Nvidia RTX DLSS: все, что вам нужно знать

Nvidia имеет две выдающиеся функции на своем RTX 30-й серии и RTX 40-й серии видеокарты: трассировка лучей и DLSS. И PlayStation 5, и Xbox Series X хорошо познакомили большинство людей с трассировкой лучей, но DLSS все еще немного туманен. Это немного сложно, но позволяет вам играть в игру с виртуализированным более высоким разрешением, сохраняя большую детализацию. и более высокая частота кадров без чрезмерной нагрузки на видеокарту. Это дает вам лучшее из всех миров, используя возможности машинного обучения, а с введением ДЛСС 3, технология стала еще мощнее.

Но в этой истории есть еще кое-что. Вот все, что вам нужно знать о DLSS, о том, как он работает и что он может сделать для ваших компьютерных игр.

Что такое DLSS?

DLSS означает суперсэмплинг для глубокого обучения. Бит «суперсэмплинг» относится к методу сглаживания, который сглаживает неровные края, которые появляются на отрендеренной графике. Однако по сравнению с другими формами сглаживания SSAA (сглаживание с супервыборкой) работает, визуализируя изображение с гораздо более высоким разрешением и используя эти данные для заполнения пробелов в исходном разрешении.

Часть «глубокого обучения» — секретный соус Nvidia. Используя возможности машинного обучения, Nvidia может обучать модели ИИ с помощью сканирования с высоким разрешением. Затем метод сглаживания может использовать модель ИИ для заполнения недостающей информации. Это важно, так как SSAA обычно требует локального рендеринга изображения с более высоким разрешением. Nvidia делает это в автономном режиме, вдали от вашего компьютера, предоставляя преимущества суперсэмплинга без дополнительных вычислительных ресурсов.

Все это возможно благодаря тензорным ядрам Nvidia, которые доступны только в графических процессорах RTX (за исключением решений для центров обработки данных, таких как Нвидиа А100). Хотя графические процессоры серии RTX 20 имеют внутри тензорные ядра, RTX 3060, 3060 Ti, 3070, 3080 и 3090 поставляются с тензорными ядрами Nvidia второго поколения, которые обеспечивают более высокую производительность на ядро.

Новейшие видеокарты Nvidia из линейки RTX 40-й серии доводят ядра Tensor до четвертого поколения. Это делает усиление DLSS еще более мощным. Благодаря новому 8-битному тензорному движку с плавающей точкой пропускная способность ядер увеличилась в пять раз по сравнению с предыдущим поколением.

Nvidia лидирует в этой области, хотя новая разработка AMD Функция сверхвысокого разрешения FidelityFX может составить жесткую конкуренцию. Даже у Intel есть собственная технология суперсэмплинга, которая называется Интел XeSSили Intel Xe Super Sampling. Подробнее об этом позже.

Что на самом деле делает DLSS?

DLSS — это результат утомительного процесса обучения алгоритма искусственного интеллекта Nvidia для создания более привлекательных игр. После рендеринга игры в более низком разрешении DLSS извлекает информацию из своей базы знаний обучение изображений сверхвысокого разрешения для создания изображения, которое по-прежнему выглядит так, как будто оно работало с более высоким разрешением. разрешение. Идея состоит в том, чтобы игры с разрешением 1440p выглядели так, как будто они работают с разрешением 4K, а игры с разрешением 1080p — как с разрешением 1440p. DLSS 2.0 предлагает в четыре раза большее разрешение, что позволяет отображать игры с разрешением 1080p и выводить их с разрешением 4K.

Более традиционные методы сверхвысокого разрешения могут привести к артефактам и ошибкам в конечном изображении, но DLSS предназначен для работы с этими ошибками для создания еще более красивого изображения. При правильных обстоятельствах это может значительно повысить производительность, не влияя на внешний вид игры; наоборот, это может сделать игру еще лучше.

Где ранние игры DLSS нравятся Последняя фантазия XV обеспечили скромные улучшения частоты кадров всего с 5 кадров в секунду (fps) до 15 кадров в секунду, в более поздних выпусках улучшения были гораздо большими. С такими играми, как Доставь нам Луну и Вольфенштейн: Янгблад, Nvidia представила новый механизм искусственного интеллекта для DLSS, который, как нам говорят, улучшает качество изображения, особенно при более низких разрешениях, таких как 1080p, и может увеличить частоту кадров в некоторых случаях более чем на 50%.

В последней версии DLSS 3 прирост частоты кадров может быть еще более значительным благодаря новой функции генерации кадров. В предыдущих реализациях DLSS только тензорные ядра улучшали внешний вид кадров, но теперь кадры можно визуализировать с помощью только ИИ. Мы обсудим DLSS 3 более подробно позже.

Существуют также новые режимы настройки качества, которые могут использовать пользователи DLSS, выбирая между производительностью, Сбалансированный и качественный, каждый из которых фокусирует мощность ядра Tensor графического процессора RTX на другом аспекте DLSS.

Как работает DLSS?

DLSS заставляет игру рендериться с более низким разрешением (обычно 1440p), а затем использует обученный алгоритм искусственного интеллекта, чтобы сделать вывод, как она будет выглядеть, если будет рендериться с более высоким разрешением (обычно 4K). Это достигается за счет использования некоторых эффектов сглаживания (вероятно, собственного TAA Nvidia) и некоторой автоматической резкости. Визуальные артефакты, которых не было бы при более высоком разрешении, также сглаживаются и даже используются для определения деталей, которые должны присутствовать в изображении.

Как Eurogamer объясняет, алгоритм ИИ обучен смотреть определенные игры в чрезвычайно высоких разрешениях (предположительно 64-кратный суперсэмплинг) и перегоняется до что-то размером всего в несколько мегабайт, прежде чем оно будет добавлено в последние выпуски драйверов Nvidia и станет доступным для геймеров по всему миру. мир. Первоначально Nvidia приходилось проходить этот процесс для каждой игры отдельно. В DLSS 2.0 Nvidia предоставляет общее решение, поэтому модель ИИ больше не нужно обучать для каждой игры.

По сути, DLSS — это версия Технология Nvidia Ansel, улучшающая скриншоты. Он визуализирует изображение с более низким разрешением, чтобы обеспечить повышение производительности, а затем применяет различные эффекты, чтобы обеспечить относительно сопоставимый общий эффект с увеличением разрешения.

Результат может быть неоднозначным, но в целом это приводит к более высокой частоте кадров без существенной потери визуальной точности. Nvidia утверждает, что частота кадров может улучшиться на 75% в Remedy Entertainment. Контроль при использовании как DLSS, так и трассировки лучей. Обычно это менее выражено, и не всем нравится окончательный вид игры DLSS, но вариант, безусловно, есть для тех, кто хочет украсить свои игры без затрат на более высокую разрешение.

В Смертельная прядь, мы увидели значительные улучшения в 1440p по сравнению с родным рендерингом. В режиме Performance были потеряны некоторые мелкие детали на задней упаковке, особенно на ленте. Режим качества сохранил большую часть деталей, сгладив некоторые шероховатости нативного рендеринга. Наш скриншот «DLSS выключен» показывает качество без сглаживания. Хотя DLSS не поддерживает такой уровень качества, он очень эффективен в борьбе с алиасингом, сохраняя большую часть деталей.

Мы не видели чрезмерной резкости в Смертельная прядь, но это то, с чем вы можете столкнуться при использовании DLSS.

Лучше со временем

DLSS может дать геймерам, которые не могут достичь комфортной частоты кадров при разрешении выше 1080p, возможность сделать это с помощью логических выводов. DLSS, безусловно, является одной из самых мощных функций графических процессоров RTX. Они не такие мощные, как мы могли бы надеяться, а эффекты трассировки лучей красивы, но, как правило, имеют значительный эффект. влияние на производительность, но DLSS дает нам лучшее из обоих миров: лучше выглядящие игры, которые также работают лучше.

Первоначально казалось, что DLSS будет нишевой функцией для недорогих видеокарт, но это не так. Вместо этого DLSS позволяет играть в такие игры, как Киберпанк 2077 и Контроль для повышения визуальной точности на высокопроизводительном оборудовании, не делая игры неиграбельными. DLSS поднимает низкоуровневое оборудование, позволяя заглянуть в будущее высокопроизводительного оборудования.

Nvidia показала рендеринг RTX 3090 в таких играх, как Вольфенштейн: ЯнгБлад в 8K с включенной трассировкой лучей и DLSS. Хотя до широкого распространения 8K еще далеко, дисплеи 4K становятся все более распространенными. Вместо рендеринга в родном 4K и надежды на то, что у него будет от 50 до 60 кадров в секунду, геймеры могут выполнять рендеринг в разрешении 1080p или 1440p и использовать DLSS для заполнения недостающей информации. Результатом является более высокая частота кадров без заметной потери качества изображения.

DLSS также постоянно совершенствуется и получает регулярные обновления в попытке улучшить алгоритм ИИ. Теперь он позволяет более разумно использовать векторы движения, что существенно помогает улучшить внешний вид движущихся объектов. Обновление также уменьшает ореолы, делает эффекты частиц более четкими и улучшает временную стабильность. DLSS 2 в настоящее время получил довольно широкое распространение, и по состоянию на сентябрь 2022 года его поддерживают 216 игр.

Однако улучшения на этом не заканчиваются. На самом деле, с появлением DLSS 3 все станет намного интереснее.

DLSS 3 заново изобретает технологию, отображая кадры вместо пикселей.

20 сентября, во время выступления на GTC 2022, Nvidia анонсировала DLSS 3 — последнюю итерацию технологии, которая будет доступна владельцам видеокарт RTX 40-й серии. В отличие от некоторых предыдущих небольших обновлений, на этот раз изменения в DLSS значительны, и они могут предложить огромный прирост производительности благодаря добавлению кадров, сгенерированных ИИ, которые создаются с использованием реальных кадров, созданных графическим процессором. оказывает. Это сильно отличается от DLSS и DLSS 2, которые просто подправили реальные кадры с помощью масштабирования на основе ИИ.

В настоящее время существует четыре графических процессора, поддерживающих DLSS 3:

• RTX 4090
• RTX 4080
• RTX 4070 Ти
• RTX 4070

В нашем обзоре RTX 4090, мы обнаружили, что DLSS 3 обеспечивает значительно более высокую частоту кадров, чем DLSS 2. В Киберпанк 2077 при 4K с максимальной трассировкой лучей включение DLSS 3 дало почти на 50% больше кадров, чем просто использование DLSS 2; по сравнению с полным отсутствием DLSS частота кадров в DLSS 3 была более чем в три раза выше. В этом аспекте DLSS 3 работает именно так, как обещала Nvidia.

Однако у DLSS 3 есть некоторые технические ограничения. По сути, DLSS вставляет кадр, созданный AI, между двумя реальными кадрами, и этот кадр AI создается на основе различий между двумя реальными кадрами. Естественно, это означает, что графический процессор не может показать вам второй реальный кадр до того, как вы увидите кадр, сгенерированный ИИ, поэтому задержка с DLSS 3 намного выше. Вот почему Нвидиа Рефлекс также необходимо включить для работы DLSS 3.

Другое серьезное ограничение DLSS 3 просто связано с тем, что кадры, сгенерированные ИИ, содержат ошибки и странные визуальные ошибки. В ходе нашего тестирования мы обнаружили общее снижение качества при включении DLSS 3, что легко не заметить, когда прирост частоты кадров настолько высок, но некоторые проблемы с качеством трудно игнорировать. Элементы пользовательского интерфейса или HUD, в частности, искажаются в кадрах, сгенерированных ИИ, по-видимому, потому, что ИИ ориентирован на трехмерную среду, а не на двухмерный текст, который находится поверх самой игры. В DLSS 2 этой проблемы нет, поскольку пользовательский интерфейс визуализируется независимо от 3D-элементов, в отличие от DLSS 3.

Ниже скриншот из Киберпанк 2077 сравнение DLSS 3, DLSS 2 и собственного разрешения слева направо. Когда дело доходит до среды, обе реализации DLSS лучше, чем нативная, но вы можете также обратите внимание, что на скриншоте DLSS 3 слева маркер квеста искажен, а текст нечитаемый. Обычно это происходит в кадрах, сгенерированных ИИ, в играх с DLSS 3.

С одной стороны, DLSS 3 выталкивает кадры еще выше и обычно имеет ненамного худшее визуальное качество, чем DLSS 2. Но, с другой стороны, включение DLSS 3 приводит к очень высокой задержке по сравнению с частотой кадров и может привести к странным визуальным ошибкам, особенно в элементах пользовательского интерфейса и HUD. Снижение задержки и уменьшение визуальных артефактов, несомненно, будет сложной задачей для Nvidia, поскольку это фундаментальные компромиссы, которые приходят с DLSS 3. Однако для технологии первого поколения это хорошая первая попытка, и, надеюсь, Nvidia сможет улучшить ситуацию с будущими версиями DLSS 3.

DLSS 3 постепенно проникает во все больше игр. Вот игры, которые в настоящее время поддерживают DLSS 3:

• Чумная история: Реквием
• Атомное сердце
• Яркая память: бесконечная
• Чернобылит
• Клинок завоевателя
• Киберпанк 2077
• Доставьте нам Марс
• Уничтожить всех людей 2
• Умирающий свет 2
• Ф1 22
• FIST: выковано в Shadow Torch
• Хитмэн 3
• Наследие Хогвартса
• Икар
• Мир Юрского периода Эволюция 2
• Справедливость
• Loopmancer
• Мародеры
• Ремастеринг Человека-паука от Marvel
• Симулятор полета Майкрософт
• Полуночная охота за привидениями
• Маунт энд Блейд 2 Баннерлорд
• Острие клинка Нарака
• Портал RTX
• Выдирать
• Ведьмак 3 Дикая Охота
• Вархаммер 40,000 Дарктайд

DLSS, FSR, RSR, XeSS

AMD является крупнейшим конкурентом Nvidia, когда речь идет о графических технологиях. Чтобы конкурировать с DLSS, AMD выпущено FidelityFX Super Resolution (FSR) в 2021 году. Хотя FSR достигает той же цели, улучшая визуальные эффекты при повышении частоты кадров, он работает совершенно иначе, чем DLSS. FSR визуализирует кадры с более низким разрешением, а затем использует алгоритм пространственного масштабирования с открытым исходным кодом для сделать так, чтобы игра выглядела так, как будто она работает с более высоким разрешением и не учитывает вектор движения данные. DLSS использует алгоритм искусственного интеллекта для получения тех же результатов, но этот метод поддерживается только собственными графическими процессорами Nvidia RTX. С другой стороны, FSR может работать практически на любом графическом процессоре.

В дополнение к FSR у AMD также есть Radeon Super Resolution (RSR), который представляет собой метод пространственного масштабирования, использующий ИИ. Хотя это звучит похоже на DLSS, есть отличия. RSR построен с использованием того же алгоритма, что и FidelityFX Super Resolution (FSR), и представляет собой функцию на основе драйвера, которая предоставляется с помощью программного обеспечения AMD Adrenalin. RSR стремится заполнить пробел, где FSR недоступен, поскольку последний должен быть реализован прямо в конкретных играх. По сути, RSR должен работать практически в любой игре, так как он не требует реализации от разработчиков. Примечательно, что FSR доступен для новых графических процессоров Nvidia и AMD, а RSR, с другой стороны, совместим только с картами AMD RDNA, которые включают Radeon RX 5000 и Серия RX 6000. Вскоре эта линейка будет расширена за счет RDNA 3 и его графические процессоры серии Radeon RX 7000.

Intel также работает над собственной технологией суперсэмплинга под названием Суперсэмплинг Xe (XeSS), и в отличие от FSR или DLSS доступны две разные версии. Первый использует матричные математические единицы XMX, которые присутствуют в его новом Графические процессоры Arc Alchemist; эти устройства XMX берут на себя всю обработку ИИ на аппаратном уровне. В другой версии используется широко распространенная инструкция четырехэлементного скалярного произведения (DP4a), тем самым устраняя зависимость от собственного оборудования Intel и позволяя XeSS работать на Nvidia и AMD. графические процессоры.

Рекомендации редакции

• Nvidia только что исправила плавящиеся разъемы питания RTX 4090?
• RTX 4060 Ti 16 ГБ запускается 18 июля на фоне отчаянного снижения цен
• Что такое ОЗУ? Вот все, что вам нужно знать
• Что такое GDDR7? Все, что вам нужно знать о VRAM следующего поколения
• Я протестировал новую RTX 4060 от Nvidia против RX 7600 — и это некрасиво.