Qualité d'image - Project Cars

Nous avons ensuite comparé la qualité d'image proposée par les différentes solutions. Comme nous l'avons vus, le débit est relativement similaire entre les encodages utilisés. Quid des différences en pratique ?

Pour le voir, nous avons enregistré trois vidéos de scènes sous Project Cars, Act of Agression et The Witcher 3 en 1080p60 sans compression destructrice. Nous rejouons ces vidéos d'une douzaine de secondes dont le débit est excessivement élevé (3 Gbit/s !) avec un lecteur vidéo compatible avec le rendu DirectX activé en mode "plein écran" pour obtenir des conditions similaires. En pratique les mesures de qualité sont identiques qu'elles soient effectuées en jeu ou ainsi : l'utilisation de vidéos nous permet de comparer plus directement les solutions les unes aux autres.

Nous enregistrons ensuite le résultat obtenu via une carte de capture BlackMagic Intensity Pro 4K en 1080p60, là encore sans compression destructrice. Après avoir réaligné les vidéos avec la source, nous comparons chaque vidéo enregistrée avec la source en calculant pour chaque image qui les composent le SSIM.

Pour rappel, le SSIM est un algorithme qui tente de mesurer la similarité structurelle entre deux images, il donne une plutôt bonne bonne approximation de la manière dont l'oeil humain perçoit la similarité entre deux images. L'inconvénient du SSIM est que comme tous les benchmarks, il s'agit d'une valeur pour laquelle on peut "optimiser" les encodeurs. Malgré tout les résultats sont assez parlants en général et un SSIM plus élevé signifie, en général, un encodage d'une meilleure qualité.

L'échelle du SSIM se mesure entre 0 et 1. Plus la valeur est proche de 1 et plus la qualité de l'image encodée est identique à la source. Nous utilisons le logiciel qpsnr  pour réaliser ces calculs.

Voici ce que cela donne en pratique, avec pour Steam les réglages de bande passante par défaut (30 Mbit/s) :

Ce graphique est dynamique, vous pouvez sélectionner les encodages que vous souhaitez comparer. Pour vous permettre de voir plus finement les différences et les comportements des encodeurs, l'échelle s'adapte automatiquement en fonction de votre sélection. Vous retrouvez sur chaque ligne les encodeurs sous Steam Link, Steam en mode 30 Mbit/s et mode bande passante illimitée.

Par défaut nous avons sélectionné tous les encodages capturés sur Steam Link, c'est en effet la seule plateforme qui permet de comparer tous les encodeurs matériels (pour rappel, l'encodage AMD ne se décode pas via QuickSync).

Notre scène sous Project Cars correspond au passage dans un tunnel. Vers la fin, la voiture sort du tunnel ce qui provoque un changement important de contenu visuel, et aussi de luminosité que gèrent assez mal les encodeurs, d'où la chute vertigineuse de tous les SSIM.

Quand on compare les encodeurs, on peut voir qu'AMD et Nvidia sont au coude à coude, talonnés de très prêt par l'encodage CPU, très efficace lui aussi. L'encodeur d'Intel termine en dernière place assez loin, ce qui est surprenant. Le plus surprenant est peut être le mode de capture NVFBC. Théoriquement ce dernier ne joue que sur la méthode de capture et non sur l'encodage (qui est toujours réalisé via NVENC), mais très clairement il y a une différence nette entre les deux modes.

Il est possible que les API de Nvidia ne permettent pas de régler aussi finement NVENC lorsque l'on envoi les images du CPU que lorsque l'on active la capture + encodage directement sur la carte graphique. Si elles le permettent, Valve aura fait un choix différent qui se remarque nettement sur la qualité.

Pour rester sur le sujet Nvidia, on voit que la qualité d'image mesurée sur Shield Android TV, bien qu'avec une bande passante un tout petit peu au dessus de ce que l'on avait constaté avec Steam Link, est un petit peu en dessous. Nous y reviendrons.

La plus grosse surprise pour nous reste la comparaison, à encodeur égal, entre la qualité mesurée décodée sur Steam Link en mode 30 Mbit/s, et décodée sous Windows 10 via QuickSync. L'impact du décodeur est net, et variable en fonction des paires. Pour les décodages des flux Nvidia et CPU, on voit que la qualité est légèrement meilleure sur Steam Link que sur notre PC sous Windows 10. Par contre l'encodage Intel... gagne significativement en qualité quand décodé par une puce Intel !

Avant de regarder à quoi tout cela ressemble en pratique, notons qu'en mode bande passante maximale, le niveau est nettement au dessus et surtout chute beaucoup moins lors de la sortie du tunnel. Les écarts sont lissés, y compris entre les deux modes de capture Nvidia.

Voyons maintenant à quoi ressemble tout cela en image, avec tout d'abord une capture en entrée de tunnel en début de scène :

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Nous vous indiquions notre surprise de voir l'encodage QuickSync être si mal noté lorsque décodé par Steam Link. On voit clairement pourquoi quand on compare l'encodage Intel à tous les autres : il sacrifie fortement la route. La texture de la route est, décodée sur Steam Link, un amas de blocs, il n'y a pas d'autres mots ! Même le mode NVFBC fait significativement mieux et l'on comprends la hiérarchie.

Quand l'on regarde tous les "W10", c'est à dire les différents modes décodés par QuickSync sur notre Celeron, on comprend pourquoi l'encodage Intel s'en sort mieux sous Windows : la route est littéralement floutée ! Tous les encodages apparaissent légèrement plus flous sur la route, ce qui aide fatalement l'encodage Intel qui en avait grand besoin pour cacher ses très moches artefacts de compression. L'impact du flou se ressent aussi sur la montagne mais d'une manière moins prononcée.

Notez que si augmenter massivement la bande passante permet de gagner a nouveau de la texture sur la route, l'effet de flou apparaît toujours sur les encodages max. Et globalement, sur tous les encodeurs on notera que les HUDs dans les coins inférieurs de l'écran ne sont pas nets.

Terminons par le rendu obtenu sur la Nvidia Shield avec l'encodage par GameStream qui propose de son côté un peu plus de textures. Comparé aux autres encodages Nvidia vu sur Steam Link ou Windows, on est clairement au dessus. La baisse de note s'explique cependant par le fait que pour une raison inconnue, les couleurs ne sont pas correctes ! Les verts apparaissent saturés, ce que l'on voit particulièrement sur le capot, mais qui se ressent sur toute l'image. Nous ne savons pas s'il s'agit d'une particularité d'Android, ou si Nvidia applique de lui même cette correction (possiblement pour "verdir" légèrement l'interface d'Android ?), dans tous les cas cela crée une différence assez dommageable sur les mesures. Dommage car la qualité est plutôt bonne sur ce test.

Voyons maintenant ce qui se passe en sortie de tunnel, pour faire tant chuter la moyenne de nos encodeurs...

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En sortie de tunnel, on est peut être ébloui par le changement de luminosité, mais certainement pas par la qualité de tous les encodages ! Le niveau est excessivement bas. On notera une fois de plus que visuellement, l'encodage GameStream pour la Shield fait bonne impression comparé aux autres encodages 30 Mbit/s sur le niveau de détails, même si la compression de couleurs se fait toujours sentir. On le voit nettement sur les deux lignes du hud en bas a gauche, la verte étant significativement moins floue que la rouge ! Les encodages haut débit font largement mieux que tout le reste et limitent la casse !

En résumé

Bien évidemment les images défilent rapidement sous Project Cars (pour peu que vous rouliez vite !) mais le manque de netteté des HUDs, qui sont eux fixes, est particulièrement visible et ce dans tout le modes, en plus des impressions de manque de qualité et de flou que l'on ressent sur les zones animées rapidement. Bien entendu le bitrate illimité aide, mais la perte de qualité reste nette par rapport à l'original. Voyons ce qui se passe sur une scène un peu plus fixe...