Wat is simultane multi-projectie?

Een van de belangrijkste functies die Nvidia aankondigde met de release van zijn 10-serie grafische kaarten in 2016, heette Simultaneous Multi-projection of SMP. In de kern is SMP een proces dat het uitrekken van het beeld vermindert bij het gebruik van configuraties met meerdere monitoren, maar het heeft ook voordelen voor VR-gaming.

Wat doet simultane multi-projectie?

Bij het spelen van games met meerdere monitoren, richten de meeste gamers hun monitoren zodanig dat ze gemakkelijker de buitenrand ervan kunnen zien. Voor configuraties met drie monitoren betekent dit over het algemeen dat de externe monitoren in een hoek staan. Videogame-engines zijn zich echter niet bewust van de hoeken van elk scherm.

Dit gebrek aan bewustzijn betekent dat videogames configuraties met meerdere monitoren behandelen als een enkele platte grote monitor. Dit leidt ertoe dat het resulterende beeld uitgerekt lijkt naarmate u verder uit het midden van de monitorconfiguratie komt. SMP zorgt ervoor dat het spel zich bewust is van de hoek van de monitoren, het past vervolgens de uitvoer aan om minder vervormd te lijken en komt overeen met wat je daadwerkelijk zou zien als je fysiek aanwezig zou zijn in de gamewereld.

Het kan helpen om elke monitor te visualiseren als een transparant venster in de wereld van 3D-videogames. Als de lay-out van je schermen overeenkomt met de lay-out die het spel verwacht, is er minimale vervorming, maar als je een van die vensters onder een hoek zou zetten en het uitzicht hetzelfde zou blijven, zou het er verkeerd en vervormd uitzien. deze vervorming is het duidelijkst wanneer de camera heen en weer beweegt of wanneer rechte lijnen van de ene monitor naar de andere lopen. Wat er echt zou moeten gebeuren, is dat het uitzicht uit het raam verandert om overeen te komen met de nieuwe hoek.

SMP doet dit door meerdere viewports te maken en deze in een hoek te plaatsen zodat ze overeenkomen met elke monitor. Dit proces van het maken van nieuwe viewports heeft een minimale prestatie-impact ten opzichte van een traditionele configuratie met drie schermen, ondanks het grotere effectieve gezichtsveld. Dit komt door het feit dat bijna de hele scène in één keer wordt weergegeven. Alle taken op het gebied van geometrie, verlichting en schaduw worden één keer uitgevoerd in plaats van de drie keer dat normaal nodig zou zijn. Het enige deel van het proces dat voor elke scène één keer moet worden uitgevoerd, is de rasterisatie, het proces waarbij waarden worden toegewezen aan afzonderlijke pixels op de monitoren.

Hoe is het van toepassing op VR?

SMP kan ook in VR worden gebruikt in twee varianten, Single Pass Stereo en Lens Matched Shading. Single Pass Stereo maakt een tweede kijkvenster, maar in plaats van het anders te kantelen, verschuift het het kijkvenster langs de x-as, zodat het brandpunt overeenkomt met de positie van je ogen. Dit zorgt voor dezelfde snelheid als bij Simultane multi-projectie, aangezien de meeste grafisch intensieve bewerkingen, zoals geometrie en belichting, slechts één keer worden verwerkt in plaats van twee keer.

Door de vormgeving van de monitor en lens die nodig zijn om VR-headsets te laten werken, worden behoorlijk wat pixels weergegeven die simpelweg niet op het scherm worden weergegeven. Lens Matched Shading gebruikt het concept van meerdere viewports om de vorm van de gerenderde VR-view te splitsen in een vierkant van 4, 9 of 16 viewports. De vormgeving van deze viewports wordt op zo'n manier geregeld dat het gebied van het spel dat moet worden weergegeven, wordt verkleind, maar dat uiteindelijk niet op het scherm wordt weergegeven. Door het aantal pixels te verminderen dat niet hoeft te worden weergegeven, vermindert Lens Matched Shading de prestatie-impact van VR verder.

Gebrek aan implementatie

Helaas is SMP een functie die door de ontwikkelaar in een game moet worden ingebouwd. Vanwege het kleine percentage spelers dat gebruikmaakt van drievoudige monitorconfiguraties en zorgen over het concurrentievoordeel dat spelers kunnen hebben met ultrabrede gezichtsvelden, implementeert de overgrote meerderheid van de ontwikkelaars geen SMP in hun games. In feite is bekend dat slechts één enkele game, de racesimulatiegame iRacing, de functie heeft geïmplementeerd.

Implementatie in VR-games is wijdverbreid met de opname van en updates voor zowel Single Pass Stereo als Lens Matched Shading in Nvidia's VRWorks-pakket.