Nvidia RTX DLSS: vše, co potřebujete vědět

Nvidia má dvě výjimečné funkce RTX řady 30 a Řada RTX 40 grafické karty: ray tracing a DLSS. PlayStation 5 a Xbox Series X odvedly dobrou práci a představily většině lidí sledování paprsků, ale DLSS je stále trochu mlhavé. Je to trochu složité, ale umožňuje vám hrát hru s virtualizovaným vyšším rozlišením a zachováním větších detailů a vyšší snímkové frekvence, aniž by byla vaše grafická karta tolik zatěžována. Díky využití síly strojového učení a zavedením získáte to nejlepší ze všech světů DLSS 3, technologie je nyní ještě výkonnější.

Ale v příběhu je toho trochu víc. Zde je vše, co potřebujete vědět o DLSS, jak funguje a co může udělat pro vaše počítačové hry.

Co je DLSS?

DLSS je zkratka pro hluboké učení supersampling. Bit „supersampling“ označuje metodu vyhlazování, která vyhlazuje zubaté okraje, které se objevují na vykreslené grafice. Na rozdíl od jiných forem vyhlazování však SSAA (vyhlazování s převzorkováním) funguje tak, že vykresluje obraz v mnohem vyšším rozlišení a tato data používá k vyplnění mezer v nativním rozlišení.

Část „hlubokého učení“ je tajnou omáčkou Nvidie. S využitím síly strojového učení může Nvidia trénovat modely umělé inteligence skenováním ve vysokém rozlišení. Poté může metoda vyhlazování použít model AI k doplnění chybějících informací. To je důležité, protože SSAA obvykle vyžaduje, abyste obrázek s vyšším rozlišením vykreslili lokálně. Nvidia to dělá offline, mimo váš počítač, a poskytuje výhody supersamplingu bez výpočetní režie.

To vše je možné díky jádrům Tensor společnosti Nvidia, která jsou k dispozici pouze v GPU RTX (mimo řešení datových center, jako je např. Nvidia A100). Ačkoli GPU řady RTX 20 mají uvnitř jádra Tensor, RTX 3060, 3060 Ti, 3070, 3080 a 3090 přicházejí s jádry Tensor druhé generace od Nvidie, která nabízejí vyšší výkon na jádro.

Nejnovější grafické karty Nvidia z řady RTX 40 přinášejí jádra Tensor na jejich čtvrtou generaci. Díky tomu je zesílení DLSS ještě silnější. Díky novému 8bitovému enginu tenzoru s plovoucí desetinnou čárkou se propustnost jader zvýšila až pětkrát ve srovnání s předchozí generací.

Nvidia vede v této oblasti, i když je AMD novinkou Funkce FidelityFX Super Resolution může poskytnout silnou konkurenci. I Intel má vlastní technologii supersamplingu tzv Intel XeSSnebo Intel Xe Super Sampling. Více o tom později.

Co vlastně DLSS dělá?

DLSS je výsledkem vyčerpávajícího procesu výuky algoritmu umělé inteligence Nvidie pro vytváření lépe vypadajících her. Po vykreslení hry v nižším rozlišení DLSS odvodí informace ze své znalostní báze trénink obrazu v super rozlišení pro generování obrazu, který stále vypadá, jako by běžel ve vyšším rozlišení rozlišení. Cílem je, aby hry vykreslené v rozlišení 1440p vypadaly, jako by běžely v rozlišení 4K nebo 1080p, aby vypadaly jako 1440p. DLSS 2.0 nabízí čtyřnásobné rozlišení, což vám umožňuje vykreslovat hry v rozlišení 1080p při jejich výstupu ve 4K.

Tradičnější techniky super-rozlišení mohou vést k artefaktům a chybám v případném obrázku, ale DLSS je navrženo tak, aby s těmito chybami pracovalo a vytvořilo ještě lépe vypadající obrázek. Za správných okolností může poskytnout podstatné zvýšení výkonu, aniž by to ovlivnilo vzhled a dojem ze hry; naopak může hru ještě vylepšit.

Tam, kde se líbí rané DLSS hry Final Fantasy XV přinesl mírné zlepšení snímkové frekvence z pouhých 5 snímků za sekundu (fps) na 15 snímků za sekundu, novější verze zaznamenaly mnohem větší zlepšení. S hrami jako Doruč nám Měsíc a Wolfenstein: Youngblood, Nvidia představila nový AI engine pro DLSS, o kterém nám bylo řečeno, že zlepšuje kvalitu obrazu, zejména při nižších rozlišeních, jako je 1080p, a může zvýšit snímkovou frekvenci v některých případech o více než 50 %.

S nejnovější iterací DLSS 3 může být zisk snímkové frekvence ještě výraznější díky nové funkci generování snímků. Předchozí implementace DLSS měly právě jádra Tensor, aby snímky vypadaly lépe, ale nyní lze snímky vykreslovat pouze pomocí AI. DLSS 3 probereme podrobněji později.

K dispozici jsou také nové režimy úpravy kvality, které mohou uživatelé DLSS provádět a vybírat mezi výkonem, Vyvážený a kvalitní, z nichž každý zaměřuje výkon jádra Tensor GPU RTX na jiný aspekt DLSS.

Jak funguje DLSS?

DLSS nutí hru, aby se vykreslovala v nižším rozlišení (obvykle 1440p) a poté pomocí svého trénovaného algoritmu AI odvodila, jak by vypadala, kdyby byla vykreslena ve vyšším rozlišení (obvykle 4K). Dělá to pomocí některých efektů anti-aliasingu (pravděpodobně vlastní TAA Nvidie) a některého automatického ostření. Vizuální artefakty, které by nebyly přítomny ve vyšším rozlišení, jsou také vyžehleny a dokonce použity k odvození detailů, které by měly být přítomny na obrázku.

Tak jako Eurogamer vysvětlujeAlgoritmus umělé inteligence je natrénován tak, aby sledoval určité hry v extrémně vysokém rozlišení (údajně 64x supervzorkování) a je destilován na něco o velikosti jen několik megabajtů, než bylo přidáno do nejnovějších verzí ovladačů Nvidia a zpřístupněno hráčům po celém světě svět. Původně měla Nvidia tímto procesem projít hru od hry. V DLSS 2.0 poskytuje Nvidia obecné řešení, takže model AI již není třeba trénovat pro každou hru.

Ve skutečnosti je DLSS verzí v reálném čase Technologie Ansel pro vylepšení snímků obrazovky od Nvidie. Vykresluje obraz v nižším rozlišení pro zvýšení výkonu a poté aplikuje různé efekty, aby poskytl relativně srovnatelný celkový efekt se zvýšením rozlišení.

Výsledkem může být mix, ale obecně to vede k vyšším snímkovým frekvencím bez podstatné ztráty vizuální věrnosti. Nvidia tvrdí, že obnovovací frekvence se může v Remedy Entertainment zlepšit až o 75 %. Řízení při použití DLSS i sledování paprsků. Obvykle je to méně výrazné a ne každý je fanouškem konečného vzhledu hry DLSS, ale tato možnost je tu určitě pro ty, kteří chtějí zkrášlit své hry bez nákladů na provoz na vyšší rozlišení.

v Death Stranding, jsme zaznamenali výrazná vylepšení při rozlišení 1440p oproti nativnímu vykreslování. Režim Performance ztratil některé jemnější detaily na zadním obalu, zejména na pásce. Režim kvality zachoval většinu detailů a zároveň vyhladil některé hrubé okraje nativního vykreslení. Náš snímek obrazovky „DLSS off“ ukazuje kvalitu bez jakéhokoli vyhlazování. Ačkoli DLSS nezachovává tuto úroveň kvality, je velmi efektivní v boji proti aliasingu při zachování většiny detailů.

Žádné přeostření jsme nezaznamenali Death Stranding, ale s tím se můžete setkat při používání DLSS.

Časem lepší

DLSS má potenciál dát hráčům, kteří nemohou zcela dosáhnout pohodlných snímkových frekvencí při rozlišení nad 1080p, možnost tak učinit s odvozením. DLSS je určitě jednou z nejvýkonnějších funkcí RTX GPU. Nejsou tak silné, jak jsme mohli doufat, a efekty sledování paprsků jsou pěkné, ale mívají značné dopad na výkon, ale DLSS nám dává to nejlepší z obou světů: lépe vypadající hry, které také fungují lépe.

Původně se zdálo, že DLSS bude specializovaná funkce pro grafické karty nižší třídy, ale není tomu tak. Místo toho DLSS umožnil hry jako Cyberpunk 2077 a Řízení prosadit vizuální věrnost na špičkovém hardwaru, aniž by se hry staly nehratelnými. DLSS povyšuje hardware nižší třídy a zároveň poskytuje pohled do budoucnosti pro špičkový hardware.

Nvidia ukázala vykreslování her RTX 3090 jako Wolfenstein: YoungBlood na 8K se zapnutým sledováním paprsků a DLSS. Ačkoli je široké přijetí 8K stále daleko, 4K displeje jsou stále běžnější. Místo vykreslování v nativním rozlišení 4K a doufání, že se budou držet kolem 50 až 60 snímků za sekundu, mohou hráči vykreslovat v rozlišení 1080p nebo 1440p a pomocí DLSS doplnit chybějící informace. Výsledkem jsou vyšší snímkové frekvence bez znatelné ztráty kvality obrazu.

DLSS se také neustále zlepšuje a dostává pravidelné aktualizace ve snaze zlepšit algoritmus AI. Nyní mu umožňuje chytřeji využívat pohybové vektory, což v podstatě pomáhá zlepšit vzhled objektů, když se pohybují. Aktualizace také snižuje duchy, činí efekty částic jasnější a zlepšuje časovou stabilitu. DLSS 2 je nyní poměrně široce přijato a od září 2022 jej podporuje 216 her.

Tím však vylepšení nekončí. Ve skutečnosti se s představením DLSS 3 věci stanou mnohem zajímavější.

DLSS 3 znovu objevuje technologii vykreslováním snímků namísto pixelů

20. září během své hlavní přednášky GTC 2022Nvidia oznámila DLSS 3 — nejnovější iteraci technologie, která bude dostupná majitelům grafických karet řady RTX 40. Na rozdíl od některých předchozích menších aktualizací jsou změny v DLSS tentokrát velké a mají potenciál nabídnout obrovský nárůst výkonu s přidáním snímků generovaných umělou inteligencí, které jsou vytvářeny pomocí skutečných snímků, které GPU vykresluje. To se velmi liší od DLSS a DLSS 2, které jen upravily skutečné snímky pomocí upscalingu poháněného umělou inteligencí.

V současné době existují čtyři GPU, které podporují DLSS 3:

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

V naší recenzi RTX 4090, zjistili jsme, že DLSS 3 byl schopen poskytovat výrazně vyšší snímkové frekvence než DLSS 2. v Cyberpunk 2077 při 4K s ray tracingem nastaveným na maximum přineslo zapnutí DLSS 3 téměř o 50 % více snímků než pouhé použití DLSS 2; ve srovnání s tím, že DLSS vůbec nepoužíval, měl DLSS 3 více než trojnásobek snímkové frekvence. V tomto ohledu DLSS 3 přináší přesně to, co Nvidia slíbila.

S DLSS 3 však existují určitá technická omezení. DLSS v zásadě vloží snímek vygenerovaný AI mezi dva skutečné snímky a tento snímek AI se vytvoří na základě rozdílů mezi dvěma skutečnými snímky. Přirozeně to znamená, že vám GPU nemůže ukázat druhý skutečný snímek, dokud neuvidíte snímek generovaný AI, a proto je latence u DLSS 3 mnohem vyšší. Toto je důvod Nvidia Reflex také musí být povoleno, aby DLSS 3 fungoval.

Dalším velkým omezením DLSS 3 je jednoduše to, že snímky generované AI mají chyby a podivné vizuální chyby. Při našem testování jsme zjistili, že při aktivaci DLSS 3 došlo k obecnému snížení kvality, což lze snadno přehlédnout, když jsou zisky snímkové frekvence tak vysoké, ale některé problémy s kvalitou je těžké ignorovat. Zejména prvky uživatelského rozhraní nebo HUD jsou v rámcích generovaných AI zkomolené, pravděpodobně proto, že AI je zaměřena na 3D prostředí a ne na 2D text, který je na vrcholu samotné hry. DLSS 2 tento problém nemá, protože uživatelské rozhraní se na rozdíl od DLSS 3 vykresluje nezávisle na 3D prvcích.

Níže je snímek obrazovky z Cyberpunk 2077 porovnání DLSS 3, DLSS 2 a nativního rozlišení zleva doprava. Pokud jde o prostředí, obě implementace DLSS jsou lepší než nativní, ale můžete také se podívejte, že na snímku obrazovky DLSS 3 vlevo je značka questu zkreslená a text je nečitelný. To se obvykle děje v rámcích generovaných AI ve hrách, které mají DLSS 3.

Na jedné straně DLSS 3 posouvá snímky ještě výše a obvykle nemá o moc horší vizuální kvalitu než DLSS 2. Ale na druhou stranu, povolení DLSS 3 způsobuje, že latence je velmi vysoká vzhledem k snímkové frekvenci a může zavádět podivné vizuální chyby, zejména na UI a HUD prvcích. Snížení latence a omezení vizuálních artefaktů bude pro Nvidii nepochybně náročné, protože se jedná o zásadní kompromisy, které přicházejí s DLSS 3. Pro technologii první generace je to však dobrý první pokus a doufejme, že Nvidia bude schopna věci zlepšit pomocí budoucích iterací DLSS 3.

DLSS 3 si pomalu razí cestu do dalších her. Zde jsou tituly, které aktuálně podporují DLSS 3:

• Morový příběh: Requiem
• Atomové Srdce
• Jasná paměť: nekonečná
• Černobylit
• Conqueror’s Blade
• Cyberpunk 2077
• Doručte nám Mars
• Zničte všechny lidi 2
• Umírající světlo 2
• F1 22
• PĚST: Ukováno v Shadow Torch
• Hitman 3
• Bradavické dědictví
• Ikar
• Vývoj Jurského světa 2
• Spravedlnost
• Loopmancer
• Marauders
• Marvel’s Spider-Man předělaný
• Microsoft Flight Simulator
• Půlnoční hon na duchy
• Mount and Blade 2 Bannerlord
• Naraka Bladepoiint
• Portál RTX
• Vytrhnout
• Zaklínač 3 Divoký hon
• Warhammer 40 000 Darktide

DLSS versus FSR versus RSR versus XeSS

AMD je největším konkurentem Nvidie, pokud jde o grafické technologie. Konkurovat DLSS, AMD vydala FidelityFX Super Resolution (FSR) v roce 2021. Ačkoli dosahuje stejného cíle, kterým je zlepšení vizuálů a zároveň zvýšení snímkové frekvence, FSR funguje zcela odlišně od DLSS. FSR vykresluje snímky v nižším rozlišení a poté používá open-source algoritmus prostorového upscalingu k aby hra vypadala, jako by běžela ve vyšším rozlišení a nezohledňovala pohybový vektor data. DLSS používá algoritmus AI k dosažení stejných výsledků, ale tuto techniku ​​podporují pouze vlastní GPU RTX společnosti Nvidia. Na druhou stranu FSR může fungovat téměř na jakémkoli GPU.

Kromě FSR má AMD také Radeon Super Resolution (RSR), což je technika prostorového upscalingu, která využívá AI. I když to zní podobně jako DLSS, existují rozdíly. RSR je vytvořeno pomocí stejného algoritmu jako FidelityFX Super Resolution (FSR) a je to funkce založená na ovladači, která je dodávána prostřednictvím softwaru AMD Adrenalin. RSR si klade za cíl vyplnit mezeru tam, kde FSR není k dispozici, protože druhý musí být implementován přímo do konkrétních her. RSR by v podstatě mělo fungovat téměř v jakékoli hře, protože nevyžaduje, aby ji implementovali vývojáři. Je pozoruhodné, že FSR je k dispozici na novějších GPU Nvidia a AMD a RSR je na druhé straně kompatibilní pouze s kartami RDNA AMD, které zahrnují Radeon RX 5000 a Řada RX 6000. Brzy bude tato sestava rozšířena o RDNA 3 a jeho GPU řady Radeon RX 7000.

Intel také pracuje na vlastní technologii supersamplingu tzv Xe Super Sampling (XeSS)a na rozdíl od FSR nebo DLSS jsou k dispozici dvě různé verze. První využívá XMX maticové matematické jednotky, které jsou přítomny v jeho novém GPU Arc Alchemist; tyto jednotky XMX se starají o veškeré zpracování AI na hardwarové straně. Druhá verze využívá široce přijímanou instrukci čtyřprvkového vektorového bodového součinu (DP4a), čímž se odstraní závislost na vlastním hardwaru Intelu a umožní XeSS pracovat na Nvidii a AMD GPU.

Doporučení redakce

• Opravila Nvidia právě tající napájecí konektory RTX 4090?
• RTX 4060 Ti 16GB vychází 18. července uprostřed zoufalého snižování cen
• Co je RAM? Zde je vše, co potřebujete vědět
• Co je GDDR7? Vše, co potřebujete vědět o paměti VRAM nové generace
• Testoval jsem nový RTX 4060 od Nvidie proti RX 7600 – a není to hezké