Nvidia PCSS : c’est quoi ? Avantages, performance, compatibilité

Les ombres jouent un rôle essentiel dans le rendu graphique des jeux vidéo, influençant à la fois l’immersion et la qualité visuelle. Nvidia a développé plusieurs technologies pour améliorer leur gestion, et parmi elles, le Percentage Closer Soft Shadows (PCSS) se distingue par sa capacité à simuler des ombres plus naturelles et progressives.

Introduit pour offrir une alternative plus réaliste aux ombres traditionnelles, PCSS adapte la diffusion des ombres en fonction de la distance entre l’objet et sa projection. Cette fonctionnalité permet non seulement de réduire les artefacts d’aliasing mais aussi d’améliorer l’esthétique générale des scènes en jeu. Toutefois, son impact sur les performances peut varier en fonction de la configuration matérielle et des jeux compatibles.

Qu’est-ce que Nvidia PCSS ?

Nvidia PCSS (Percentage Closer Soft Shadows) est une technologie de gestion des ombres visant à améliorer leur réalisme dans les jeux vidéo. Son objectif principal est de simuler la diffusion progressive des ombres en fonction de la distance entre l’objet et la surface de projection, reproduisant ainsi un phénomène naturel observé dans la réalité.

Dans la vie réelle, une ombre devient plus floue à mesure que la distance entre l’objet et la surface augmente. Nvidia PCSS tente d’imiter ce comportement en adoucissant progressivement les ombres tout en réduisant les effets d’aliasing. Cette technologie repose sur un algorithme avancé qui évalue en temps réel la position et l’intensité de la lumière pour ajuster la douceur des ombres projetées.

Fonctionnement de Nvidia PCSS

La technologie PCSS repose sur un algorithme avancé d’échantillonnage des ombres. Elle fonctionne en plusieurs étapes :

1. Analyse de la distance entre l’objet et sa projection : Plus cette distance est grande, plus l’ombre sera diffuse. L’algorithme détermine en continu les variations de profondeur pour ajuster le rendu.
2. Adoucissement des contours : PCSS applique un lissage progressif pour éviter les bords irréguliers et réduire l’aliasing. Cette phase permet de rendre les ombres plus naturelles et homogènes dans l’environnement de jeu.
3. Optimisation de la gestion des ombres dynamiques : L’algorithme ajuste les ombres en temps réel en fonction des conditions d’éclairage et du mouvement des objets, ce qui permet un rendu plus fluide et réaliste sans nécessiter une refonte complète des effets de lumière.

Avantages et inconvénients de Nvidia PCSS

Pour bien comprendre les différences dans la gestion des ombres de la technologie Nvidia PCSS, le mieux est de voir la démonstration de Nvidia avec ce lien avec le jeu Dying light.

Avec cette démo, vous pouvez voir exactement comment PCSS affecte l’apparence des ombres. Et comparez coté à coté l’image avec le paramètre activé ou non. Les ombres projetées sur la voiture et le trottoir en dessous se fondent naturellement dans la scène lorsque PCSS est activé. Lorsque l’option est désactivée, les ombres sont irrégulières, sans diffusion et manque de réalisme.

Avantages

• Rendu plus naturel : Les ombres sont plus réalistes et s’intègrent mieux aux scènes, en évitant l’effet d’ombres trop nettes ou artificielles.
• Réduction de l’aliasing : Moins de bords irréguliers et d’effets en escalier, ce qui améliore la netteté et la qualité globale de l’image.
• Amélioration de l’immersion : Un éclairage plus naturel améliore l’expérience de jeu en augmentant la profondeur et le réalisme des environnements.

Inconvénients

• Impact sur les performances : L’activation de PCSS entraîne une baisse des FPS (frames per second) pouvant aller de 6 à 15% en fonction du jeu et de la configuration matérielle.
• Non disponible sur tous les jeux : Seuls certains titres offrent une compatibilité avec cette technologie, limitant son adoption à des productions spécifiques.
• Dépendance au GPU : PCSS fonctionne mieux avec des cartes graphiques récentes. Les modèles plus anciens peuvent éprouver des difficultés à gérer le calcul dynamique des ombres en haute qualité.

Impact sur les performances des jeux

Les ombres sont l’un des éléments graphiques les plus gourmands en ressources. Nvidia PCSS, bien qu’optimisé, peut provoquer une perte de fluidité notable selon le jeu et la configuration matérielle. Cette baisse de performances est due aux calculs supplémentaires nécessaires pour analyser en temps réel la relation entre la lumière et les objets du jeu.

Jeu	Impact estimé sur les FPS
Grand Theft Auto V	~10-12% de baisse
Assassin’s Creed Unity	~8-10% de baisse
The Division 2	~6-9% de baisse
Dying Light	~7-10% de baisse

Pour atténuer cette perte de performances, il est conseillé de désactiver PCSS si votre matériel est limité ou d’ajuster d’autres paramètres graphiques pour compenser. Réduire la résolution des ombres ou opter pour une qualité intermédiaire peut permettre un bon compromis entre esthétique et fluidité.

Jeux compatibles avec Nvidia PCSS

De nombreux jeux prennent en charge cette technologie sous différentes appellations (Soft Shadows, Advanced Shadows). Voici une liste non exhaustive de jeux qui offrent cette fonctionnalité :

• Grand Theft Auto V : Utilise PCSS pour affiner les ombres des véhicules et des bâtiments.
• Dying Light : Améliore le réalisme des ombres projetées par les zombies et objets dynamiques.
• Assassin’s Creed Unity, Syndicate, Black Flag : Offre un rendu amélioré des ombres dans les environnements urbains et naturels.
• Far Cry 4 et versions ultérieures : Permet une meilleure intégration des ombres dans les paysages ouverts et détaillés.
• The Division 1 et 2 : Utilisé pour adoucir les ombres en fonction de l’éclairage dynamique du jeu.
• Watch Dogs 2 : Aide à donner un effet plus naturel aux ombres projetées par les bâtiments et véhicules.
• The Crew : Permet un rendu plus fluide des ombres des voitures et des éléments de décor en mouvement.

Comparaison avec d’autres technologies Nvidia

Nvidia HFTS (Hybrid Frustum Traced Shadows)

HFTS est une amélioration de PCSS qui combine ombres douces et gestion plus précise des sources lumineuses. Contrairement à PCSS, qui ajuste uniquement la diffusion des ombres en fonction de la distance, HFTS utilise un traçage avancé pour affiner les bords des ombres et réduire encore plus l’aliasing.

Cependant, cette technologie est plus gourmande en performances et n’est prise en charge que par des configurations matérielles avancées.

RTX Shadow Tracing

RTX Shadow Tracing est une technologie intégrée dans le ray tracing, qui calcule directement les ombres en fonction des sources lumineuses présentes dans la scène. Elle offre un réalisme inégalé en simulant le comportement réel de la lumière et des ombres, mais elle est extrêmement exigeante en termes de calcul, nécessitant des cartes graphiques RTX de dernière génération.

Technologie	Réalisme des ombres	Impact sur les performances
PCSS	Moyen à élevé	Moyen
HFTS	Élevé	Important
RTX Shadow Tracing	Très élevé	Très important

En résumé

Nvidia PCSS est une technologie efficace pour améliorer le réalisme des ombres dans les jeux vidéo. Bien qu’elle réduise l’aliasing et apporte une meilleure immersion, son impact sur les performances peut être significatif. Les joueurs doivent donc choisir entre qualité graphique et fluidité en fonction de leur matériel.

Pour les configurations les plus récentes, PCSS reste une solution intéressante, tandis que les joueurs exigeants en matière de graphisme pourront se tourner vers des technologies plus avancées comme HFTS ou RTX Shadow Tracing.

Questions fréquentes sur Nvidia PCSS