RPCS3是Sony PlayStation 3的模擬器,相容性還不是很完備,但也能順利執行不少遊戲

RPCS3加入升頻功能,PS3遊戲也能以10K畫質呈現

RPCS3是Sony PlayStation 3的模擬器,能夠讓玩家在電腦上執行PlayStation 3遊戲,雖然目前的相容性還不是很完備,但也能順利執行不少遊戲。在最近的更新中,RPCS3加入了升頻功能,讓模擬器能以高於原始解析度的設定繪製更為細緻的遊戲畫面,最高甚至可以調整為10K解析度。

模擬器畫質超越實機

RPCS3開發團隊日前在官方部落格宣布,RPCS3加入了具有升頻功能的高畫質渲染(High Resolution Rendering)模式,讓模擬器能夠繪製超越PlayStation 3原生解析度的圖像,讓遊戲畫面更加細緻。

另一方面,RPCS3也在更新加入非等向性過濾(Anisotropic Filtering,簡稱AF)功能,能夠大幅提升貼圖材質的清晰度,尤其在遠距離或有視角差的物件,效果更是明顯。

在這次更新中,RPCS3最高能將畫質調整至相當於10240 x 5760的10K解析度,搭配16x AF,雖然開發團隊提到目前應該沒有太多硬體能負荷這麼高畫質的需求,但是模擬器本來就是為未來做準備的工具,相信往後的硬體就能輕騎過關。

RPCS3開發團隊也提供了720p(PlayStation 3原生解析度)與4K加上16x AF的畫質比對影片,從影片中能夠清楚看到,畫面中的細節變的更加清晰,可見升頻功能的效果十分顯著。

對效能衝擊反而不大

雖然在電腦上以4K解析度執行大作遊戲,對硬體配備的需求相當高,但是在RPCS3的情況卻有所不同,RPCS3對處理器的需求遠高於顯示卡,所以會造成處理器在滿載的情況運作,而圖型處理器卻還有餘裕,即便將解析度上調至4K,效能的瓶頸仍然卡在處理器。

開發團隊也提到,如果玩家的顯示卡支援Vulkan API,那麼升頻至4K解析度大概也不會有什麼問題,畢竟PlayStation 3是2006年推出的主機,其原始畫質就停留在那個年代。

RPCS3: Introducing High Resolution Rendering of PS3 Games (up to 10K)

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PS3模擬器重大突破,深入瞭解如何透過非同步繪製解決畫面卡頓問題

RPCS3是目前最成熟的Sony PlaySataion 3模擬器之一,已經可以在電腦上正常執行許多套裝遊戲,在先前的更新中也加入升頻功能,能讓遊戲在高於原本的畫質設定下執行。在近期更新中,更是透過非同步繪製的方式來降低畫面發生停頓狀況的頻率,以及加入了玩家帳號管理等功能。

遊戲過程不再卡卡

有使用過RPCS3模擬器的玩家,應該都會在開啟遊戲時等待漫長的系統啟動,並在過程中遇到不正常卡頓的狀況,明明在大多數的時間FPS都可以流暢跑到60幀,為什麼偶爾就會發生明顯的卡頓感?這就要從RPCS3的繪圖方式來說明。

在2017年的時候,開發者為了要提升程式效能,於是移除了大量佔用處理器資源的頂點預處理(Vertex Preprocessing)步驟,雖然能大幅增進效能(在某些情況增益甚至高達10倍),但這種方式會增加頂點著色器(Vertex Shader)的資料量,並增加從記憶體區塊讀取頂點資料的複雜性,會造成顯示驅動程式需要花很常的時間連接至程式,執行過程也需要透過位元轉移(Bitshift)與資料遮罩(Masking)等方式來解碼頂點資料。

雖然程式執行的速度很快,但是連接步驟則非常緩慢,即便可以透過繪圖快取(Shader Cache)來降低延遲,但是當玩家到達新場景的時候,就很容易遇到需要的資料不在快取之中,而造成卡頓的狀況。為了要避免這個問題,RPCS3就會預先將所有的資料預先處理備用,而其副作用就是開啟遊戲時需花很長的時間預備資料。

解決之路困難重重

在解決這個問題的過程中,開發人員遇到了許多困難,首先PlaySataion 3的RSX繪圖處理器,並非採用現在主流的統一繪圖架構(Unified Shader),而是具有獨立的頂點與像素管線,彼此具有各自的指令集架構,這些龐大且複雜的程式將會讓執行檔的程式碼相當混雜。

另一個大挑戰是,位元組碼(Bytecode)本身並不包含程式運作所需的全部資訊,需要在傳送繪圖需求的過程中透過暫存器進行設定。舉例來說,TEX指令並不會區分貼圖是1D、2D、3D、立方體等種類與它們的陰影變數,這代表模擬器需要在資料進入暫存器之後才能知道其種類,所以這類資料就無法在遊戲執行之前預先準備。

解決之道:非同步繪製

如果你有看過RPCS3的程式生產管線,就會發現程式反組譯器被拆分為程式與反組譯執行緒等2大分類,這是因為RPCS3一開始就採用非同步反組譯,雖然執行準確度與效率都無法與同步反組譯相比,但其最終目標就是能讓解碼與重新編譯分開進行。

在實現這個目標之前,解碼器需要非常有效率與降低處理器負擔,否則反組譯著色器就會造成劃面閃爍或錯誤,於是開發者需要花更多心力去清理反組譯器,以最小化產生的著色器數量。

一旦頂點程式分析器能將大多數遊戲產生的著色器數量降低到1,000以下時,就能從主要繪圖流程中,將反組譯、重新編譯、連接等步驟分離。這個方式對原本就支援多執行緒的Vulkan來說不會太難,但是對OpenGL來說要處理執行緒先後順序就有點難度。

這種處理手法原本預期會產生嚴重的圖型錯誤,但實際上程式只需幾秒鐘的時間就能正確編譯,所以不需近似著色器或直譯器(Interpreter)的幫助,也能應用在模擬器上。

這功能對玩家來說是個非常好的消息,因為與其在遊戲開始前要等待1分鐘左右的「黑畫面」,大多數玩家寧可圖像在1、2秒之間短暫出錯,來降低整體等待時間。

其它改進也值得一提

RPCS3近期除了透過非同步繪製來改提升戲體驗外,也在更新中改善了頂點程式反組譯器(Vertex Program Decompiler)與分析器,能進一步簡化著色器,並降低整體產生的著色器數量。這個改進除了解除許多效能瓶頸之外,也解決了許多如長時間停在相同畫面會造成當機,或是大量著色器快取導致畫面閃爍等間接產生的問題,也讓《音速小子 世界大冒險》(Sonic Unleashed)、《全面抵抗2、3》(Resistance 2、3)、《拉捷特與克拉克 Future 2》(Ratchet & Clank Future:A Crack in Time)等遊戲能夠正常執行。

RPCS3先前雖然已經支援遊戲存檔與獎盃功能,但是模擬系統只具有「00000001」這個單一使用者ID,在近期更新中則加入了使用者管理功能,讓玩家可以在模擬系統中建立多重使用者ID,並自由切換使用者,不但方便管理不同玩家的存檔與獎盃,也能讓《泰拉瑞亞》(Terraria)這類單機多人遊戲的玩家可以同時登入帳號。

到目前為止RPCS3已經可以執行約75%的PlaySataion 3遊戲,共有高於3成的遊戲列為可正常遊玩,約4成為可進入遊戲(但可能有效能或圖像問題),整體而言已經算是不錯的成果,但仍然有相當多的努力空間。如果讀者想以實際行動對開發團對表示支持的話,不妨透過Patreon募資平台進行小額捐款。

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前端時間RPCS3開發者就找我商談vulkan的問題cant,問題是ARM給Mali支援就是二二六六的eyesight,你找我也沒辦法啊shock

我要成為幸運的一般會社員