要么不支持 VRS 或使用此第 1 层方法。
正如Gears Tactics所示，开发人员提供的适当第 2 层实施可提供最佳图像质量和性能。确实，DLSS 和 FSR 为开发人员提高 PC 游戏性能提供了一种简单的解决方案。但是适当的 Tier 2 VRS 可以代表大约 20% 的提升，而图像质量几乎没有任何差异，这太好了，不容忽视。
本文是ReSpec的一部分，这是一个持续的双周专栏，其中包括关于 PC 游戏背后技术的讨论、建议和深入报道。