Nvidia RTX DLSS: всичко, което трябва да знаете

Nvidia има две забележителни функции RTX 30-серия и RTX 40-серия графични карти: проследяване на лъчи и DLSS. PlayStation 5 и Xbox Series X свършиха добра работа, за да запознаят повечето хора с проследяването на лъчи, но DLSS все още е малко мъгляв. Малко е сложно, но ви позволява да играете игра с виртуализирана по-висока разделителна способност, поддържайки повече детайли и по-високи кадрови честоти, без да облагате толкова много вашата графична карта. Той ви дава най-доброто от всички светове, като използва силата на машинното обучение и с въвеждането на DLSS 3, технологията стана още по-мощна.

Но в историята има малко повече от това. Ето всичко, което трябва да знаете за DLSS, как работи и какво може да направи за вашите компютърни игри.

Какво е DLSS?

DLSS означава суперсемплиране на дълбоко обучение. Битът „supersampling“ се отнася до метод за антиалиасинг, който изглажда назъбените ръбове, които се появяват върху изобразените графики. В сравнение с други форми на анти-алиасинг обаче, SSAA (supersampling anti-aliasing) работи, като изобразява изображението с много по-висока разделителна способност и използва тези данни, за да запълни празнините при естествената разделителна способност.

Частта „задълбочено обучение“ е тайният сос на Nvidia. Използвайки силата на машинното обучение, Nvidia може да обучава AI модели със сканиране с висока разделителна способност. След това методът за антиалиасинг може да използва AI модела, за да попълни липсващата информация. Това е важно, тъй като SSAA обикновено изисква да изобразите изображението с по-висока разделителна способност локално. Nvidia го прави офлайн, далеч от вашия компютър, осигурявайки предимствата на суперсемплирането без излишни изчислителни разходи.

Всичко това е възможно благодарение на ядрата Tensor на Nvidia, които са налични само в RTX GPU (извън решенията за центрове за данни, като например Nvidia A100). Въпреки че графичните процесори от серията RTX 20 имат вътре Tensor ядра, RTX 3060, 3060 Ti, 3070, 3080 и 3090 идват с второ поколение Tensor ядра на Nvidia, които предлагат по-голяма производителност на ядро.

Най-новите графични карти на Nvidia от серията RTX 40-Series довеждат ядрата Tensor до тяхното четвърто поколение. Това прави усилването на DLSS още по-мощно. Благодарение на новата 8-битова тензорна машина с плаваща запетая, пропускателната способност на ядрата е увеличена до пет пъти в сравнение с предишното поколение.

Nvidia е водеща в тази област, въпреки че AMD е нова Функция FidelityFX Super Resolution може да осигури известна конкуренция. Дори Intel има своя собствена технология за суперсемплиране, наречена Intel XeSS, или Intel Xe Super Sampling. Повече за това по-късно.

Какво всъщност прави DLSS?

DLSS е резултат от изчерпателен процес на обучение на AI алгоритъма на Nvidia за генериране на по-добре изглеждащи игри. След изобразяване на играта с по-ниска разделителна способност, DLSS извежда информация от своята база знания на обучение за изображения със супер разделителна способност за генериране на изображение, което все още изглежда така, сякаш е работило на по-висока резолюция. Идеята е игрите, изобразени на 1440p, да изглеждат така, сякаш се изпълняват на 4K или 1080p игри, за да изглеждат като 1440p. DLSS 2.0 предлага четири пъти по-висока разделителна способност, което ви позволява да изобразявате игри при 1080p, докато ги извеждате при 4K.

По-традиционните техники за супер разделителна способност могат да доведат до артефакти и грешки в крайната картина, но DLSS е проектиран да работи с тези грешки, за да генерира още по-добре изглеждащо изображение. При правилните обстоятелства, той може да осигури значително повишаване на производителността, без да повлияе на външния вид и усещането на играта; напротив, това може да направи играта да изглежда още по-добре.

Къде харесват ранните DLSS игри Final Fantasy XV доставени скромни подобрения на честотата на кадрите от само 5 кадъра в секунда (fps) до 15 кадъра в секунда, по-новите версии са видели много по-големи подобрения. С игри като Достави ни Луната и Wolfenstein: Youngblood, Nvidia представи нов AI двигател за DLSS, за който ни казаха, че подобрява качеството на изображението, особено при по-ниски разделителни способности като 1080p, и може да увеличи скоростта на кадрите в някои случаи с над 50%.

С най-новата итерация на DLSS 3, печалбите в кадровата честота може да са още по-значителни благодарение на новата функция за генериране на кадри. Предишните реализации на DLSS просто имаха ядрата на Tensor, които правеха кадрите да изглеждат по-добре, но сега кадрите могат да бъдат рендирани само с помощта на AI. Ще обсъдим DLSS 3 по-подробно по-късно.

Има и нови режими за настройка на качеството, които потребителите на DLSS могат да правят, като избират между Performance, Балансиран и качествен, всеки фокусира мощността на ядрото Tensor на RTX GPU върху различен аспект на DLSS.

Как работи DLSS?

DLSS принуждава играта да се изобразява с по-ниска разделителна способност (обикновено 1440p) и след това използва своя обучен AI алгоритъм, за да заключи как би изглеждала, ако беше изобразена с по-висока (обикновено 4K). Той прави това, като използва някои анти-алиасинг ефекти (вероятно собствен TAA на Nvidia) и известно автоматизирано изостряне. Визуалните артефакти, които не биха присъствали при по-високи разделителни способности, също се изглаждат и дори се използват за извеждане на детайлите, които трябва да присъстват в изображението.

Като Eurogamer обяснява, AI алгоритъмът е обучен да разглежда определени игри с изключително високи разделителни способности (уж 64x суперсемплиране) и се дестилира до нещо с размер само няколко мегабайта, преди да бъде добавено към най-новите версии на драйвери на Nvidia и да стане достъпно за геймърите навсякъде свят. Първоначално Nvidia трябваше да премине през този процес на база игра по игра. В DLSS 2.0 Nvidia предоставя общо решение, така че AI моделът вече не трябва да се обучава за всяка игра.

Всъщност DLSS е версия в реално време на Технологията Ansel на Nvidia за подобряване на екранни снимки. Той изобразява изображението с по-ниска разделителна способност, за да осигури повишаване на производителността, след което прилага различни ефекти, за да осигури сравнително сравним общ ефект с повишаването на разделителната способност.

Резултатът може да бъде смесен, но като цяло води до по-високи честоти на кадрите без съществена загуба на визуална прецизност. Nvidia твърди, че честотата на кадрите може да се подобри с до 75% в Remedy Entertainment контрол когато използвате DLSS и проследяване на лъчи. Обикновено е по-слабо изразено от това и не всеки е фен на евентуалния външен вид на DLSS игра, но опцията със сигурност е там за тези, които искат да разкрасят игрите си без разходите за работа на по-висока резолюция.

в Death Stranding, видяхме значителни подобрения при 1440p в сравнение с естественото изобразяване. Режимът Performance загуби някои от по-фините детайли на задната опаковка, особено в лентата. Качественият режим поддържаше повечето детайли, като същевременно изглаждаше някои от грапавите ръбове на естественото изобразяване. Нашата екранна снимка „DLSS изключен“ показва качеството без антиалиасинг. Въпреки че DLSS не поддържа това ниво на качество, той е много ефективен в борбата с псевдонимите, като същевременно запазва повечето детайли.

Не видяхме никакво прекомерно изостряне Death Stranding, но това е нещо, което може да срещнете, докато използвате DLSS.

По-добре с времето

DLSS има потенциала да даде възможност на геймърите, които не могат да достигнат удобни честоти на кадрите при резолюции над 1080p, да го направят с извод. DLSS със сигурност е една от най-мощните характеристики на графичните процесори RTX. Те не са толкова мощни, колкото се надявахме, а ефектите от проследяване на лъчи са хубави, но обикновено имат значително влияние върху производителността, но DLSS ни дава най-доброто от двата свята: по-добре изглеждащи игри, които също се представят по-добре.

Първоначално изглеждаше, че DLSS ще бъде нишова функция за графични карти от нисък клас, но това не е така. Вместо това DLSS активира игри като Киберпънк 2077 и контрол за насърчаване на визуалната прецизност на хардуер от висок клас, без да прави игрите невъзможни за игра. DLSS издига хардуера от нисък клас, като същевременно предоставя поглед към бъдещето за хардуер от висок клас.

Nvidia показа RTX 3090 рендиращи игри като Wolfenstein: YoungBlood при 8K с включено проследяване на лъчи и DLSS. Въпреки че широкото приемане на 8K все още е далече, 4K дисплеите стават все по-често срещани. Вместо да рендират при естествено 4K и да се надяват да се придържат към 50 fps до 60 fps, геймърите могат да рендират при 1080p или 1440p и да използват DLSS, за да попълнят липсващата информация. Резултатът е по-висока честота на кадрите без забележима загуба на качество на изображението.

DLSS също се подобрява през цялото време и получава редовни актуализации в опит да подобри AI алгоритъма. Сега му позволява да използва по-интелигентно векторите на движение, което по същество помага да се подобри как изглеждат обектите, когато се движат. Актуализацията също така намалява фантомите, прави ефектите на частиците да изглеждат по-ясни и подобрява временната стабилност. DLSS 2 вече е доста широко възприет и 216 игри го поддържат към септември 2022 г.

Подобренията обаче не спират дотук. Всъщност нещата са на път да станат много по-интересни с въвеждането на DLSS 3.

DLSS 3 преоткрива технологията, като изобразява рамки вместо пиксели

На 20 септември м.г. по време на основната си бележка на GTC 2022, Nvidia обяви DLSS 3 — най-новата итерация на технологията, която ще бъде достъпна за собствениците на графични карти от серия RTX 40. За разлика от някои от предишните, по-малки актуализации, промените в DLSS този път са големи и имат потенциала да предложат огромно увеличение на производителността с добавянето на кадри, генерирани от AI, които се създават с помощта на реалните кадри, които GPU рендери. Това е много различно от DLSS и DLSS 2, които току-що докоснаха реални кадри със задвижвано от AI мащабиране.

В момента има четири графични процесора, които поддържат DLSS 3:

• RTX 4090
• RTX 4080
• RTX 4070 Ti
• RTX 4070

В нашия преглед на RTX 4090, открихме, че DLSS 3 е в състояние да осигури значително по-високи честоти на кадрите от DLSS 2. в Киберпънк 2077 при 4K с трасиране на лъчи, настроено на максимум, включването на DLSS 3 даде близо 50% повече кадри, отколкото само при използване на DLSS 2; в сравнение с неизползването на DLSS изобщо, DLSS 3 имаше над три пъти по-висока скорост на кадрите. В този аспект DLSS 3 доставя точно както Nvidia обеща.

Има обаче някои технически ограничения с DLSS 3. По принцип DLSS вмъква генериран от AI кадър между два реални кадъра и този AI кадър се изготвя въз основа на разликите между двата реални кадъра. Естествено, това означава, че GPU не може да ви покаже втория реален кадър, преди да видите генерирания от AI кадър, поради което латентността е много по-висока с DLSS 3. Това е причината Nvidia Reflex също трябва да бъде активиран, за да работи DLSS 3.

Другото основно ограничение на DLSS 3 се свежда до генерираните от AI кадри с грешки и странни визуални грешки. При нашите тестове открихме, че има общо понижение на качеството при активиране на DLSS 3, което е лесно да се пренебрегне, когато нарастването на честотата на кадрите е толкова високо, но някои проблеми с качеството са трудни за пренебрегване. UI или HUD елементите, по-специално, се изкривяват в генерираните от AI рамки, вероятно защото AI е насочен към 3D среди, а не към 2D текст, който е върху самата игра. DLSS 2 няма този проблем, тъй като потребителският интерфейс се изобразява независимо от 3D елементите, за разлика от DLSS 3.

По-долу има екранна снимка от Киберпънк 2077 сравнявайки DLSS 3, DLSS 2 и собствената разделителна способност отляво надясно. Що се отнася до околната среда, и двете реализации на DLSS са по-добри от родния, но можете вижте също, че в екранната снимка на DLSS 3 вляво, маркерът за търсене е изкривен и текстът е нечетлив. Това обикновено се случва в кадри, генерирани от AI в игри, които имат DLSS 3.

От една страна, DLSS 3 избутва рамки още по-високо и обикновено няма много по-лошо визуално качество от DLSS 2. Но от друга страна, активирането на DLSS 3 води до много висока латентност спрямо честотата на кадрите и може да въведе странни визуални грешки, особено в UI и HUD елементи. Намаляването на латентността и намаляването на визуалните артефакти несъмнено ще бъде предизвикателство за Nvidia, тъй като това са основни компромиси, които идват с DLSS 3. За технология от първо поколение обаче това е добър първи опит и се надяваме, че Nvidia ще успее да подобри нещата с бъдещи итерации на DLSS 3.

DLSS 3 бавно си проправя път в повече игри. Ето заглавията, които в момента поддържат DLSS 3:

• Приказка за чума: Реквием
• Атомно сърце
• Ярка памет: безкрайна
• Чернобилит
• Острието на завоевателя
• Киберпънк 2077
• Доставете ни Марс
• Унищожи всички хора 2
• Умираща светлина 2
• F1 22
• ЮМРУК: Изкован в Shadow Torch
• Hitman 3
• Наследството на Хогуортс
• Икар
• Джурасик свят еволюция 2
• справедливост
• Loopmancer
• Мародери
• Marvel’s Spider-Man Remastered
• Microsoft Flight Simulator
• Среднощен лов на духове
• Mount and Blade 2 Bannerlord
• Нарака Bladepoiint
• Портал RTX
• Изтръгна
• The Witcher 3 Див лов
• Warhammer 40 000 Darktide

DLSS срещу FSR срещу RSR срещу XeSS

AMD е най-големият конкурент на Nvidia, когато става въпрос за графични технологии. Да се ​​конкурира с DLSS, AMD пусна FidelityFX Super Resolution (FSR) през 2021 г. Въпреки че постига същата цел за подобряване на визуалните ефекти, като същевременно повишава скоростта на кадрите, FSR работи доста по-различно от DLSS. FSR изобразява кадри с по-ниска разделителна способност и след това използва алгоритъм за пространствено мащабиране с отворен код, за направете играта да изглежда така, сякаш работи с по-висока разделителна способност и не взема предвид вектора на движение данни. DLSS използва AI алгоритъм, за да достави същите резултати, но тази техника се поддържа само от собствените RTX GPU на Nvidia. FSR, от друга страна, може да работи на почти всеки GPU.

В допълнение към FSR, AMD също има Radeon Super Resolution (RSR), което е техника за пространствено мащабиране, която използва AI. Въпреки че това звучи подобно на DLSS, има разлики. RSR е изграден с помощта на същия алгоритъм като FidelityFX Super Resolution (FSR) и е базирана на драйвер функция, която се доставя чрез софтуера Adrenalin на AMD. RSR има за цел да запълни празнината, където FSR не е наличен, тъй като последният трябва да бъде внедрен директно в конкретни игри. По същество RSR трябва да работи в почти всяка игра, тъй като не изисква разработчиците да го прилагат. Трябва да се отбележи, че FSR е наличен в по-новите графични процесори на Nvidia и AMD, а RSR, от друга страна, е съвместим само с RDNA картите на AMD, които включват Radeon RX 5000 и Серия RX 6000. Скоро тази гама ще бъде разширена, за да включва RDNA 3 и графичните процесори от серията Radeon RX 7000.

Intel също работи върху своя собствена технология за суперсемплиране, наречена Xe Супер семплиране (XeSS)и за разлика от FSR или DLSS, има две различни версии. Първият използва XMX матричните математически единици, които присъстват в новия му Графични процесори Arc Alchemist; тези XMX единици се грижат за цялата обработка на AI от хардуерната страна. Другата версия използва широко приетата инструкция за векторен точков продукт с четири елемента (DP4a), като по този начин се премахва зависимостта от собствения хардуер на Intel и се позволява на XeSS да работи на Nvidia и AMD графични процесори.

Препоръки на редакторите

• Nvidia току-що ли поправи разтопените захранващи конектори на RTX 4090?
• RTX 4060 Ti 16GB стартира на 18 юли на фона на отчаяни намаления на цените
• Какво е RAM? Ето всичко, което трябва да знаете
• Какво е GDDR7? Всичко, което трябва да знаете за VRAM от следващо поколение
• Тествах новата RTX 4060 на Nvidia срещу RX 7600 - и не е хубава