Зачем компили­ровать шейдеры при каждом заходе в игру?

Раз и навсегда шейдеры загрузить не получится: они будут заново компилироваться при установке патчей или обновлении драйверов. Но можно попробовать сократить этот процесс.

На хардверном уровне можно перенести игру с жесткого диска на SSD. На софтверном — обновить драйверы видеокарты, изменить размер кэша драйверов, обновить игру и установить соответствующий мод.

Компиляция шейдеров нужна для перевода информации с языка игры на язык видеокарты. Внутри игры всегда несколько версий шейдеров. Например, карты с RTX получают один вариант отображения света, а без него — другой. Разработчики вставляют в билд игры оба варианта, но на конкретном ПК использоваться будет один.

Из-за этого компиляция шейдеров происходит только на ПК, поскольку в консолях применяют конкретные комплектующие, известные заранее. Если компиляция завершена с ошибками, во время игры графический процессор, GPU, может спотыкаться о некоторые текстуры, выдавать фризы и ошибки.

Не вдаваясь в подробности 3D-моделирования, процесс компиляции шейдеров выглядит так:

1. Предварительная обработка. Подготовительный этап, на котором данные готовятся к обработке.
2. Синтаксический анализ. Код шейдера проверяется на ошибки, система ищет замену поврежденным файлам в образе игры, если возникают проблемы.
3. Оптимизация. Из кода удаляются дублирующиеся операции, неиспользуемые переменные и другие компоненты, которые замедляют его работу. Это нужно, чтобы видеокарте, которая будет отрисовывать графику, было проще работать.
4. Генерация машинного кода. Облеченный код преобразуется в машинный, который понимает видеокарта.

Сократить компиляцию шейдеров по времени при первом запуске игры не получится: образ подбирает их под конкретную конфигурацию ПК. Но можно ускорить последующие компиляции. Для этого:

1. Перенесите игру на SSD.
2. Обновите драйверы видеокарты. Иногда производители GPU выпускают драйверы для определенных игр. Например, Nvidia делала так для Stalker 2 и Flight Simulator.
3. Измените размер кэша шейдеров. Для видеокарт NVIDIA эта настройка располагается в 3D → «Размер кэша шейдеров» → «Без ограничений».
4. Скачайте мод. Например, у Stalker 2 есть специальный No Shader Warmup.
5. Обновите игру.

Разработчики игр используют разные движки, которые содержат свои алгоритмы работы с шейдерами.

Например, в Unity компиляция происходит в процессе использования. Это ускоряет загрузку, но, если шейдеров много или они зависимы друг от друга, время и нагрузка на комплектующие увеличиваются.

В Unreal Engine шейдеры также компилируются по требованию, но алгоритм отличается: движок позволяет сохранить и заранее скомпилировать материалы — информацию об отображении поверхности, использованных текстурах, цветах и оттенках, — а также сохранить обработанные шейдеры в быструю кэш-память.

Шейдеры также компилируют при первом запуске заранее, но для этого требуется больше времени, поэтому в мультиплеерных играх от этого варианта отказываются. Ведь пространство в них меняется в реальном времени с перемещением игрока.

Вот почему практически во всех проектах используют гибридный формат: загружают необходимый набор шейкеров при первом запуске и подгружают дополнительные в местах перехода в другие локации.

Самый простой вариант ускорить компиляцию шейдеров — обновить жесткий диск и перенести игру на SSD. Во вторую очередь обновите драйверы видеокарты и установите последние патчи от разработчиков. В конкретных играх поможет установка модов.