NVIDIA GeForce GTX 1080 Founders Edition: la nuova top di gamma

Simultaneous Multi-Projection elabora la tecnologia di NVIDIA che gestisce in maniera indipendente porzioni dello schermo al fine di applicare correzioni locali. Particolarmente utile per le configurazioni multi-display e per la VR disegna in maniera indipendente, e conseguentemente accurata, le proporzioni nei monitor laterali, che sono piegati rispetto a quello centrale. Grazie alla tecnologia Multi-Projection introdotta per la prima volta con Maxwell, le GPU NVIDIA possono renderizzare solo specifiche parti della schermata e trascurare quelle che non servono per la VR, come le porzioni laterali inutili per l'effetto delle lenti circolari.

Questo concetto viene portato a un nuovo livello con Pascal, specificamente per mezzo dell'introduzione dell'hardware unit Simultaneous Multi-Projection, e usata dal PolyMorph Engine alla fine della pipeline incaricata delle elaborazioni sulla geometria e subito prima della rasterizzazione. Questa unità riesce a generare molteplici proiezioni di un singolo flusso di oggetti geometrici. Partendo da un centro di proiezione, quindi, questo motore può elaborare un massimo di 16 differenti proiezioni, che possono essere gestite liberamente in termini di inclinazione e rotazione intorno ad un'asse. Dato che alla base delle diverse proiezioni c'è sempre la medesima primitiva, la GPU può riutilizzare il lavoro già svolto per le varie inclinazioni senza ulteriore sforzi di elaborazione.

Questa tecnologia è molto importante in quei casi in cui lo scenario di gioco richiede una moltitudine di elaborazioni legate alla geometria, come quelli in presenza di massiccia tassellatura. In questi scenari rieseguire la pipeline delle geometrie per ogni proiezione comporterebbe un consumo di risorse eccessivo che danneggerebbe in maniera sensibile le prestazioni.

Durante l'evento di presentazione di Pascal, NVIDIA ha mostrato come questa tecnologia sia particolarmente congeniale in presenza di configurazioni di display surround. A partire da un centro di proiezione, l'SMP Engine è in grado di renderizzare le geometrie con proiezioni diverse per ciascuno dei tre schermi alla base della configurazione multi-monitor. Pascal permette all'utente di scegliere l'angolo di inclinazione degli schermi, renderizzando consequenzialmente le geometrie con le prospettive corrette e con un maggiore campo visuale (FOV).

Come detto, le applicazioni di Multi-Projection sono figlie dell'implementazione di Multi-Resolution già presente in Maxwell. La precedente architettura di NVIDIA era in grado di ruotare una proiezione di 90 gradi o, a partire da una direzione di proiezione, scalare proporziaonmente la risoluzione nelle varie porzioni in cui era suddivisa la schermata. Con la nuova SMP di Pascal, invece, la GPU ha più libertà nell'inclinare le geometrie e nella loro rotazione, il che si sposa molto bene con gli scenari d'uso di tre display come abbiamo appena visto.

Il nuovo Simultaneous Multi-Projection Engine, a detta di NVIDIA, è particolarmente funzionale in caso delle cosiddette configurazioni Perspective Surround. Gli utenti, in questi casi, possono tenere perfettamente allineati sulla scrivania i tre monitor, ma questo richiede molto spazio e riduce il coinvolgimento. Inclinando leggermente, invece, i monitor laterali, si crea una corrispondenza non appropriata tra inclinazione del monitor laterale e inclinazione della parte di schermata di gioco associata al monitor laterale. Con un sistema di rendering tradizionale, in questi casi la GPU è chiamata a renderizzare individualmente le tre schermate a questo punto necessarie, il che triplica il rendering da effettuare, il lavoro dei driver, quello del motore grafico del gioco e naturalmente anche il lavoro della GPU nella creazione delle geometrie.

Pascal, grazie a SMP, renderizza il tutto una sola volta, essendo in grado di determinare le tre proiezioni sulla base della primitiva di riferimento. Questo principio si sposa in maniera ancora più importante con la VR, visto che in queste condizioni sono necessarie due proiezioni, una per occhio. Normalmente, la GPU va a renderizzare due immagini, il che richiede ovviamente il doppio del lavoro di elaborazione. Con SMP Engine di Pascal, invece, si possono renderizzare le due proiezioni in un unico passaggio di rendering sfruttando la capacità della GPU di gestire contemporaneamente due centri di proiezione. NVIDIA definisce questa capacità Single Pass Stereo.

La SMP hardware unit è infatti in grado di ruotare i vertici che si trovano nelle zone laterali della schermata in accordo alle esigenze della grafica in realtà virtuale. In questo modo il rendering delle geometrie della scena, il lavoro dei driver e del sistema operativo, oltre che quello fatto all'interno della pipeline di rendering, viene fatto una volta anziché due.

Altra funzione che poi sfrutta il motore di Simultaneous Multi-Projection analizzato nelle pagine precedenti è Lens Matched Shading. Quest'ultima tecnica sfrutta SMP Engine per suddividere la schermata in quattro quadranti e applicare a ogni quadrante uno specifico piano di proiezione. Questo consente di distorcere in maniera indipendente tra di loro le geometrie presenti nei vari quadranti, il che si rivela particolarmente utile per le applicazioni di realtà virtuale. A causa della distorsione praticata dalle lenti dei visori VR, infatti, renderizzare le immagini al pieno livello di dettaglio in tutte le loro parti potrebbe essere inutile. Con l'algoritmo di shading ottimizzato per le lenti, sostiene NVIDIA, la qualità viene ridimensionata per ogni pixel in funzione di ciò che effettivamente vede l'utente. Lo schema seguente, infatti, mostra in blu i pixel che tradizionalmente vengono visualizzati a una qualità troppo alta rispetto a ciò che serve, mentre in grigio abbiamo la corrispondenza effettivamente necessaria.