Nvidia RTX DLSS: viskas, ką reikia žinoti

„Nvidia“ turi dvi išskirtines funkcijas RTX 30 serija ir RTX 40 serija vaizdo plokštės: spindulių sekimas ir DLSS. „PlayStation 5“ ir „Xbox Series X“ padarė gerą darbą supažindindami daugumą žmonių su spindulių sekimu, tačiau DLSS vis dar yra šiek tiek miglotas. Tai šiek tiek sudėtinga, tačiau leidžia žaisti žaidimą virtualizuota didesne raiška, išlaikant daugiau detalių ir didesnį kadrų dažnį neapmokestinant vaizdo plokštės. Išnaudodama mašininio mokymosi galią ir pristačiusi, ji suteikia jums geriausią iš visų pasaulių DLSS 3, technologija tapo dar galingesnė.

Tačiau istorijoje yra šiek tiek daugiau. Štai viskas, ką reikia žinoti apie DLSS, kaip jis veikia ir ką jis gali padaryti jūsų kompiuteriniams žaidimams.

Kas yra DLSS?

DLSS reiškia gilaus mokymosi supersampling. „Superatrinkimo“ bitas reiškia anti-aliasing metodą, kuris išlygina dantytus kraštus, kurie rodomi pateiktoje grafikoje. Tačiau, palyginti su kitomis anti-aliasing formomis, SSAA (supersampling anti-aliasing) veikia pateikdamas vaizdą daug didesne raiška ir naudodamas tuos duomenis, kad užpildytų savas raiškos spragas.

„Gilaus mokymosi“ dalis yra slaptasis „Nvidia“ padažas. Naudodama mašininio mokymosi galią, „Nvidia“ gali mokyti dirbtinio intelekto modelius su didelės raiškos nuskaitymu. Tada anti-aliasing metodas gali naudoti AI modelį trūkstamai informacijai užpildyti. Tai svarbu, nes SSAA paprastai reikalauja, kad didesnės raiškos vaizdą būtų pateikta vietoje. „Nvidia“ tai daro neprisijungusi, toli nuo jūsų kompiuterio, suteikdama supersampling privalumus be papildomų skaičiavimo išlaidų.

Visa tai įmanoma dėl „Nvidia“ „Tensor“ branduolių, kurie yra prieinami tik RTX GPU (ne duomenų centro sprendimuose, pvz., Nvidia A100). Nors RTX 20 serijos GPU viduje yra „Tensor“ branduoliai, RTX 3060, 3060 Ti, 3070, 3080 ir 3090 yra su „Nvidia“ antrosios kartos „Tensor“ branduoliais, kurie užtikrina didesnį kiekvieno branduolio našumą.

Naujausios „Nvidia“ vaizdo plokštės iš RTX 40 serijos pristato „Tensor“ branduolius iki ketvirtos kartos. Dėl to DLSS padidinimas tampa dar galingesnis. Dėl naujojo 8 bitų slankiojo kablelio tenzorinio variklio branduolių pralaidumas, palyginti su ankstesne karta, padidėjo net penkis kartus.

„Nvidia“ pirmauja šioje srityje, nors AMD yra naujas FidelityFX Super Resolution funkcija gali suteikti tam tikrą didelę konkurenciją. Net „Intel“ turi savo supersampling technologiją, vadinamą Intel XeSSarba Intel Xe Super Sampling. Daugiau apie tai vėliau.

Ką iš tikrųjų daro DLSS?

DLSS yra išsamaus „Nvidia“ AI algoritmo mokymo, kad būtų sukurti geriau atrodantys žaidimai, rezultatas. Pateikęs žaidimą mažesne skiriamąja geba, DLSS pateikia informaciją iš savo žinių bazės itin didelės raiškos vaizdo mokymas, kad būtų sukurtas vaizdas, kuris vis dar atrodo taip, lyg būtų rodomas aukštesnėje padėtyje rezoliucija. Idėja yra padaryti, kad žaidimai, pateikti 1440p raiška, atrodytų taip, lyg būtų žaidžiami 4K arba 1080p, kad atrodytų kaip 1440p. DLSS 2.0 siūlo keturis kartus didesnę skiriamąją gebą, todėl galite pateikti žaidimus 1080p raiška ir išvesti juos 4K.

Dėl tradicinių itin didelės raiškos technikų galutiniame paveikslėlyje gali atsirasti artefaktų ir klaidų, tačiau DLSS sukurtas dirbti su šiomis klaidomis ir sukurti dar geriau atrodantį vaizdą. Tinkamomis aplinkybėmis jis gali žymiai pagerinti našumą, nedarant įtakos žaidimo išvaizdai ir pojūčiui; priešingai, tai gali padaryti žaidimą dar geriau.

Kur patinka ankstyvieji DLSS žaidimai Final Fantasy XV pateikė nedidelį kadrų dažnio patobulinimą nuo 5 kadrų per sekundę (kadrų per sekundę) iki 15 kadrų per sekundę, o naujesniuose leidimuose pastebėta daug didesnių patobulinimų. Su žaidimais kaip Duok mums Mėnulį ir Wolfenstein: Youngblood, „Nvidia“ pristatė naują DLSS AI variklį, kuris, kaip pranešama, pagerina vaizdo kokybę, ypač esant žemesnei skyrai, pvz., 1080p, ir kai kuriais atvejais gali padidinti kadrų dažnį daugiau nei 50%.

Naudojant naujausią DLSS 3 iteraciją, kadrų dažnio padidėjimas gali būti dar didesnis dėl naujos kadrų generavimo funkcijos. Ankstesniuose DLSS diegimuose „Tensor“ branduoliai pagerino kadrų išvaizdą, tačiau dabar kadrai gali būti pateikiami naudojant tik AI. DLSS 3 išsamiau aptarsime vėliau.

Taip pat yra naujų kokybės reguliavimo režimų, kuriuos gali nustatyti DLSS naudotojai, rinkdamiesi tarp našumo, Subalansuotas ir kokybiškas, kiekvienas sutelkia RTX GPU „Tensor“ pagrindinę arklio galią į skirtingą aspektą DLSS.

Kaip veikia DLSS?

DLSS priverčia žaidimą atvaizduoti mažesne raiška (paprastai 1440p), o tada naudoja išlavintą AI algoritmą, kad padarytų išvadą, kaip atrodytų, jei jis būtų pateiktas didesne (paprastai 4K). Tai daroma naudojant tam tikrus anti-aliasing efektus (tikriausiai Nvidia TAA) ir tam tikrą automatinį ryškinimą. Vizualiniai artefaktai, kurių nebūtų esant didesnei skyrai, taip pat išlyginami ir netgi naudojami numanant detales, kurios turėtų būti vaizde.

Kaip Eurogamer paaiškina, AI algoritmas yra išmokytas žiūrėti į tam tikrus žaidimus itin didele raiška (tariamai 64x supersampling) ir distiliuojamas iki vos kelių megabaitų dydžio, kol jis buvo įtrauktas į naujausius Nvidia tvarkyklės leidimus ir tapo pasiekiamas žaidėjams visame pasaulyje pasaulis. Iš pradžių „Nvidia“ turėjo atlikti šį procesą kiekvienam žaidimui. DLSS 2.0 versijoje „Nvidia“ pateikia bendrą sprendimą, todėl dirbtinio intelekto modelio nebereikia treniruoti kiekvienam žaidimui.

Tiesą sakant, DLSS yra realaus laiko versija „Nvidia“ ekrano kopijas patobulinanti „Ansel“ technologija. Jis atvaizduoja mažesnę skiriamąją gebą, kad padidintų našumą, tada pritaiko įvairius efektus, kad būtų pasiektas palyginti panašus bendras raiškos didinimo efektas.

Rezultatas gali būti mišrus, tačiau apskritai tai padidina kadrų dažnį, neprarandant vaizdo tikslumo. „Nvidia“ teigia, kad „Remedy Entertainment“ kadrų dažnis gali padidėti net 75%. Kontrolė kai naudojate ir DLSS, ir spindulių sekimą. Paprastai jis yra mažiau ryškus, ir ne visi mėgsta DLSS žaidimo išvaizdą, tačiau Ši parinktis tikrai tinka tiems, kurie nori padailinti savo žaidimus be didesnių išlaidų rezoliucija.

Į Death Stranding, pastebėjome reikšmingus 1440p patobulinimus, palyginti su savuoju atvaizdavimu. Veikimo režimas prarado kai kurias smulkesnes galinės pakuotės detales, ypač juostoje. Kokybės režimas išlaikė didžiąją dalį detalių, tuo pačiu išlygindamas kai kuriuos neapdorotus vietinio atvaizdo kraštus. Mūsų „DLSS išjungta“ ekrano kopija rodo kokybę be jokio slapyvardžio. Nors DLSS neišlaiko tokio kokybės lygio, jis labai veiksmingas kovojant su slapyvardžiu išlaikant daugumą detalių.

Nepastebėjome per didelio aštrumo Death Stranding, bet su tuo galite susidurti naudodami DLSS.

Laikui bėgant geriau

DLSS gali suteikti žaidėjams, kurie negali pasiekti patogaus kadrų dažnio, kai skiriamoji geba didesnė nei 1080p, galimybę tai padaryti su išvadomis. DLSS tikrai yra viena iš galingiausių RTX GPU funkcijų. Jie nėra tokie galingi, kaip tikėjomės, o spindulių sekimo efektai yra gražūs, bet dažniausiai turi didelį poveikis našumui, tačiau DLSS suteikia mums geriausią iš abiejų pasaulių: geriau atrodančius žaidimus, kurie taip pat veikia geriau.

Iš pradžių atrodė, kad DLSS bus nišos funkcija žemos klasės vaizdo plokštėms, tačiau taip nėra. Vietoj to, DLSS įgalino tokius žaidimus kaip Cyberpunk 2077 ir Kontrolė kad padidintumėte vaizdo tikslumą aukščiausios klasės aparatinėje įrangoje, nepadarydami žaidimų neleistinais. DLSS pakelia žemos klasės aparatinę įrangą ir suteikia žvilgsnį į aukščiausios klasės aparatinės įrangos ateitį.

„Nvidia“ parodė tokius žaidimus kaip RTX 3090 Wolfenstein: YoungBlood esant 8K su įjungtu spindulių sekimu ir DLSS. Nors platus 8K pritaikymas dar toli, 4K ekranai tampa vis labiau paplitę. Užuot atvaizdavę savo 4K raiška ir tikėdamiesi išlaikyti nuo 50 iki 60 kadrų per sekundę, žaidėjai gali pateikti 1080p arba 1440p raiška ir naudoti DLSS trūkstamai informacijai užpildyti. Rezultatas yra didesnis kadrų dažnis be pastebimo vaizdo kokybės praradimo.

DLSS taip pat nuolat tobulėja ir reguliariai atnaujinama, kad būtų patobulintas AI algoritmas. Dabar ji leidžia išmaniau panaudoti judesio vektorius, o tai iš esmės padeda pagerinti judančių objektų išvaizdą. Atnaujinimas taip pat sumažina dubliavimą, dalelių efektų išvaizdą ir pagerina laiko stabilumą. DLSS 2 dabar yra gana plačiai pritaikytas, o 2022 m. rugsėjo mėn. jį palaiko 216 žaidimų.

Tačiau patobulinimai tuo nesibaigia. Tiesą sakant, viskas taps daug įdomiau, kai bus įdiegta DLSS 3.

DLSS 3 iš naujo išranda technologiją, vietoj pikselių atvaizduodamas kadrus

Rugsėjo 20 d. per GTC 2022 pagrindinį pranešimą, Nvidia paskelbė DLSS 3 – naujausią technologijos pakartojimą, kuris bus prieinamas RTX 40 serijos vaizdo plokščių savininkams. Skirtingai nuo kai kurių ankstesnių mažesnių atnaujinimų, DLSS pakeitimai šį kartą yra dideli ir gali pasiūlyti didžiulis našumo padidėjimas pridedant dirbtinio intelekto sukurtus kadrus, kurie sukuriami naudojant tikrus GPU kadrus perteikia. Tai labai skiriasi nuo DLSS ir DLSS 2, kurie ką tik patobulino tikrus kadrus su AI galimu padidinimu.

Šiuo metu yra keturi GPU, palaikantys DLSS 3:

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

Mūsų RTX 4090 apžvalgoje, mes nustatėme, kad DLSS 3 galėjo pateikti žymiai didesnį kadrų dažnį nei DLSS 2. Į Cyberpunk 2077 esant 4K, kai spindulių sekimas nustatytas maksimaliai, įjungus DLSS 3, gaunama beveik 50 % daugiau kadrų nei naudojant DLSS 2; palyginti su DLSS nenaudojimu, DLSS 3 kadrų dažnis buvo tris kartus didesnis. Šiuo aspektu DLSS 3 pateikia tiksliai taip, kaip žadėjo „Nvidia“.

Tačiau yra keletas techninių DLSS 3 apribojimų. Iš esmės DLSS įterpia dirbtinio intelekto sukurtą kadrą tarp dviejų tikrų kadrų ir tas AI kadras sudaromas remiantis dviejų realių kadrų skirtumais. Natūralu, kad tai reiškia, kad GPU negali parodyti antrojo tikro kadro, kol pamatysite AI sukurtą kadrą, todėl delsa yra daug didesnė naudojant DLSS 3. Tai yra priežastis, kodėl Nvidia refleksas taip pat reikia įjungti, kad DLSS 3 veiktų.

Kitas pagrindinis DLSS 3 apribojimas yra tiesiog AI sukurti kadrai, kuriuose yra klaidų ir keistų vizualinių klaidų. Atlikdami bandymus nustatėme, kad įjungus DLSS 3 apskritai pablogėjo kokybė, o tai lengva nepastebėti, kai kadrų dažnis yra toks didelis, tačiau sunku nepaisyti kai kurių kokybės problemų. Visų pirma UI arba HUD elementai iškraipomi dirbtinio intelekto sukurtuose kadruose, tikriausiai todėl, kad dirbtinis intelektas yra pritaikytas 3D aplinkai, o ne 2D tekstui, kuris yra žaidimo viršuje. DLSS 2 neturi šios problemos, nes vartotojo sąsaja pateikiama nepriklausomai nuo 3D elementų, skirtingai nei DLSS 3.

Žemiau yra ekrano kopija iš Cyberpunk 2077 lyginant DLSS 3, DLSS 2 ir savąją skiriamąją gebą iš kairės į dešinę. Kalbant apie aplinką, abu DLSS diegimai yra geresni nei vietiniai, bet jūs galite taip pat žiūrėkite, kad DLSS 3 ekrano kopijoje kairėje užduočių žymeklis yra iškraipytas, o tekstas neįskaitomas. Paprastai taip nutinka AI sukurtuose kadruose žaidimuose, kuriuose yra DLSS 3.

Viena vertus, DLSS 3 stumia kadrus dar aukščiau ir paprastai neturi daug blogesnės vaizdo kokybės nei DLSS 2. Tačiau, kita vertus, įjungus DLSS 3 delsa yra labai didelė, palyginti su kadrų dažniu, ir gali atsirasti keistų vaizdinių klaidų, ypač UI ir HUD elementuose. Sumažinti delsą ir sumažinti vaizdinius artefaktus neabejotinai bus sudėtinga „Nvidia“, nes tai yra pagrindiniai kompromisai, susiję su DLSS 3. Tačiau pirmosios kartos technologijai tai yra geras pirmasis bandymas, ir tikimės, kad „Nvidia“ galės patobulinti dalykus būsimomis DLSS 3 iteracijomis.

DLSS 3 pamažu patenka į daugiau žaidimų. Štai pavadinimai, kurie šiuo metu palaiko DLSS 3:

• Maro pasaka: Requiem
• Atominė širdis
• Ryški atmintis: begalinė
• Černobilitas
• Užkariautojo ašmenys
• Cyberpunk 2077
• Pristatykite mums Marsą
• Sunaikink visus žmones 2
• Miršta šviesa 2
• F1 22
• KUMŠTIS: padirbtas šešėliniame žibintuvėlyje
• Hitman 3
• Hogvartso palikimas
• Ikaras
• Juros periodo pasaulio evoliucija 2
• Teisingumas
• Loopmancer
• Marodieriai
• Perdarytas „Marvel“ Žmogus-voras
• Microsoft Flight Simulator
• Vidurnakčio vaiduoklių medžioklė
• Mount and Blade 2 Bannerlord
• Naraka Bladepoiint
• Portalas RTX
• Išplėšti
• „The Witcher 3“ laukinė medžioklė
• Warhammer 40 000 Darktide

DLSS ir FSR, palyginti su RSR ir XeSS

AMD yra didžiausias Nvidia konkurentas grafikos technologijų srityje. Konkuruoti su DLSS, AMD išleista FidelityFX Super Resolution (FSR) 2021 metais. Nors FSR pasiekia tą patį tikslą pagerinti vizualizaciją didinant kadrų dažnį, FSR veikia visiškai kitaip nei DLSS. FSR atvaizduoja kadrus mažesne raiška ir tada naudoja atvirojo kodo erdvinio mastelio keitimo algoritmą, kad kad žaidimas atrodytų taip, lyg jis veiktų didesne raiška ir neatsižvelgtų į judesio vektorių duomenis. DLSS naudoja AI algoritmą, kad gautų tuos pačius rezultatus, tačiau šią techniką palaiko tik pačios Nvidia RTX GPU. Kita vertus, FSR gali dirbti su beveik bet kokiu GPU.

Be FSR, AMD taip pat turi Radeon Super Resolution (RSR), kuri yra erdvinio mastelio didinimo technika, naudojanti AI. Nors tai skamba panašiai kaip DLSS, yra skirtumų. RSR sukurta naudojant tą patį algoritmą kaip FidelityFX Super Resolution (FSR) ir yra tvarkykle pagrįsta funkcija, kuri pateikiama naudojant AMD Adrenalin programinę įrangą. RSR siekia užpildyti spragą ten, kur FSR nėra, nes pastarasis turi būti įdiegtas tiesiai į konkrečius žaidimus. Iš esmės RSR turėtų veikti beveik bet kuriame žaidime, nes kūrėjams nereikia jo įdiegti. Pažymėtina, kad FSR galima naudoti naujesniuose Nvidia ir AMD GPU, o RSR, kita vertus, yra suderinamas tik su AMD RDNA kortelėmis, įskaitant Radeon RX 5000 ir RX 6000 serija. Netrukus ši serija bus išplėsta įtraukiant RDNA 3 ir jo Radeon RX 7000 serijos GPU.

„Intel“ taip pat kuria savo supersampling technologiją, vadinamą Xe Super Sampling (XeSS), ir skirtingai nei naudojant FSR arba DLSS, yra dvi skirtingos versijos. Pirmajame naudojami XMX matricos matematiniai vienetai, kurie yra naujajame Arc Alchemist GPU; šie XMX įrenginiai rūpinasi visu AI apdorojimu aparatinėje dalyje. Kitoje versijoje naudojama plačiai priimta keturių elementų vektorinio taško produkto (DP4a) instrukcija, tokiu būdu pašalinant priklausomybę nuo pačios „Intel“ aparatinės įrangos ir leidžiant XeSS veikti „Nvidia“ ir „AMD“ GPU.

Redaktorių rekomendacijos

• Ar „Nvidia“ ką tik sutvarkė RTX 4090 tirpstančias maitinimo jungtis?
• RTX 4060 Ti 16GB bus išleistas liepos 18 d., kai beviltiškai mažinamos kainos
• Kas yra RAM? Štai viskas, ką reikia žinoti
• Kas yra GDDR7? Viskas, ką reikia žinoti apie naujos kartos VRAM
• Išbandžiau naująjį Nvidia RTX 4060 su RX 7600 – ir tai nėra gražu