Nvidia RTX DLSS: viss, kas jums jāzina

Nvidia ir divas izcilas funkcijas RTX 30 sērija un RTX 40 sērija grafiskās kartes: staru izsekošana un DLSS. Gan PlayStation 5, gan Xbox Series X ir paveikuši labu darbu, iepazīstinot lielāko daļu cilvēku ar staru izsekošanu, taču DLSS joprojām ir nedaudz neskaidrs. Tas ir nedaudz sarežģīts, taču tas ļauj spēlēt spēli ar virtualizētu augstāku izšķirtspēju, saglabājot lielāku detalizāciju un lielāks kadru nomaiņas ātrums, neapliekot tik lielu nodokļu karti grafikas kartei. Tas sniedz jums labāko no visām pasaulēm, izmantojot mašīnmācības spēku un ieviešot DLSS 3, tehnoloģija tikko kļuva vēl jaudīgāka.

Bet stāstā ir nedaudz vairāk par to. Šeit ir viss, kas jums jāzina par DLSS, kā tas darbojas un ko tas var sniegt jūsu datorspēlēm.

Kas ir DLSS?

DLSS nozīmē dziļās mācīšanās supersampling. “Superizlases” bits attiecas uz pretizlabošanas metodi, kas izlīdzina robainās malas, kas parādās renderētajā grafikā. Tomēr salīdzinājumā ar citiem anti-aliasing veidiem SSAA (superizlases anti-aliasing) darbojas, atveidojot attēlu ar daudz augstāku izšķirtspēju un izmantojot šos datus, lai aizpildītu sākotnējās izšķirtspējas nepilnības.

“Dziļās mācīšanās” daļa ir Nvidia slepenā mērce. Izmantojot mašīnmācības jaudu, Nvidia var apmācīt AI modeļus ar augstas izšķirtspējas skenēšanu. Pēc tam anti-aliasing metode var izmantot AI modeli, lai aizpildītu trūkstošo informāciju. Tas ir svarīgi, jo SSAA parasti prasa, lai augstākas izšķirtspējas attēls ir jāatveido lokāli. Nvidia to dara bezsaistē, ārpus datora, nodrošinot superizlases priekšrocības bez skaitļošanas papildu izmaksām.

Tas viss ir iespējams, pateicoties Nvidia Tensor kodoliem, kas ir pieejami tikai RTX GPU (ārpus datu centra risinājumiem, piemēram, Nvidia A100). Lai gan RTX 20 sērijas GPU iekšpusē ir Tensor kodoli, RTX 3060, 3060 Ti, 3070, 3080 un 3090 ir aprīkoti ar Nvidia otrās paaudzes Tensor kodoliem, kas nodrošina lielāku veiktspēju katram kodolam.

Nvidia jaunākās grafiskās kartes no RTX 40-Series piedāvā Tensor kodolus līdz ceturtajai paaudzei. Tas padara DLSS pastiprinājumu vēl jaudīgāku. Pateicoties jaunajam 8 bitu peldošā komata tensora dzinējam, kodolu caurlaidspēja ir palielinājusies pat piecas reizes, salīdzinot ar iepriekšējo paaudzi.

Nvidia šajā jomā ir līderis, lai gan AMD ir jauns FidelityFX Super Resolution funkcija varētu nodrošināt sīvu konkurenci. Pat Intel ir sava supersampling tehnoloģija, ko sauc Intel XeSSvai Intel Xe Super Sampling. Vairāk par to vēlāk.

Ko patiesībā dara DLSS?

DLSS ir izsmeļoša Nvidia AI algoritma mācīšanas rezultāts, lai radītu labākas spēles. Pēc spēles atveidošanas ar zemāku izšķirtspēju DLSS izsecina informāciju no savas zināšanu bāzes augstas izšķirtspējas attēla apmācība, lai radītu attēlu, kas joprojām izskatās tā, it kā tas darbotos ar augstāku līmeni izšķirtspēju. Ideja ir panākt, lai spēles, kas renderētas ar 1440p, izskatītos tā, it kā tās darbotos ar 4K vai 1080p spēlēm, lai tās izskatītos kā 1440p. DLSS 2.0 piedāvā četras reizes lielāku izšķirtspēju, ļaujot atveidot spēles 1080p izšķirtspējā, vienlaikus izvadot tās 4K izšķirtspējā.

Tradicionālākas augstas izšķirtspējas metodes var izraisīt artefaktus un kļūdas iespējamā attēlā, taču DLSS ir paredzēts darbam ar šīm kļūdām, lai radītu vēl labāku attēlu. Pareizos apstākļos tas var nodrošināt ievērojamus veiktspējas uzlabojumus, neietekmējot spēles izskatu un sajūtu; gluži pretēji, tas var padarīt spēli vēl labāku.

Kur patīk agrīnās DLSS spēles Final Fantasy XV nodrošināja nelielus kadru ātruma uzlabojumus tikai no 5 kadriem sekundē (fps) līdz 15 kadriem sekundē, jaunākajos laidienos ir bijuši daudz lielāki uzlabojumi. Ar tādām spēlēm kā Piegādājiet mums Mēnesi un Volfenšteins: Youngblood, Nvidia ieviesa jaunu DLSS AI dzinēju, kas, kā mums teikts, uzlabo attēla kvalitāti, īpaši ar zemāku izšķirtspēju, piemēram, 1080p, un dažos gadījumos var palielināt kadru ātrumu par vairāk nekā 50%.

Izmantojot jaunāko DLSS 3 iterāciju, kadru ātruma pieaugums varētu būt vēl ievērojamāks, pateicoties jaunajai kadru ģenerēšanas funkcijai. Iepriekšējās DLSS implementācijās tikai Tensor kodoli uzlaboja kadru izskatu, taču tagad kadrus var renderēt, izmantojot tikai AI. Mēs sīkāk apspriedīsim DLSS 3 vēlāk.

Ir arī jauni kvalitātes regulēšanas režīmi, ko DLSS lietotāji var veikt, izvēloties veiktspēju, Līdzsvarots un kvalitatīvs, katrs koncentrējot RTX GPU Tensor kodolspēku uz citu aspektu DLSS.

Kā darbojas DLSS?

DLSS piespiež spēli renderēt ar zemāku izšķirtspēju (parasti 1440p) un pēc tam izmanto savu apmācīto AI algoritmu, lai secinātu, kā tā izskatītos, ja tā tiktu renderēta ar augstāku izšķirtspēju (parasti 4K). Tas tiek darīts, izmantojot dažus anti-aliasing efektus (iespējams, paša Nvidia TAA) un dažus automatizētus asināšanu. Vizuālie artefakti, kas nebūtu redzami augstākā izšķirtspējā, arī tiek izlīdzināti un pat izmantoti, lai izsecinātu detaļas, kurām vajadzētu būt attēlā.

Kā Eurogamer skaidro, AI algoritms ir apmācīts skatīt noteiktas spēles ar ārkārtīgi augstu izšķirtspēju (domājams, 64x supersampling) un tiek destilēts līdz kaut kas ir tikai dažus megabaitus liels, pirms tas tiek pievienots jaunākajiem Nvidia draiveru laidieniem un padarīts pieejams spēlētājiem visā pasaulē. Sākotnēji Nvidia bija jāiziet šis process katrā spēlē. DLSS 2.0 versijā Nvidia nodrošina vispārīgu risinājumu, tāpēc AI modelis vairs nav jāapmāca katrai spēlei.

Faktiski DLSS ir reāllaika versija Nvidia ekrānuzņēmumu uzlabojošā Ansel tehnoloģija. Tas atveido attēlu ar zemāku izšķirtspēju, lai uzlabotu veiktspēju, un pēc tam izmanto dažādus efektus, lai nodrošinātu relatīvi salīdzināmu kopējo efektu izšķirtspējas paaugstināšanai.

Rezultāts var būt jaukts, taču kopumā tas rada lielāku kadru ātrumu, būtiski nezaudējot vizuālo precizitāti. Nvidia apgalvo, ka Remedy Entertainment kadru nomaiņas ātrums var uzlaboties pat par 75%. Kontrole izmantojot gan DLSS, gan staru izsekošanu. Parasti tas ir mazāk izteikts, un ne visi mīl DLSS spēles iespējamo izskatu, taču iespēja noteikti ir pieejama tiem, kas vēlas izdaiļot savas spēles, nemaksājot par to, kas ir augstāks izšķirtspēju.

In Death Stranding, mēs novērojām ievērojamus uzlabojumus 1440p izšķirtspējā salīdzinājumā ar vietējo renderēšanu. Veiktspējas režīms zaudēja dažas smalkākās detaļas aizmugurējā iepakojumā, īpaši lentē. Kvalitātes režīms saglabāja lielāko daļu detaļu, vienlaikus izlīdzinot dažas sākotnējā renderēšanas neapstrādātās malas. Mūsu ekrānuzņēmums “DLSS izslēgts” parāda kvalitāti bez anti-aliasing. Lai gan DLSS neuztur šo kvalitātes līmeni, tas ir ļoti efektīvs cīņā pret aizstājvārdiem, vienlaikus saglabājot lielāko daļu detaļu.

Mēs neredzējām nekādu pārmērīgu asināšanu Death Stranding, bet ar to jūs varat saskarties, izmantojot DLSS.

Laika gaitā labāk

DLSS var dot iespēju spēlētājiem, kuri nevar sasniegt ērtu kadru nomaiņas ātrumu ar izšķirtspēju virs 1080p, iespēju to izdarīt ar secinājumiem. DLSS noteikti ir viena no jaudīgākajām RTX GPU funkcijām. Tie nav tik spēcīgi, kā mēs varētu cerēt, un staru izsekošanas efekti ir skaisti, taču tiem parasti ir ievērojams ietekme uz veiktspēju, bet DLSS sniedz mums labāko no abām pasaulēm: labāka izskata spēles, kas arī darbojas labāk.

Sākotnēji šķita, ka DLSS būs nišas funkcija zemas klases grafikas kartēm, taču tas tā nav. Tā vietā DLSS ir iespējojis tādas spēles kā Kiberpanks 2077 un Kontrole lai uzlabotu vizuālo precizitāti augstākās klases aparatūrā, nepadarot spēles nespēlējamas. DLSS paaugstina zemas klases aparatūru, vienlaikus sniedzot ieskatu augstākās klases aparatūras nākotnē.

Nvidia ir parādījis RTX 3090 renderēšanas spēles, piemēram Volfenšteins: YoungBlood 8K ar ieslēgtu staru izsekošanu un DLSS. Lai gan 8K plašā ieviešana vēl ir tālu, 4K displeji kļūst arvien izplatītāki. Tā vietā, lai renderētu sākotnējā 4K izšķirtspējā un cerētu saglabāt aptuveni 50 kadri/s līdz 60 kadri/s, spēlētāji var renderēt ar 1080p vai 1440p un izmantot DLSS, lai aizpildītu trūkstošo informāciju. Rezultāts ir lielāks kadru nomaiņas ātrums bez ievērojama attēla kvalitātes zuduma.

Arī DLSS visu laiku tiek uzlabots, un tas saņem regulārus atjauninājumus, mēģinot uzlabot AI algoritmu. Tagad tas ļauj gudrāk izmantot kustību vektorus, kas būtībā palīdz uzlabot objektu izskatu, kad tie pārvietojas. Atjauninājums arī samazina dubultošanos, padara daļiņu efektus skaidrākus un uzlabo laika stabilitāti. DLSS 2 tagad ir diezgan plaši izmantots, un 2022. gada septembrī to atbalsta 216 spēles.

Tomēr uzlabojumi ar to nebeidzas. Patiesībā, ieviešot DLSS 3, lietas kļūs daudz interesantākas.

DLSS 3 no jauna izgudro tehnoloģiju, renderējot kadrus, nevis pikseļus

20. septembrī, tās GTC 2022 pamatnostādnes laikā, Nvidia paziņoja par DLSS 3 — jaunāko tehnoloģijas atkārtojumu, kas būs pieejams RTX 40. sērijas grafisko karšu īpašniekiem. Atšķirībā no dažiem iepriekšējiem, mazākiem atjauninājumiem, DLSS izmaiņas šoreiz ir lielas, un tās var piedāvāt milzīgs veiktspējas pieaugums, pievienojot AI ģenerētus kadrus, kas tiek izveidoti, izmantojot īstos kadrus, ko GPU renderē. Tas ļoti atšķiras no DLSS un DLSS 2, kas tikko uzlaboja reālus kadrus ar AI darbinātu palielināšanu.

Pašlaik ir četri GPU, kas atbalsta DLSS 3:

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

Mūsu RTX 4090 pārskatā, mēs noskaidrojām, ka DLSS 3 spēja nodrošināt ievērojami lielāku kadru ātrumu nekā DLSS 2. In Kiberpanks 2077 4K izšķirtspējā ar maksimālo staru izsekošanu, ieslēdzot DLSS 3, tika iegūts gandrīz par 50% vairāk kadru nekā tikai izmantojot DLSS 2; salīdzinājumā ar to, ka DLSS neizmantoja vispār, DLSS 3 bija vairāk nekā trīs reizes lielāks kadru nomaiņas ātrums. Šajā aspektā DLSS 3 nodrošina tieši tā, kā solīja Nvidia.

Tomēr DLSS 3 ir daži tehniski ierobežojumi. Būtībā DLSS ievieto AI ģenerētu kadru starp diviem reāliem kadriem, un šis AI rāmis tiek izveidots, pamatojoties uz atšķirībām starp diviem reālajiem kadriem. Protams, tas nozīmē, ka GPU nevar parādīt otro reālo kadru, pirms redzat mākslīgā intelekta ģenerēto kadru, tāpēc latentums ir tik daudz lielāks, izmantojot DLSS 3. Tas ir iemesls, kāpēc Nvidia Reflex ir arī jāiespējo, lai DLSS 3 darbotos.

Otrs galvenais DLSS 3 ierobežojums ir saistīts ar AI ģenerētiem kadriem, kuros ir kļūdas un dīvainas vizuālas kļūdas. Pārbaudot, mēs atklājām, ka, iespējojot DLSS 3, tika novērota vispārēja kvalitātes pazemināšanās, ko ir viegli nepamanīt, kad kadru ātruma pieaugums ir tik liels, taču dažas kvalitātes problēmas ir grūti ignorēt. Jo īpaši UI vai HUD elementi tiek izkropļoti mākslīgā intelekta radītajos kadros, iespējams, tāpēc, ka mākslīgais intelekts ir paredzēts 3D videi, nevis 2D tekstam, kas atrodas pašā spēlē. DLSS 2 nav šīs problēmas, jo lietotāja saskarne atšķirībā no DLSS 3 tiek renderēta neatkarīgi no 3D elementiem.

Zemāk ir ekrānuzņēmums no Kiberpanks 2077 salīdzinot DLSS 3, DLSS 2 un sākotnējo izšķirtspēju no kreisās puses uz labo. Runājot par vidi, abas DLSS ieviešanas ir labākas nekā vietējā, taču jūs varat skatiet arī to, ka DLSS 3 ekrānuzņēmumā kreisajā pusē uzdevuma marķieris ir izkropļots un teksts ir nelasāms. Tas parasti notiek AI ģenerētajos kadros spēlēs, kurām ir DLSS 3.

No vienas puses, DLSS 3 nospiež kadrus vēl augstāk, un tam parasti nav daudz sliktākas vizuālās kvalitātes nekā DLSS 2. Taču, no otras puses, iespējojot DLSS 3, latentums ir ļoti augsts attiecībā pret kadru ātrumu un var radīt dīvainas vizuālas kļūdas, īpaši lietotāja interfeisa un HUD elementos. Latenta samazināšana un vizuālo artefaktu samazināšana neapšaubāmi būs izaicinājums Nvidia, jo tie ir būtiski kompromisi, kas nāk ar DLSS 3. Tomēr pirmās paaudzes tehnoloģijai tas ir labs pirmais mēģinājums, un, cerams, Nvidia varēs uzlabot lietas ar turpmākajām DLSS 3 iterācijām.

DLSS 3 pamazām nonāk vairākās spēlēs. Šeit ir nosaukumi, kas pašlaik atbalsta DLSS 3:

• Mēra pasaka: Rekviēms
• Atomiskā sirds
• Spilgta atmiņa: bezgalīga
• Černobilīts
• Iekarotāja asmens
• Kiberpanks 2077
• Piegādājiet mums Marsu
• Iznīcini visus cilvēkus 2
• Mirstošā gaisma 2
• F1 22
• DURTE: Kalta Ēnu lāpā
• Hitmens 3
• Cūkkārpas mantojums
• Ikars
• Jurassic World Evolution 2
• Taisnīgums
• Loopmancer
• Marodieri
• Marvel's Spider-Man ir pārveidots
• Microsoft lidojumu simulators
• Pusnakts spoku medības
• Mount and Blade 2 Bannerlord
• Naraka Bladepoiint
• Portāls RTX
• Izraušana
• The Witcher 3 Wild Hunt
• Warhammer 40 000 Darktide

DLSS pret FSR pret RSR pret XeSS

AMD ir lielākais Nvidia konkurents grafikas tehnoloģiju jomā. Lai konkurētu ar DLSS, AMD izlaista FidelityFX Super Resolution (FSR) 2021. gadā. Lai gan tas sasniedz to pašu mērķi uzlabot vizuālos attēlus, vienlaikus palielinot kadru ātrumu, FSR darbojas diezgan atšķirīgi no DLSS. FSR renderē kadrus ar zemāku izšķirtspēju un pēc tam izmanto atvērtā koda telpiskās palielināšanas algoritmu, lai lai spēle izskatītos tā, it kā tā darbotos ar augstāku izšķirtspēju un neņem vērā kustības vektoru datus. DLSS izmanto AI algoritmu, lai nodrošinātu tādus pašus rezultātus, taču šo paņēmienu atbalsta tikai pašas Nvidia RTX GPU. No otras puses, FSR var strādāt ar gandrīz jebkuru GPU.

Papildus FSR AMD ir arī Radeon Super Resolution (RSR), kas ir telpiskās palielināšanas tehnika, kas izmanto AI. Lai gan tas izklausās līdzīgi kā DLSS, pastāv atšķirības. RSR ir izveidots, izmantojot to pašu algoritmu kā FidelityFX Super Resolution (FSR), un tā ir uz draiveri balstīta funkcija, kas tiek nodrošināta, izmantojot AMD Adrenalin programmatūru. RSR mērķis ir aizpildīt plaisu, kur FSR nav pieejams, jo pēdējais ir jāievieš tieši konkrētās spēlēs. Būtībā RSR vajadzētu darboties gandrīz jebkurā spēlē, jo izstrādātājiem nav nepieciešams to ieviest. Jo īpaši FSR ir pieejams jaunākos Nvidia un AMD GPU, un, no otras puses, RSR ir saderīgs tikai ar AMD RDNA kartēm, kas ietver Radeon RX 5000 un RX 6000 sērija. Drīzumā šis klāsts tiks paplašināts, iekļaujot tajā RDNA 3 un tā Radeon RX 7000 sērijas GPU.

Intel ir strādājis arī pie savas supersampling tehnoloģijas, ko sauc Xe Super Sampling (XeSS), un atšķirībā no FSR vai DLSS ir pieejamas divas dažādas versijas. Pirmajā tiek izmantotas XMX matricas matemātikas vienības, kas ir tās jaunajā Arc Alchemist GPU; šīs XMX vienības rūpējas par visu AI apstrādi aparatūras pusē. Otrā versijā tiek izmantota plaši pieņemtā četru elementu vektorpunktu produkta (DP4a) instrukcija, tādējādi novēršot atkarību no paša Intel aparatūras un ļaujot XeSS darboties ar Nvidia un AMD GPU.

Redaktoru ieteikumi

• Vai Nvidia tikko salaboja RTX 4090 kušanas strāvas savienotājus?
• RTX 4060 Ti 16GB tiks laists klajā 18. jūlijā, izmisīgi samazinot cenas
• Kas ir RAM? Šeit ir viss, kas jums jāzina
• Kas ir GDDR7? Viss, kas jums jāzina par nākamās paaudzes VRAM
• Es pārbaudīju Nvidia jauno RTX 4060 pret RX 7600 — un tas nav skaisti