Utiliser le HDR et le matériel d'affichage de la XBOX Series X|S

Cette rubrique décrit comment le matériel d’affichage de la XBOX Series X|S offre des occasions d’améliorer la qualité visuelle et les performances GPU d’un jeu vidéo. Découvrez comment économiser du temps de traitement GPU et de la mémoire en :

Déléguant une partie du traitement HDR (High Dynamic Range) au matériel d’affichage.
Tirant parti des possibilités de fréquence d’images offertes par les écrans de 120 hertz (Hz).
Utilisant des fonctionnalités comme Dolby Vision et Auto HDR.

Ces informations étaient à jour en avril 2022. Plusieurs fonctionnalités pourraient avoir changé ou avoir été mises à jour depuis.

La XBOX comporte de nombreux composants matériels, dont le CPU et le GPU. Toutefois, comme le matériel d’affichage est nouveau dans la XBOX Series X|S, il est souvent négligé. Il s’agit d’un bloc matériel distinct dans la console. Le pilote d’affichage contrôle et programme le matériel d’affichage. Celui-ci est chargé de traiter l’image finale rendue par le jeu et de la transformer en données transmises par le câble HDMI vers un écran. Le matériel d’affichage de la XBOX Series X|S comporte des parties programmables, par exemple des tables de correspondance (LUT) 1D et 3D et des opérations mathématiques comme la mise à l’échelle, les multiplications de matrices et les interpolations. Il est ainsi beaucoup plus apte à afficher les détails d’une image que le matériel d’affichage de la XBOX One. Utilisez cette programmabilité pour des options avancées, comme l’implémentation d’Auto HDR dans le matériel d’affichage.

Déléguer le travail du GPU au matériel d’affichage

Cette section décrit comment déplacer une partie du traitement du GPU vers le matériel d’affichage.

Rendu de scènes HDR

La plupart des jeux effectuent le rendu des valeurs HDR dans leurs tampons d’arrière-plan intermédiaires en utilisant des formats de cible de rendu de haute précision. Certains jeux PC utilisent des formats de 64 bits par pixel (bpp) ou de 128 bpp. Sur les consoles, lors du rendu de scènes HDR, nous vous recommandons de réduire au minimum l’utilisation de cibles de rendu de 64 bpp et de 128 bpp. Nous vous recommandons plutôt d’utiliser 32 bpp ou moins, pour les raisons suivantes.

Vous obtiendrez une exportation des couleurs à double débit avec le render backend plus (RB+) lorsque le mélange alpha est désactivé.
Moins de pression sur la mémoire, la bande passante et le cache.
C’est particulièrement important sur XBOX Series S.

Une autre optimisation consiste à remplacer le populaire format de cible de rendu R11G11B10 par R9G9B9E5_SHAREDEXP. Il présente les avantages suivants.

Une précision des couleurs supérieure, sauf pour les bleus très lumineux
Des lectures, des écritures et des mélanges à plein débit

Pour un exemple de R9G9B9E5_SHAREDEXP, consultez l’exemple HDRPrecision dans les exemples pour console du Microsoft Game Development Kit (GDK). Cet exemple alterne entre divers formats, soit pour le format de cible de rendu, soit pour le format de chaîne d’échange. Il montre les avantages en matière de performances GPU et de précision des couleurs lorsque diverses combinaisons de formats de cible de rendu sont utilisées. Figure 1. Visualisation exagérée des effets de bande sur des valeurs linéaires.

Visualisation exagérée des effets de bande sur des valeurs linéaires

La figure 1 compare la précision des couleurs de R11G11B10 à celle de R9G9B9E5, telle qu’elle apparaît dans une capture PIX. L’image R11G11B10 du haut présente des artefacts d’effet de bande. L’image R9G9B9E5 en dessous n’en présente pas, ce qui indique que le format R9G9B9E5 offre une meilleure précision des couleurs que le format R11G11B10.

Tampons de chaîne d’échange

L’une des normes HDR prises en charge sur XBOX est HDR10. Elle exige que les consoles envoient les images aux écrans HDR10 en utilisant l’espace colorimétrique Rec.2020 et la courbe gamma ST.2084. Le matériel d’affichage peut effectuer des conversions de couleurs et appliquer des courbes gamma, ce qui améliore les performances. Pour les conversions d’espace colorimétrique, il existe deux options.

Effectuer la conversion sur le GPU
Effectuer la conversion sur le matériel d’affichage.

Conversions d’espace colorimétrique : Option 1

Les titres peuvent utiliser le calcul GPU pour effectuer les conversions d’espace colorimétrique dans une passe de rendu de post-traitement. Figure 2. Conversions d’espace colorimétrique au moyen du calcul GPU.

Conversions d'espace colorimétrique au moyen du calcul GPU

La figure 2 montre la séquence de conversion d’espace colorimétrique au moyen du calcul GPU.

Le titre effectue le rendu de la scène en Rec.709.
Le nuanceur convertit Rec.709 en Rec.2020 sur le GPU.
Les valeurs de couleur de la chaîne d’échange sont en Rec.2020.
Le matériel d’affichage transmet les valeurs à l’écran.

Dans cette séquence, vous devez utiliser l’indicateur Present DXGI_COLOR_SPACE_RGB_FULL_*_NONE_P2020. Il indique au pilote que votre chaîne d’échange contient des valeurs dans l’espace colorimétrique Rec.2020.

Conversions d’espace colorimétrique : Option 2

La conversion d’espace colorimétrique peut aussi être effectuée par le matériel d’affichage.

Les valeurs de la chaîne d’échange sont en Rec.709 ou en P3-D65.
Present utilise l’un des indicateurs suivants.
- DXGI_COLOR_SPACE_RGB_FULL_*_NONE_P709.
- DXGI_COLOR_SPACE_RGB_FULL_*_NONE_D65P3.

Figure 3. Conversions d’espace colorimétrique au moyen du matériel d’affichage.

La figure 3 montre la séquence de conversion d’espace colorimétrique au moyen du matériel d’affichage de la console. Elle évite d’utiliser le GPU.

Le titre effectue le rendu de la scène en Rec.709 ou en P3-D65.
Aucun traitement n’est effectué sur le GPU. La chaîne d’échange contient des valeurs dans l’espace colorimétrique Rec.709 ou P3-D65.
Le matériel d’affichage convertit l’espace colorimétrique vers l’espace Rec.2020 requis par l’écran.
Present utilise l’un des indicateurs suivants.

DXGI_COLOR_SPACE_RGB_FULL_*_NONE_P709
DXGI_COLOR_SPACE_RGB_FULL_*_NONE_D65P3

En plus d’un avantage sur le plan des performances, cette option offre aussi une précision des couleurs supérieure à celle des conversions GPU. Les bits sont pleinement utilisés et ne sont pas gaspillés pour des valeurs hors de l’espace colorimétrique de travail.

Exemple : Rendu d’une pomme rouge en Rec.709

Figure 4. Exemple : Rendu d’une pomme rouge en Rec.709.

La figure 4 montre l’exemple d’une pomme rouge qui utilise un tampon d’échange. Dans l’espace colorimétrique Rec.709, le rouge le plus rouge est représenté par les valeurs (1.0, 0.0, 0.0). Le jeu n’effectue jamais le rendu d’un rouge plus rouge que celui-ci. La figure 4 représente les 10 bits du canal rouge dans le tampon d’échange. Les 10 bits sont tous utilisés pour Rec.709. Le même rouge peut aussi être représenté dans l’espace colorimétrique Rec.2020, plus vaste, à l’aide des valeurs (0.63, 0.007, 0.016). Notez que les valeurs numériques diffèrent des valeurs Rec.709, mais que la couleur est la même. Seul l’espace colorimétrique est différent. La rangée du haut de la figure 4 montre une chaîne d’échange Rec.709. La rangée du bas montre une chaîne d’échange Rec.2020. Notez que le rouge le plus rouge du jeu se trouve maintenant dans la chaîne d’échange Rec.2020. Autrement dit, les 10 bits de la chaîne d’échange ne sont pas tous utilisés pour le rouge le plus rouge dont le jeu effectue le rendu. Certains bits servent à représenter des valeurs de rouge plus rouges que le rouge le plus rouge que le jeu peut rendre. Par conséquent, des bits sont gaspillés. De nombreuses combinaisons de formats de chaîne d’échange et d’espaces colorimétriques sont disponibles. Figure 5. Chaîne d’échange R9G9B9E5 avec Rec.2020 linéaire et Rec.709 linéaire.

Chaîne d'échange R9G9B9E5 avec Rec.2020 linéaire et Rec.709 linéaire

La figure 5 montre deux combinaisons de couleurs. L’image de gauche utilise Rec.2020 linéaire et présente des artefacts d’effet de bande dans les valeurs de bleu. L’image de droite utilise Rec.709. Elle ne présente aucun artefact d’effet de bande dans le bleu par rapport à l’image de gauche. Nous vous recommandons de ne pas utiliser une chaîne d’échange R9G9B9E5 avec Rec.2020 linéaire.

Options de traitement de la courbe gamma

Deux options de traitement de la courbe gamma sont disponibles.

Traiter la courbe gamma sur le GPU
Traiter la courbe gamma sur le matériel d’affichage

Traitement de la courbe gamma : Option 1

Figure 6. Traitement de la courbe gamma au moyen du calcul GPU.

La figure 6 montre la séquence de traitement des courbes gamma au moyen du GPU.

Le titre effectue le rendu de valeurs linéaires.
Le titre convertit les valeurs linéaires en valeurs gamma ST.2084 au moyen du nuanceur.
Le tampon de la chaîne d’échange contient maintenant des valeurs normalisées non linéaires avec la courbe gamma ST.2084.
Le matériel d’affichage ne fait rien, car l’écran utilise les valeurs ST.2084.
Utilisez le format de cible de rendu R10G10B10A2_UNORM ou le format de cible de rendu R9G9B9E5_SHAREDEXP pour traiter les courbes gamma.
Present utilise l’indicateur DXGI_COLOR_SPACE_RGB_FULL_G2084_NONE_*.

L’indicateur Present inclut G2084. Cela indique au pilote d’affichage matériel que la chaîne d’échange contient des valeurs auxquelles la courbe gamma ST.2084 a déjà été appliquée. Le titre effectue le traitement sur le GPU. Le matériel d’affichage achemine les données.

Traitement de la courbe gamma : Option 2

Figure 7. Traitement de la courbe gamma au moyen du matériel d’affichage.

La figure 7 montre la séquence de traitement des courbes gamma au moyen du matériel d’affichage.

Le titre effectue le rendu de valeurs linéaires.
Les valeurs de la chaîne d’échange sont normalisées linéairement, 1.0 représentant 10 000 nits.
Vous devez utiliser le format de cible de rendu R9G9B9E5_SHAREDEXP.
Present utilise l’indicateur DXGI_COLOR_SPACE_RGB_FULL_G10_NONE_*.

Le traitement est effectué par le matériel d’affichage, et non par le titre sur le GPU. L’indicateur Present inclut la valeur G10, une abréviation de gamma 1.0. Cela indique au pilote d’affichage matériel que la chaîne d’échange contient des valeurs linéaires et que la courbe gamma ST.2084 doit encore être appliquée.

Solution d’image recommandée

De nombreuses combinaisons de formats impliquant des conversions de couleurs sont disponibles. La recommandation suivante vous donne des images lumineuses et colorées de haute précision avec un traitement GPU réduit. Figure 8. Le titre effectue le rendu en Rec.709.

Dans la figure 8, le titre effectue le rendu de sa scène en Rec.709. Figure 9. Expansion de la gamme de couleurs de Rec.709 à P3-D65.

La figure 9 montre l’expansion de la gamme de couleurs de Rec.709 vers l’espace colorimétrique P3-D65, plus vaste. Cela garantit une image plus colorée. Comme les instructions du nuanceur sont faciles à implémenter, nous vous recommandons de les combiner dans un nuanceur existant plutôt que d’utiliser un nuanceur distinct. Un exemple de code est fourni à la fin de cette section. Figure 10. Valeurs du tampon d’échange.

La figure 10 montre que la chaîne d’échange contient maintenant des valeurs de couleur linéaires dans l’espace colorimétrique P3-D65. Vous devez utiliser le format R9G9B9E5 et spécifier G10 avec l’indicateur Present D65P3. Figure 11. Conversion des couleurs et courbe gamma par le matériel d’affichage.

Conversion des couleurs et courbe gamma par le matériel d'affichage

La figure 11 montre le matériel d’affichage qui convertit l’espace colorimétrique de P3 à Rec.2020 et de P3 linéaire à ST.2084. La plupart des écrans HDR affichent presque la totalité de l’espace colorimétrique P3. Celui-ci est beaucoup plus vaste que l’espace colorimétrique Rec.709. Toutefois, de nombreux développeurs effectuent le mastering de leurs titres en Rec.709, et les couleurs de l’écran ne sont pas pleinement exploitées.

Expansion de la gamme de couleurs

L’expansion de la gamme de couleurs est un processus souvent négligé. Pourtant, elle est peu coûteuse, facile à implémenter et améliore les graphismes de votre titre. Figure 12. Exemples d’images. Exemples d'images

Dans la figure 12, l’image de gauche montre un feu de circulation. Le feu rouge est lumineux, mais il est d’un orange diffus plutôt que rouge. Les deux images suivantes simulent la différence entre Rec.709 et un espace colorimétrique plus large. L’image Rec.709 au centre montre un ciel bleu, mais désaturé. Dans l’image de droite, l’espace colorimétrique P3, plus vaste, affiche toujours un ciel bleu, mais il conserve la couleur bleue. Cette comparaison illustre comment un espace colorimétrique plus vaste peut mieux conserver la saturation des couleurs. C’est parce que le volume colorimétrique de Rec.709 est petit. Le volume diminue à mesure que les couleurs deviennent plus lumineuses. Cela entraîne des couleurs lumineuses désaturées. Figure 13. Volume colorimétrique et saturation.

La figure 13 montre que lorsque le volume colorimétrique est plus petit, les valeurs de couleurs lumineuses deviennent désaturées. Avec Rec.709, les couleurs ne peuvent pas être à la fois lumineuses et colorées. De plus, les couleurs peuvent être soit lumineuses et désaturées, soit colorées mais ternes. Le code de conversion de Rec.709 en P3 est simple. Il s’agit d’une manipulation de matrice et d’une interpolation linéaire. Le code suivant est tiré de l’exemple SimpleHDR.

// The following is a color rotation matrix from Rec.709 into P3-D65.
static const float3x3 from709toP3_D65 =
{
    {0.822461969f, 0.1775380f, 0.0000000f},
    {0.033194199f, 0.9668058f, 0.0000000f},
    {0.017082631f, 0.0723974f, 0.9105199f}
};

// The following code is the original Rec.709 color but rotated into the P3 color space.
float3 Rec709 = mul(from709toP3_D65, hdrSceneValue.rgb);

// Treat the color as if it were originally mastered in the P3 color space.
float3 P3 = hdrSceneValue.rgb;

// Interpolate between Rec.709 and P3, but do so only for bright HDR values. The overall look of the image must remain the same.
float lum = max(max(hdrSceneValue.r, hdrSceneValue.g), hdrSceneValue.b);
float start = 1.0f;     // This is an HDR scene value where Rec.709 is still used.
float stop = 5.0f;      // This is an HDR scene value where full P3 is used.
float lerp = saturate((lum - start) / (stop - start));
float3 expandedColorInP3 = ((1.0f - lerp) * Rec709) + (lerp * P3);

Ce code étend l’espace colorimétrique. La majeure partie de l’image reste dans l’espace colorimétrique Rec.709, mais les couleurs lumineuses sont étendues. Cela réduit la désaturation des couleurs. Par exemple, les couleurs naturelles comme les tons de peau ne changent pas. À mesure que les couleurs deviennent plus lumineuses, elles utilisent des valeurs de couleur de l’espace colorimétrique P3. La scène conserve sa saturation des couleurs au lieu de se désaturer.

Mappage tonal automatique SDR (Standard Dynamic Range)

Le mappage tonal automatique SDR (Standard Dynamic Range) est une autre technique qui présente des avantages lorsque vous déplacez le travail du GPU vers le matériel d’affichage. Le mappage tonal automatique SDR est un processus dans lequel un titre fournit une image HDR, puis le système XBOX crée automatiquement une image SDR à partir de celle-ci. Les images SDR sont utilisées dans des situations en temps réel comme Game DVR, la diffusion et la diffusion en continu. Le mappage tonal automatique SDR présente les avantages suivants.

Gains de performances GPU en déplaçant le travail vers le matériel d’affichage
Réduction de la mémoire et de la bande passante
Simplification du code du titre

Utilisez ces gains de performances lorsque vous travaillez avec des écrans de 120 Hz ou avec la XBOX Series S. Pour plus d’informations, consultez l’exemple HDRAutoToneMapping. Les deux options pour produire des images SDR en temps réel pour Game DVR, la diffusion et la diffusion en continu sont les suivantes.

Le titre effectue le rendu de l’image SDR dans une deuxième chaîne d’échange, en utilisant le traitement GPU et de la mémoire supplémentaire.
Le titre n’effectue pas le rendu d’une deuxième chaîne d’échange. Le matériel d’affichage de la XBOX Series X|S génère plutôt l’image sans aucun coût en performances GPU ni en utilisation de la mémoire.

Économiser du temps et de la mémoire grâce au matériel d’affichage

Si votre titre effectue le rendu en 4K et que vous utilisez la triple mise en mémoire tampon, allouez 96 Mo de mémoire supplémentaire à la deuxième chaîne d’échange pour le rendu de votre image SDR à mappage tonal. Toutefois, si le matériel d’affichage effectue le traitement, aucune allocation de mémoire n’est requise. Avec le GPU, les économies dépendent de la façon dont le titre traite son mappeur tonal et son étalonnage des couleurs. Le coût du mappeur tonal est économisé s’il est limité par l’unité arithmétique et logique (ALU). Si le mappeur tonal est limité par la bande passante, vous pouvez utiliser une LUT 3D. Vous économisez ainsi :

120 microsecondes sur XBOX Series X en 4K.
120 microsecondes sur XBOX Series S en 1440p.

120 microsecondes peuvent sembler peu, mais si vous effectuez le rendu à 120 FPS, c’est une économie de temps précieuse. Les développeurs consacrent beaucoup de temps à optimiser les performances en économisant des dizaines de microsecondes. Le traitement par le matériel d’affichage aide à optimiser les performances.

Plans d’affichage

Le traitement des plans d’affichage par le matériel d’affichage, plutôt que par le GPU, entraîne des gains de performances supplémentaires. Avec le matériel d’affichage, vous pouvez utiliser diverses fréquences d’actualisation, divers espaces colorimétriques et diverses résolutions pour chaque plan d’affichage. Par exemple, vous pouvez effectuer le rendu de l’interface utilisateur en 4K et la mettre à jour à 30 Hz, alors que la scène est rendue en 1440p et mise à jour à 60 Hz. Le matériel d’affichage met ensuite à l’échelle les éléments de l’interface utilisateur et les compose sur l’image finale du titre. Figure 14. Composition de plans par le matériel d’affichage.

Composition de plans par le matériel d'affichage

La figure 14 montre le matériel d’affichage qui compose deux plans différents. L’adoption de la composition sur XBOX One a été faible pour les raisons suivantes :

Elle s’effectue dans un espace gamma non linéaire.
Elle ne peut pas être utilisée avec le HDR.

Sur XBOX Series X|S, la composition :

S’effectue dans un espace gamma linéaire.
Peut être utilisée avec le HDR si vous utilisez le mappage tonal automatique.

120 Hz et 60 FPS+

Le plus grand avantage d’un écran de 120 Hz pourrait être de permettre aux joueurs de jouer à des jeux à 120 FPS. Toutefois, un écran de 120 Hz peut aussi être utilisé avec d’autres fréquences d’images.

Bande passante HDMI

Des résolutions plus élevées, des fréquences d’actualisation plus élevées et le HDR exigent une bande passante HDMI plus élevée. Une bande passante plus élevée impose des restrictions sur ce que la console peut envoyer à l’écran. Les spécifications HDMI définissent la bande passante maximale qui peut être transmise entre des appareils HDMI.

HDMI 2.1

48 Gbit/s constituent une bande passante suffisante pour envoyer du 4K HDR et du 120 Hz en même temps.
Certains écrans prennent en charge HDMI 2.1 sur un seul port et HDMI 2.0 sur les autres ports.

HDMI 2.0

18 Gbit/s ne constituent pas une bande passante suffisante pour envoyer du 4K HDR et du 120 Hz en même temps.
Les paramètres d’affichage de la console disponibles sont 1080p à 120 Hz ou 1440p à 120 Hz.

Dans les cas où l’écran ne peut pas traiter le 4K HDR et le 120 Hz en même temps, spécifiez une préférence de mode dans l’API. Par exemple, privilégier une fréquence d’actualisation de 120 Hz pour le mode multijoueur et le HDR pour le mode solo. C’est ce que montre l’exemple de code suivant.

auto preference = (GameMode == MultiPlayer) ?
                      XDisplayHdrModePreference::PreferRefreshRate :
                      XDisplayHdrModePreference::PreferHdr;
auto result = XDisplayTryEnableHdrMode(preference, nullptr);
bIsDisplayInHDRMode = (result == XDisplayHdrModeResult::Enabled);

Vous pouvez changer de mode de préférence pendant le rendu de votre jeu. Lorsque vous changez de mode à l’exécution, vous devez appeler les API suivantes dans le bon ordre.

XDisplayTryEnableHdrMode
GetDisplayModeListX
SetFrameIntervalX
ScheduleFrameEventX

Pour plus d’informations, consultez l’exemple Simple120Hz. Nous vous recommandons de développer ou de tester votre jeu en fonction de la complexité de HDMI 2.0. Si votre écran prend en charge HDMI 2.1, utilisez XBOX Manager ou xbconfig pour émuler les limites de bande passante de HDMI 2.0. Figure 15. Émulation de la limite de bande passante HDMI 2.0 dans XBOX Manager.

Émulation de la limite de bande passante HDMI 2.0 dans XBOX Manager

La figure 15 montre les paramètres d’affichage dans XBOX Manager. Pour tester la complexité de HDMI 2.0, changez le paramètre Display connection de Auto à HDMI2. Assurez-vous de rétablir le paramètre à Auto lorsque vos tests sont terminés.

Mode 60FPS Plus

Un écran de 120 Hz vous permet de faire plus que du rendu à 120 FPS. Il existe maintenant un mode 60FPS Plus (60FPS+). Dans ce mode, le titre effectue le rendu avec la VSync verrouillée à 60 Hz. Toutefois, il peut s’exécuter sans verrouillage à des fréquences d’images supérieures à 60 FPS (par exemple, à 90 FPS) sans déchirement d’écran ni saccades d’images. Ce mode exige que l’écran prenne en charge le 120 Hz et la fréquence d’actualisation variable (VRR). Sinon, le titre se synchronise automatiquement à 60 Hz. La VRR est utilisée pour afficher les images de manière fluide. N’utilisez pas le mode 60 FPS+ si la cible est de 120 FPS. Utilisez plutôt D3D12XBOX_FRAME_INTERVAL_120_HZ sans l’indicateur de mode 60FPS+. C’est ce que montre l’exemple de code suivant.

typedef enum D3D12XBOX_FRAME_INTERVAL_FLAGS
{
    D3D12XBOX_FRAME_INTERVAL_FLAG_NONE = 0x0,
    D3D12XBOX_FRAME_INTERVAL_FLAG_60FPS_PLUS = 0x1,
} D3D12XBOX_FRAME_INTERVAL_FLAGS;

Pour plus d’informations, consultez les exemples Simple120Hz et Responsiveness.

Modes de rendu 24 Hz et 40 Hz

Voici une description des modes de rendu 24 FPS et 40 FPS avec des écrans de 120 Hz. 24 Hz

Le système présente cinq images à 120 Hz.
Ces images sont utiles pour les cinématiques en temps réel.
Le 24 FPS offre 8,33 ms de temps GPU supplémentaire par rapport au 30 FPS. Ce temps peut servir à améliorer la qualité visuelle.

40 Hz

Le système présente trois images à 120 Hz.
Si le titre ne peut pas atteindre 60 FPS, le 40 FPS constitue une bonne option.
Le 40 FPS offre 8,33 ms de temps GPU supplémentaire par rapport au 60 FPS.

Vérifiez la prise en charge de l’écran au moyen de DisplayModeList.

Définition	Microsecondes
#define D3D12XBOX_FRAME_INTERVAL_120_HZ	8 333
#define D3D12XBOX_FRAME_INTERVAL_60_HZ	16 667
#define D3D12XBOX_FRAME_INTERVAL_40_HZ	25 000
#define D3D12XBOX_FRAME_INTERVAL_30_HZ	33 333
#define D3D12XBOX_FRAME_INTERVAL_24_HZ	41 667

Suspension/reprise

Un joueur peut suspendre votre titre à tout moment pour passer à un autre jeu ou à une autre application, ou pour faire quelque chose dans l’Accueil XBOX, comme configurer les paramètres de la console. Les conditions suivantes peuvent provoquer un changement des modes d’affichage pendant que votre jeu est en mode suspendu ou restreint.

Les paramètres de la console passent de 60 Hz à 120 Hz ou l’inverse
Le HDR est activé ou désactivé dans les paramètres de la console
L’écran est changé
Un câble HDMI est changé
Un récepteur audio/vidéo est ajouté ou retiré

Un jeu doit gérer les états suspendu/repris et restreint/non restreint en utilisant ce qui suit :

RegisterAppStateChangeNotification
RegisterAppConstrainedChangeNotification

Gérez ces cas où des changements de mode d’affichage pourraient survenir. Pour ce faire, implémentez les quatre API de l’exemple de code suivant dans votre code de levée de restriction ou de reprise. L’exemple de code suivant est tiré de l’exemple Simple120Hz.

void Sample::OnUnConstrained()
{
    TryEnableHDR(); // XDisplayTryEnableHdrMode
    RefreshSupportedIntervals(); // GetDisplayModeListX
    UpdateFrameInterval(); // SetFrameIntervalX and ScheduleFrameEventX
}

Ces quatre API liées à l’affichage doivent être appelées dans le bon ordre lors de la reprise du jeu ou de la levée de sa restriction.

Calibrage HDR pour les jeux

L’application de calibrage HDR pour les jeux affiche des mires de test permettant de déterminer la luminance minimale et maximale de mappage tonal de l’écran. Cela permet à un joueur de calibrer la console une seule fois, plutôt que pour chaque jeu. Les valeurs de calibrage sont stockées dans le système, pour chaque console. Ces valeurs sont utilisées dans le nuanceur de mappage d’affichage du titre. Le calibrage HDR pour les jeux est pris en charge sur XBOX One et XBOX Series X|S. Figure 16. Calibrage HDR pour les jeux.

La figure 16 montre le paramètre permettant de lancer l’application de calibrage HDR pour les jeux. Figure 17. Mires de test de calibrage.

La figure 17 montre les trois mires de test de luminance pour le calibrage. Elles sont fondées sur les recommandations du HDR Gaming Interest Group (HGiG). Elles déterminent les détails les plus sombres et les plus lumineux qui peuvent être vus à l’écran. La figure 17 montre où le test de calibrage trouve la valeur à partir de laquelle les détails lumineux commencent à être écrêtés. Pour récupérer les valeurs de calibrage, utilisez l’exemple de code suivant.

XDisplayHdrModeInfo CalibrationDataFromSystem; // Try to switch the display into HDR mode, and then retrieve the calibration data.
auto hdrModeResult = XDisplayTryEnableHdrMode(XDisplayHdrModePreference::PreferHdr,
                            &CalibrationDataFromSystem);
// Games generally determine maximum tone-map luminance from their own calibration screen.
// This is the maximum brightness where details start to clip.
maxTVBrightness = CalibrationDataFromSystem.maxToneMapLuminance;

Valeurs de calibrage : Option 1

N’implémentez pas vos propres écrans de calibrage. Utilisez les valeurs de l’API.

N’implémentez pas d’écran de calibrage dans le titre.
Utilisez les valeurs de calibrage de l’API dans le nuanceur de mappage d’affichage du titre.
Nous vous recommandons d’ajouter au menu du titre une option menant à l’application de calibrage, au moyen du code de lien profond suivant. #include <XLauncher.h> XLaunchUri(nullptr, "hdrgamecalibration://");

Valeurs de calibrage : Option 2

Pour implémenter un écran de calibrage dans le titre, procédez comme suit.

Contraste : effectuez un ajustement simple comme pow(x, displayGamma).
Luminosité : effectuez un ajustement de la luminosité du blanc papier.
Luminosité maximale : déterminez le point d’écrêtage de la luminosité maximale.

Utilisez les valeurs de calibrage de l’API comme valeurs par défaut.

Si le joueur n’utilise pas le calibrage du titre, le jeu utilise quand même des valeurs par défaut correctes.
Si le joueur utilise le calibrage du titre, les valeurs de départ sont déjà correctes.

Figure 18. Valeurs de calibrage : exemple de l’option 2.

La figure 18 montre une scène qui utilise l’option 2. Pour plus d’informations, consultez l’exemple HDRCalibration. Figure 19. Écran de calibrage HDR de Gears 5.

La figure 19 montre l’écran de calibrage HDR de Gears 5. Il n’utilise pas de mire de test objective. L’écran montre comment l’image du jeu est touchée lorsque les valeurs de calibrage sont modifiées. Ainsi, un joueur peut voir l’effet du HDR sur les détails sombres, les tons moyens et les détails lumineux. Le joueur peut basculer vers le rendu réel du jeu.

Dolby Vision pour les jeux

La prise en charge de Dolby Vision pour les applications multimédias, comme Netflix, est offerte depuis la sortie de la XBOX One S. La prise en charge de Dolby Vision pour les jeux a été ajoutée au milieu de 2021, mais seulement sur XBOX Series X|S. Avantages de Dolby Vision :

Simplifie la création de contenu.
L’intention artistique est préservée sur tous les écrans Dolby Vision.
Le joueur vit le jeu tel que vous en avez effectué le mastering pendant le développement.
Le calibrage HDR n’est pas nécessaire; l’application de calibrage HDR pour les jeux n’est donc pas pertinente.

Dolby Vision : Option 1 (Dolby Vision natif)

Le titre implémente Dolby Vision natif en tant qu’intergiciel au moyen du Software Implementation Development Kit (SIDK) de Dolby.
Le mappage d’affichage statique et le mappage d’affichage dynamique sont pris en charge.
Native Dolby Display Vision comprend des mappeurs tonals pour HDR10 et SDR.
Le coût GPU varie selon l’option choisie.

Figure 20. Option 1 : Dolby Vision natif.

La figure 20 montre le processus Dolby Vision natif.

Dolby Vision : Option 2 (Dolby Vision automatique)

Le système XBOX convertit automatiquement HDR10 en Dolby Vision.
Le système applique le mappeur d’affichage statique de Dolby.
La sortie du titre est en HDR10.
Le titre ne détecte pas Dolby Vision.
Les titres peuvent refuser Dolby Vision.
Il n’y a aucun coût GPU. Tout est effectué au moyen du matériel d’affichage.

Assurez-vous que Dolby Vision est activé dans les paramètres d’affichage de la console. Vous pouvez utiliser l’option 4K TV details pour vérifier si l’écran connecté prend en charge Dolby Vision. Figure 21. Paramètres d’affichage de la console.

Option 2 : Paramètres d'affichage de la console

Figure 22. Option 2 : Détails du téléviseur 4K (écran) dans les paramètres d’affichage de la console.

Option 2 : Détails du téléviseur 4K dans les paramètres d'affichage de la console

Les figures 21 et 22 montrent les paramètres General TV and display options pour jouer à des jeux sur XBOX.

Auto HDR

La fonctionnalité Auto HDR ajoute automatiquement le HDR aux titres SDR au niveau du système. Cette fonctionnalité s’applique habituellement aux titres rétrocompatibles. Toutefois, elle est aussi offerte pour les titres GDK. Comme Auto HDR est traité par le matériel d’affichage, il n’y a aucun coût supplémentaire en CPU, en GPU, en mémoire, en bande passante ni en latence. Auto HDR ne modifie pas l’intention artistique originale de l’image SDR. Auto HDR présente les avantages suivants.

Ajoute jusqu’à 1 000 nits de plage de luminosité supplémentaire.
Ajoute une plage de couleurs supplémentaire allant jusqu’à l’espace colorimétrique P3-D65.

Nous vous recommandons d’implémenter le HDR natif. Si vous ne le pouvez pas, Auto HDR est idéal pour obtenir facilement une amélioration visuelle par rapport au SDR. Auto HDR optimise les valeurs de calibrage HDR pour l’écran connecté.

Exemple d’images HDR simulées

Les images HDR ne peuvent pas être affichées ici, mais la figure 23 simule l’effet sur un écran SDR. Figure 23. Exemple d’images HDR simulées. Exemple d'images HDR simulées

La figure 23 montre l’image SDR à gauche. L’image Auto HDR simulée se trouve à droite. Remarquez que l’apparence générale de l’image reste la même dans les deux vues. L’objectif d’Auto HDR est d’améliorer la qualité visuelle de l’image, et non de modifier son intention artistique. Dans l’image SDR de gauche, les pixels les plus lumineux se trouvent autour des reflets lumineux à la surface de l’eau. Comme il s’agit de SDR, ces pixels sont blancs, et non lumineux. Dans l’image de droite, améliorée par Auto HDR, les reflets lumineux de la lumière à la surface de l’eau atteignent jusqu’à 1 000 nits de luminosité. Les reflets ne sont pas seulement plus lumineux, ils sont aussi plus détaillés. La lumière circulaire bleu clair sous le radeau est plus colorée, car elle se trouve dans l’espace colorimétrique P3. Figure 24. Carte thermique.

La figure 24 montre une carte thermique qui indique où se trouvent les améliorations Auto HDR dans la scène. Les couleurs plus lumineuses que la plage SDR sont indiquées par des valeurs Auto HDR lumineuses en jaune et en orange. La carte thermique permet de visualiser comment l’image est améliorée, et non modifiée, aux endroits appropriés.

Auto HDR et titres GDK

Pour activer Auto HDR, procédez comme suit, tel que le montre l’exemple de code.

Faites passer l’écran en mode HDR.
Ajoutez l’indicateur d’activation d’Auto HDR lors de la création de l’appareil Direct3D.

// Try to switch the display into HDR mode
auto result = XDisplayTryEnableHdrMode(XDisplayHdrModePreference::PreferHdr, nullptr);

if (result == XDisplayHdrModeResult::Enabled)
{​
    // Specify the Auto HDR flag during Direct3D device creation.
    params.CreateDeviceFlags = D3D12XBOX_CREATE_DEVICE_FLAG_ENABLE_AUTO_HDR;
}​

// Create the Direct3D device.
HRESULT hr = D3D12XboxCreateDevice(...);

Ce code produit les mêmes résultats visuels que l’Auto HDR rétrocompatible, mais il existe quelques différences mineures pour les joueurs.

Le joueur n’est pas informé que le titre utilise Auto HDR.
Aucun indicateur Auto HDR n’apparaît dans le tableau de bord XBOX.
L’activation d’Auto HDR dans les paramètres de la console n’a aucun effet sur l’Auto HDR d’un titre GDK.

Recommandations pour Auto HDR

Utilisez un format de tampon d’échange de haute précision.

Utilisez R9G9B9E5 ou R10G10B10A2.
R9G9B9E5 est le meilleur choix, car il offre la plus grande précision des couleurs.
Évitez d’utiliser R8G8B8A8, car il peut introduire des effets de bande.

Évitez d’utiliser des affichages tête haute (HUD) et des éléments d’interface utilisateur d’un blanc pur.

Les pixels d’un blanc pur donnent 1 000 nits. C’est trop lumineux pour le HUD ou l’interface utilisateur.
Utilisez une échelle de luminosité linéaire pour atténuer le HUD ou l’interface utilisateur en HDR.

Réduisez l’intensité du bloom.

Les détails dans les zones lumineuses ont meilleure allure que de grandes taches lumineuses peu détaillées.

Pour plus d’informations, consultez l’exemple AutoHDR.

Vidéos de démonstration d’Auto HDR

Gears of War Ultimate : Prey : Ces vidéos de démonstration côte à côte présentent des jeux rétrocompatibles qui utilisent Auto HDR. Il est préférable de visionner les démonstrations sur un écran HDR.

Résumé

Déléguez le travail du GPU.

Conversions d’espace colorimétrique
Courbes gamma
Mappage tonal automatique SDR
Plans d’affichage

Utilisez les fonctionnalités avancées.

Dolby Vision
Auto HDR

Le 120 Hz permet le 24/40/60 FPS+. Utilisez les valeurs de calibrage HDR pour les jeux.

Exemples liés à cette rubrique

AutoHDR
HDRAutoToneMapping
HDRCalibration
HDRDisplayMapping
HDRPrecision
ResponsivenessSample
Simple120Hz
SimpleHDR

Pour plus d’informations, consultez ces exemples sur la page des exemples pour console du GDK. Pour les instructions de téléchargement, consultez Télécharger les exemples pour console du Microsoft Game Development Kit mentionnés dans cette rubrique.

Étapes suivantes

Si vous souhaitez consulter l’information tirée des documents de présentation liés à cette vue d’ensemble, téléchargez les fichiers suivants à partir de XBOX Developer Download Secure Data Storage (SDS).

Diaporama : Harnessing the power of the XBOX Series X|S HDR and display hardware.pptx dans Xfest 2022 Graphics Track PowerPoints (Xfest2022GfxPPTs.ZIP)
Présentation vidéo : GR02.mp4 dans Xfest 2022 Graphics Track Videos (Xfest2022GfxVids.ZIP)

Télécharger les présentations Microsoft PowerPoint et les vidéos

Accédez à Téléchargements du Game Development Kit (GDK).
Sous Select file type, sélectionnez Conference Materials, puis sélectionnez Confirm.
Sous Select build/version number, choisissez l’une des présentations graphiques suivantes.
- Xfest 2022 Graphics Track PowerPoints
- Xfest 2022 Graphics Track Videos
Sélectionnez Download Now, puis attendez la fin du téléchargement du fichier .zip.
Accédez à votre dossier Téléchargements local, puis décompressez (extrayez) les fichiers du dossier compressé.

Télécharger les exemples pour console du Microsoft Game Development Kit mentionnés dans cette rubrique

Accédez à Téléchargements du Game Development Kit (GDK).
Sous Select file type, sélectionnez GDK, puis sélectionnez Confirm.
Sous Select build/version number, choisissez l’option Microsoft GDKX (Sample only) la plus récente.
Sélectionnez Download Now, puis attendez la fin du téléchargement du fichier .zip.
Accédez à votre dossier Téléchargements local, puis décompressez (extrayez) les fichiers du dossier compressé.
Sélectionnez GDKSamples > Graphics, puis recherchez l’exemple.

Voir aussi

Sortie HDR (High Dynamic Range) XDisplayTryEnableHdrMode Prise en charge du 120 Hz Dolby Vision pour les jeux XBOX de 9e génération

​Déléguer le travail du GPU au matériel d’affichage

​Rendu de scènes HDR

​Tampons de chaîne d’échange

​Conversions d’espace colorimétrique : Option 1

​Conversions d’espace colorimétrique : Option 2

​Exemple : Rendu d’une pomme rouge en Rec.709

​Options de traitement de la courbe gamma

​Traitement de la courbe gamma : Option 1

​Traitement de la courbe gamma : Option 2

​Solution d’image recommandée

​Expansion de la gamme de couleurs

​Mappage tonal automatique SDR (Standard Dynamic Range)

​Économiser du temps et de la mémoire grâce au matériel d’affichage

​Plans d’affichage

​120 Hz et 60 FPS+

​Bande passante HDMI

​HDMI 2.1

​HDMI 2.0

​Mode 60FPS Plus

​Modes de rendu 24 Hz et 40 Hz

​Suspension/reprise

​Calibrage HDR pour les jeux

​Valeurs de calibrage : Option 1

​Valeurs de calibrage : Option 2

​Dolby Vision pour les jeux

​Dolby Vision : Option 1 (Dolby Vision natif)

​Dolby Vision : Option 2 (Dolby Vision automatique)

​Auto HDR

​Exemple d’images HDR simulées

​Auto HDR et titres GDK

​Recommandations pour Auto HDR

​Vidéos de démonstration d’Auto HDR

​Résumé

​Exemples liés à cette rubrique

​Étapes suivantes

​Télécharger les présentations Microsoft PowerPoint et les vidéos

​Télécharger les exemples pour console du Microsoft Game Development Kit mentionnés dans cette rubrique

​Voir aussi

Déléguer le travail du GPU au matériel d’affichage

Rendu de scènes HDR

Tampons de chaîne d’échange

Conversions d’espace colorimétrique : Option 1

Conversions d’espace colorimétrique : Option 2

Exemple : Rendu d’une pomme rouge en Rec.709

Options de traitement de la courbe gamma

Traitement de la courbe gamma : Option 1

Traitement de la courbe gamma : Option 2

Solution d’image recommandée

Expansion de la gamme de couleurs

Mappage tonal automatique SDR (Standard Dynamic Range)

Économiser du temps et de la mémoire grâce au matériel d’affichage

Plans d’affichage

120 Hz et 60 FPS+

Bande passante HDMI

HDMI 2.1

HDMI 2.0

Mode 60FPS Plus

Modes de rendu 24 Hz et 40 Hz

Suspension/reprise

Calibrage HDR pour les jeux

Valeurs de calibrage : Option 1

Valeurs de calibrage : Option 2

Dolby Vision pour les jeux

Dolby Vision : Option 1 (Dolby Vision natif)

Dolby Vision : Option 2 (Dolby Vision automatique)

Auto HDR

Exemple d’images HDR simulées

Auto HDR et titres GDK

Recommandations pour Auto HDR

Vidéos de démonstration d’Auto HDR

Résumé

Exemples liés à cette rubrique

Étapes suivantes

Télécharger les présentations Microsoft PowerPoint et les vidéos

Télécharger les exemples pour console du Microsoft Game Development Kit mentionnés dans cette rubrique

Voir aussi