Chris Wallis, Senior Software Engineer bei The Coalition, hat im DirectX Developer Blog am 12. Januar 2021 beschrieben, wie das Studio Gears auf Variable Rate Shading der Stufe Tier 2 umgestellt hat. Die schon in Gears Tactics genutzte Tier-1-Variante konnte die Shading-Rate nur pro Draw-Call festlegen. Tier 2 steuert das Ganze stattdessen über eine bildschirmraumbasierte Textur. So lässt sich pro Kachel bestimmen, wo die Pixel-Shading-Rate sinkt, ohne dass die Bildqualität sichtbar leidet. Auf einer AMD Radeon RX 6900 XT erreicht das Verfahren in 4K mit den Insane-Einstellungen und aktiviertem SSGI laut Wallis eine GPU-Ersparnis von bis zu 14 Prozent in der Quality-Stufe.
Sobel-Edge-Detection als Steuerungsgrundlage
Im Zentrum steht ein Compute-Shader, der per Sobel-Edge-Detection die Luminanz des finalen Szenen-Color-Buffers im sRGB-Farbraum auswertet. Aus dieser Kantenerkennung entsteht die VRS-Textur, die je nach Hardware in Kacheln von 8×8 oder 16×16 Pixeln aufgelöst wird. Flächen mit geringer visueller Frequenz bekommen eine gröbere Shading-Rate, was Rechenleistung spart, während an detailreichen Kanten keine Artefakte auftreten. Ein konfigurierbarer Schwellenwert legt fest, wie aggressiv die Kantenerkennung arbeitet. Über genau diesen Wert werden auf dem PC zugleich die verschiedenen VRS-Qualitätsstufen eingestellt.
Kaum Mehraufwand, große Hardwarebasis
Die VRS-Textur entsteht nach Angaben des Studios auf Xbox Series X und Series S sowie auf DirectX-12-Ultimate-fähigen GPUs in unter 0,1 Millisekunden. Der Mehraufwand fällt damit gegenüber dem Gewinn kaum ins Gewicht. Tier-2-VRS läuft auf Geräten mit DirectX 12 Ultimate, dazu zählen Xbox Series X und Series S, die AMD-Radeon-RX-6000-Serie sowie die GeForce-RTX-20- und RTX-30-Serie von NVIDIA. Die frühere Tier-1-Umsetzung in Gears Tactics brachte zwar Leistungsgewinne, verlangte aber kleine Kompromisse bei der Bildqualität. Bei der Tier-2-Lösung ist die optische Beeinträchtigung nach Darstellung von The Coalition dagegen nicht mehr wahrnehmbar. Eingesetzt wird die Technik sowohl in Gears 5 als auch in Gears Tactics.