Quels paramètres graphiques influencent le plus le nombre de FPS sur Minecraft ?

Bonjour tout le monde, comme vous le savez il y a pas map de paramètres graphiques dans Minecraft, et j'avais envie de les tester afin de savoir lesquels influençaient le plus la fluidité du jeu (oui j'ai que ça à faire pendant mon temps libre ).


Le but ici est de déterminer l’impact de chaque paramètre graphique sur le nombre d’images par secondes affichées à l’écran, sur un bon PC. Je modifierai à la fois les paramètres graphiques de Minecraft, mais aussi les paramètres graphiques du shader utilisé.

La gamerule DoWeatherCycle est désactivée, le temps est bloqué à 5000, les monstres sont désactivés, le DoMobGriefing est désactivé, l’option graphique Max Framerate est sur Unlimited.

Voici la liste des paramètres graphiques du jeu dans l’ordre, qui seront toujours les mêmes, et non testés :

• Render distance : 10 chunks
• Smooth lighting level : 90%
• Luminosité : 88%

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• Details
  • Dynamic lights : fancy
  • Nuages : off
  • Arbres : fancy
  • Sky : on
  • Sun & moon : on
  • Fog : fancy
  • Translucent blocks : fast
  • Vignette : default
  • Swamp colors : on
  • Show capes : on
  • Fog start : 0.8
  • Held item tooltips : on
  • Entity shadow : on
  • Alternate block : on
  • Smooth biomes : on

• Animations : all on
  • Viewbobbing : on
  • Dynamic FOV : on

• Quality
  • Clear water : on
  • Connected textures : fancy
  • Custom entity models : on
  • Emissive textures : on
  • Toutes les options à droite sur on

• Performance
  • Smooth FPS : on
  • Chunk updates : 3
  • Render regions : on
  • Smooth world : on
  • Fast math : on
  • Dynampic updates : on
  • Lazy chunk loading : off

• Other
  • Weather : on
  • Advanced tooltips : on
  • Tout le reste sur off/default
  • Fullscreen mode : 1920x1080

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Options graphiques du menu général des shaders :

Shader : KUDA v6.1 legacy

• Normal map : off
• Specular map : on
• Hand depth : 0.5xOld hand light et old lighting : default

Maintenant, les paramètres qui vont suivre seront tous changés et testés, ce qui fera un total de tests assez énorme !


Options graphiques de Minecraft :

• Graphics : fancy et fast
• Smooth lighting : off et maximum
• Use VBOs : on et off, une mise en mémoire du tampon, qui est censée augmenter les performances de 5 à 10% si elle est activée
• Mipmap levels : off et 4, cette option n’affecte en général pas les performances, eh bien c’est ce que je vais tenter de vérifier !
• Mipimap type : nearest et trilinear

Options graphiques du menu des shaders testées :

• Quality (qualité générale spécifique du shader Kuda) : medium et high
• Antialiasing FXAA : off et x4
• Render quality : 1x et 2x
• Shadow quality : 0.5x et 2x

Système de test

Les tests sont effectués sur une version 1.12.2 de Minecraft fonctionnant avec la dernière version d’Optifine disponible au moment du démarrage des tests, Optifine HD_U_D1. J’utilise le dernier pilote graphique Nvidia GeForce Game Ready Drive 397.31. Au moment de la publication de cet article, ces versions sont à mettre à jour.

Microprocesseur
LGA 1150 Intel Core i5-4690K @ 3,5 Ghz

Refroidissement
Cooler Master Hyper 412S

Carte graphique
Zotac GeForce GTX 1080 AMP! Extreme

Carte mère
Asus z97-a

Mémoire vive
HyperX Savage 2 x 8 Go DDR3 1866 MHz XMP CL9

Disque dur d’installation de Minecraft
Sandisk Extreme Pro 240 Go


Protocole

Sur une map amplified, j’ai créé un circuit avec des rails, je place mon joueur sur le wagon, et j’appuie sur le bouton pour activer la redstone et faire rouler le wagon jusqu’à l’arrivée, sans bouger mon joueur. Le trajet dure 66 secondes. Pour ne pas fausser les résultats, je fais chauffer 15 min mon PC en faisant tourner en continu le personnage sur le circuit avec les paramètres graphiques à tester. Comme ça au moment des tests, la carte graphique et le microprocesseur seront déjà chauds et dans des conditions réelles après plusieurs minutes de jeu.







Le comptage des fps est fait avec Fraps qui me fait automatiquement une moyenne, un minimum et un maximum des fps affichées sur cette durée exacte de 66 secondes. Chaque test de chaque option graphique est réalisé trois fois, et avant chacun de ces tests, je fais tourner une fois le personnage sur le circuit de rails afin de générer la map préalablement, car en faisant directement les 3 tests, le premier affichait souvent légèrement plus de fps. Je lance l'enregistrement des fps en appuyant sur F9, et à ce moment-là j'appuie sur le bouton qui propulse le wagon, et à la fin du circuit l'enregistrement s'arrête automatiquement après le temps que j'ai défini sur Fraps (66 secondes).


Avec trois tests identiques, les fps minimales, maximales, et moyennes sont notées et la moyenne des trois tests est inscrite dans un immense tableau divisé en plusieurs parties. En tout, il faudra faire un total de 512 x 3 tests (+ un tour de chauffe avant les 3 tests), ce qui nous donne… 2048 tests ! En faisant les moyennes des 3 tests, cela fait 512 lignes de tableau à remplir. Autant dire que j’ai du boulot.



Ce test va durer plusieurs semaines, je referai ce test avec le même protocole et la même map mais avec uniquement certains paramètres graphiques testés ici. J’utiliserai le microprocesseur Intel Core i7-8700K.

Définition de quelques paramètres graphiques



Smooth lighting (éclairage adouci) : moteur d’éclairage mélangeant les niveaux de lumière et assombrissant les coins pour ajouter des ombres semi-réalistes ou des lumières. Grâce à cet effet, les blocs sont graduellement plus sombres ou plus clairs et les bords de chaque bloc sont cachés, rendant l'ensemble plus homogène. Cela n'affecte que la façon dont le monde est rendu à l'écran, et non la façon dont les blocs calculent leur niveau de lumière.



VBOs (Vertex Buffer Objects) : fonctionnalité d’OpenGL qui fournit une méthode qui permet d'envoyer des données 3D (vertex, normales, maillage, couleurs, etc.) vers la carte graphique. Les VBOs ont été conçus afin d'obtenir les meilleures performances possibles et sont actuellement la méthode la plus efficace en OpenGL du fait que les données 3D ne résident plus dans la mémoire système mais dans la mémoire de la carte graphique ce qui permet un rendu plus rapide.
Les VBOs réduisent la charge de travail sur votre CPU et RAM et en la réaffectant à votre mémoire GPU, ce n'est recommandé que si vous avez une carte graphique correcte.



Graphics :

• Fancy : active les effets graphiques détaillés, tels que les feuillages transparents, les ombres pour les joueurs et les créatures, les bords de l’herbe colorée selon le biome, le rendu de l’eau en 2 étapes.
• Fast : désactive ces effets pour une meilleure performance.

Antialiasing FXAA : algorithme d'anticrénelage créé par Timothy Lottes qui se débarrasse des bords irréguliers pixellisés, en rendant l'image plus lisse.
Le FXAA analyse des zones de jonction entre deux surfaces différentes et ne modifie que certaines zones très ciblées et l'on gagne du temps dans le rendu de l'image à traiter.

Mipmap levels (Niveaux de détails) : adoucit les textures lointaines, cela réduit généralement le crénelage. Le niveau détermine à quel point cela estompe les textures par rapport à l’endroit où vous vous trouvez. Sans cette option, les textures semblent scintiller au loin, et sont trop pixelisées. C'est parce que le moteur du jeu applique les textures de la même façon, qu'elles soient juste devant vous ou au fond de votre champ de vision. Or si une texture lointaine est trop détaillée, elle devient illisible du fait de la distance. Les mipmap permettent de réduire cette définition. Elle accepte les valeurs "off" "1", "2", "3" ou "4". Plus le chiffre augmente, plus la définition lointaine est réduite.

Mipmap type : Cette option règle la façon dont le mimapping est appliqué. Le mode "trilinear" est le plus beau tandis que le mode "nearest" est le plus performant.


Résultats

Les tests ont duré plus de 40 heures, j'ai commencé vers la fin du mois de mars, et j'ai terminé fin juillet. Voici un petit aperçu du tableau que j'ai dû remplir (512 lignes en tout, on en voit que 47).




Je n'ai pas mis le comparatif de toutes les options graphiques, ça aurait été beaucoup trop long (quoi, c'est déjà trop long ? ) à lire. J'ai affiché uniquement les histogrammes que je trouvais intéressant à afficher.

Plusieurs options graphiques n'ont aucun impact sur les fps, et d'autres influent énormément sur les fps. Je vais commencer par montrer les options n'ayant aucun ou peu d'impact sur la fluidité du jeu.

1 - La qualité des graphismes



J'ai comparé les graphismes en "fast" et en "fancy", 256 tests pour chacun, et en faisant les moyennes on peut clairement voir qu'il n'y a aucune différence de fps, en tout cas avec un shader, et sur un bon PC.

2 - Mipmap level

En revanche, si on combine la qualité des graphismes avec le type de mipmapping, la différence est plus prononcée entre "fancy" et "fast", de l'ordre de 3% supplémentaires pour "fast", bien que cela reste très léger. Le mipmapping quand à lui n'influe absolument pas.



3 - L'éclairage adouci, ou smooth lighting, qui rend les ombres des blocs franchement moins réalistes s'il est désactivé, n'a pas non plus d'influence sur les fps.



Quand on voit la différence visuelle, autant le laisser toujours au maximum !


Maintenant passons aux options graphiques agissant largement sur la fluidité du jeu.

4 - La qualité de rendu du shader



La qualité générale du shader Kuda a un gros impact sur les performances, alors si sur certains shaders la différence de qualité entre "medium" et "high" est assez légère visuellement, même avec un bon PC, il est préférable de laisser en "medium" si vous voulez gagner beaucoup de fps, il y a tout de même une différence de l'ordre de 25% !

5- Si on combine avec la qualité de l'ombre, ce qui est intéressant de voir c'est qu'en qualité "medium", la différence entre l'ombre x0,5 et x2 est très légère voir sûrement non significative, par contre en qualité du shader "high", il vaut mieux laisser l'ombre en x0,5, car en x2 on passe à 20% de fps en moins !



6 - Qualité du rendu (render quality)



La qualité du rendu est l'élément qui impacte le plus la fluidité du jeu, entre x1 et x2 il y a 2 fois mois de fps ! Visuellement, franchement entre x1 et x2 on voit une petite différence, les détails sont un peu plus fins, c'est plus beau, les textures semblent plus adoucies, mais ça reste assez léger, pour une perte de 50% de fps... Après avec 2 1080 Ti pourquoi pas !



7 - Les VBOs



Comme prévu, il y a une belle différence de 20% supplémentaires lorsqu'on active les VBOs. Autant toujours les laisser activés vu qu'ils n'affectent pas la beauté du jeu. Après à voir sur les PC ayant une carte graphique très modeste, mais en tout cas sur un PC un minimum performant, les VBOs sont nos amis.

8 - L'antialiasing en fonction des niveaux de détails (mipmap levels)



Clairement, les niveaux de détails n'influencent pas les fps, ou du moins vraiment pas assez pour que ce soit significatif, c'est ce qu'on a vu en partie plus haut sur l'histogramme numéro 2, et sur des données que je n'ai pas affichées. Mais, quand l'antialiasing (ou anticrénelage) est désactivé, avec le mipmap levels sur "off", là on a un gain significatif de 10% de fps. Pourquoi ? Aucune idée. Et c'est intéressant à savoir !

Pour résumer, les options graphiques non significatives qui n'ont pas ou qu'en partie été affichées sont les mipmap levels, les mipmap type, le smooth lighting, les graphismes (fancy ou fast), et l'antialiasing (sauf avec les niveaux de détails sur off)

Les options graphiques influençant le plus la fluidité du jeu sont la qualité du rendu du shader (100%), la qualité générale du shader (25-30%), les VBOs (20%), et la qualité de l'ombre (10%).


Si vous voulez plus de détails sur les résultats, les voici avec toutes les données comparées sur ce lien.