NVIDIA DLSS, основанная на алгоритмах искусственного интеллекта (AI), повышает производительность игры, но не влияет на качество изображения.
DLSS, NIS и FSR: сравниваем технологии масштабирования изображения в играх
Можно ли создать больше кадров в игре без потери качества изображения?
Вам не нужно беспокоиться о настройках графики, ведь вы всегда хотите играть в новые игры. Установите их на максимум и вперед. Кроме того, можно играть в игры с конкурирующим FPS от 144 кадров в секунду до 2k (1440p) и даже 4k.
Чтобы помочь игрокам, производители видеокарт работают над технологиями масштабирования изображения, которые снижают нагрузку на видеокарту для достижения более высокого FPS.
Для компьютерных игр доступны три технологии масштабирования изображения: масштабирование изображения от DLSS и NVIDIA и суперразрешение FidelityFX от AMD. Мы сравнили эти технологии и определили лучшую из них для повышения производительности без потери качества изображения.
NVIDIA DLSS
Как это работает. С появлением DLSS 2.0 компании Nvidia больше не нужно настраивать нейронную сеть каждой игры, но ее все равно нужно обучать. Для этого используется суперкомпьютер компании. Чтобы обучить изображения до совершенства, десятки тысяч кадров из конкретной игры загоняются вместе с основным образцом в 16K в низком разрешении. Все изображения создаются непосредственно на игровой машине, аналогично тому, что происходит на компьютере игрока.
Сеть нейронов пытается приблизиться к кадрам с низким разрешением в опорном изображении 16K. Искусственный интеллект ищет различия, изменяет алгоритм и снова пытается максимизировать сходство.
Разработчик применяет уже обученную сеть к самой игре. Там он ничему не учится, а работает строго по плану. Необходимы кадры низкого разрешения, которые увеличиваются и заимствуют недостающие пиксели из предыдущих кадров, которые отсутствуют. Таким образом, всего за два-четыре кадра создается изображение с необходимым анализом. Это принципиально отличается от эскалации FSR и NIS (об этом позже). Он просто вставляет недостающие пиксели, поэтому мелкие детали теряются и размываются.
DLSS требует тензорного ядра, которое поддерживают только видеокарты RTX
DLSS требует тензорных ядер, которые есть только в видеокартах RTX. Эти отдельные вычислительные установки до четырех раз лучше, чем традиционные ядра графических карт (CUDA). В результате NVIDIA не будет поддерживать эту технологию на видеокартах GTX. Он отбирает энергию у основного графического чипа, и пользователи не получают преимущества в производительности.
В играх DLSS обычно существует четыре режима работы: качество, баланс, производительность и чрезмерная производительность. В зависимости от операции начальный анализ изменения изображения является самым высоким для качества и самым низким, если выбрана отличная производительность. Чем ниже собственное разрешение и чем больше пикселей заполняет DLSS, тем выше производительность и ниже качество.
В качестве альтернативы этим функциям вы можете выбрать присущий анализ, с которого инициируется изображение. Так работает DLSS в играх с контролем.
Попробуйте его на RTX 2060 Super с максимальными настройками графики и регистрации. В динамичных сценах этот показатель составляет менее 30 кадров в секунду. При масштабировании с 960p и включении DLSS частота увеличивается до 40-45 кадров в секунду, но при исходном разрешении 720p постоянным является 60 кадров в секунду.
Единственный способ понять различия между играми в присущем 1440p анализе обеих функций DLSS — внимательно посмотреть на скриншоты.
Недостатком первой версии технологии было явление ghosting, когда обзор с предыдущего кадра переносился на текущий. Она делала видимым только движение, но в последнем обновлении Nvidia удалось это преодолеть. Справедливости ради следует отметить, что остаточные следы появляются и в алиасе Тааанти, поэтому нельзя считать недостатками технологию эскалации изображения.
NVIDIA Image Scaling (NIS)
Как это работает. Активированные настройки NIS заставляют видеокарту обрабатывать игровую графику в более низком разрешении, в то время как алгоритм масштабирования увеличивает конечный кадр до разрешения экрана. NIS не использует нейронную сеть для анализа и сопоставления нескольких кадров. Алгоритм работает только на одном кадре, поэтому нет данных для воспроизведения недостающих пикселей.
В NIS недостающие пиксели рисуются простой интерференцией с помощью фильтра Ланцоша, где каждый исходный пиксель копируется на множество окружающих пикселей. В результате в игре теряются детали текстуры и геометрии, а объекты становятся более гладкими.
Кроме того, фильтр NIS можно настроить на разные уровни четкости. Это помогает подчеркнуть размытые детали и сделать контраст более насыщенным (легче определить), но при ценах выше 30% изображение становится зернистым. Вы могли видеть подобные фильтры, обычно называемые «Резкость», «Резкость» или «Детализация», при редактировании фотографий для публикации в социальных сетях.
Чтобы начать масштабирование, необходимо сначала установить последние версии драйверов NVIDIA и активировать технологию NIS в панели управления NVIDIA. Далее, в системных настройках появились пять новых вариантов разрешения экрана, которые можно выбрать в настройках игры. Если все установлено правильно, в левом верхнем углу экрана над игрой появится зеленый логотип NIS.
Для проверки технологии NIS мы получили игру Doom Eternal. Мы использовали видеокарту RTX 2060 Super Graphics с разрешением 1440p при максимальных настройках и получили 30-40 кадров в секунду.
В Doom Eternal при тех же настройках производительность возрастает до 55-60 кадров в секунду, когда NIS активирован в режиме 77%. Масштабирование на 67% помогает достичь 60 кадров в секунду без проседания при большом количестве врагов.
Трудно заметить разницу между тремя методами съемки, но изображение более «мыльное», если во время игры активирована технология NIS. Другие технологические настройки в этой игре лучше не использовать, так как NIS не дает прироста производительности при 85%, поэтому в игре присутствует 30-40 кадров в секунду, как и в начальном разрешении 1440p. А функция масштабирования при 59% снижает детализацию настолько, что враг выглядит как размытое пятно.
Требования к компьютеру. NIS работает только с видеокартами NVIDIA серии GTX 900. Компания открыла исходный код технологии, чтобы разработчики могли применять ее в качестве автономной настройки в игре. После этого он может работать с любой видеокартой.
Количество игр, которые он поддерживает. В отличие от DLSS, технология NIS активна в любой игре — на видеокартах NVIDIA GTX 900 она работает на уровне драйвера.
NVIDIA DLSS, основанная на алгоритмах искусственного интеллекта (AI), повышает производительность игры, но не влияет на качество изображения.
Что такое Nvidia DLSS и почему технология значительно повышает частоту в играх
Вчера компания Nvidia опубликовала собственные тесты новой линейки видеокарт. Она отмечает, что RTX2080 с активной технологией DLSS в два раза лучше, чем GTX1080. Без DLSS прирост производительности составляет 1,5 раза.
Так что же это за технология и как можно повысить производительность RTX 2080 еще на 50%? Давайте подумаем об этом вместе.
Что такое Nvidia DLSS?
Это сокращение от Deep Learning Super Sampling или перевод ‘Super SamplingwithDeepLearning’. Что это значит в простых терминах? Все просто — это способ сгладить края объектов, чтобы избежать «лесов» и других неприятных артефактов. Этот метод сравним со стандартным сглаживанием, за исключением того, что вместо использования мощности самого GPU, DLSS полагается на ядро Tensor. Это отдельный блок на чипе RTX, оптимизированный для работы с искусственным интеллектом, нейронными сетями и глубоким обучением.
Как объясняет Nvidia, сглаживание DLSS работает путем анализа сцен и изображений для улучшения качества сглаживания без существенного влияния на производительность.
Эта техника особенно эффективна при разрешении 4K, где обычное сглаживание потребляет много ресурсов. В этих условиях DLSS может создавать четкие изображения за счет сглаживания краев при сохранении высокой частоты кадров.
Что такое «глубокое обучение»?
Это часть области машинного обучения, связанная с алгоритмами, основанными на структуре и функции «мозга» искусственной нейронной сети. Основное преимущество глубокого обучения перед предыдущими алгоритмами заключается в том, что чем больше данных доступно нейронной сети, тем лучше она работает и тем точнее результаты. Более того, эти нейронные сети могут учиться на собственной работе, чтобы максимизировать достижение своих целей.
Видеокарты серии Nvidia RTX 20 работают на ядре Deep Learning Tensor core, которое предназначено для выполнения вычислений с помощью нейронных сетей.
Каким образом нейросеть помогает сглаживать картинку?
Nvidia пока не описала этот процесс, но, учитывая природу глубокого обучения, можно предположить, что Nvidia обучает нейронную сеть на основе двух наборов изображений: со сглаживанием и без сглаживания. На основе этого нейронная сеть создает модель того, как работает сглаживание, и алгоритмы могут применяться независимо друг от друга. Это означает, что DLSS обучается добавлять и/или изменять пиксели в изображении для создания высококачественного изображения. Он также не требует сглаживания.
Какие игры будут поддерживать технологию DLSS?
Уже объявлено о поддержке следующих игр: «Следующее поколение игр будет выпущено на RTX 20 Series».
- Ark: Survival Evolved
- Atomic Heart
- Dauntless
- Final Fantasy XV
- Fractured Lands
- Hitman 2
- Islands of Nyne
- Justice
- JX3
- Mechwarrior 5: Mercenaries
- PlayerUnknown’s Battlegrounds
- Remnant: From the Ashes
- Serious Sam 4: Planet Badass
- Shadow of the Tomb Raider
- The Forge Arena
- We Happy Few
Это означает, что, играя в эти игры на RTX 20 Series, игроки могут настроить разрешение 4K и наслаждаться более высокой частотой кадров, не беспокоясь об этом. На GTX 1080 с включенным сглаживанием при разрешении 4K 60 кадров в секунду — не вариант.
NVIDIA использует активные нейронные сети и собственные алгоритмы обработки изображений для контраста, когда включена DLSS. Это дает двойной эффект: улучшает общую эстетику кадра и увеличивает частоту кадров.
Как работает NVIDIA DLSS
Модернизация не является идеальным подходом и приводит к большим искажениям в рендеринге изображения, которое в конечном итоге значительно отличается от родного разрешения. Именно здесь на помощь приходит NVIDIA и технология DLSS. Как это работает.
NVIDIA DLSS использует изображения низкого разрешения, а затем увеличивает их до исходного разрешения, аналогично обычному методу масштабирования. Однако он делает не только это. Самое большое отличие заключается в том, что метод DLSS использует нейронные сети и получает некоторые преимущества глубокого обучения.
Интеллектуальное масштабирование DLSS – что это значит
NVIDIA использует специальную платформу под названием NGX (Neural Graphics Framework). Это процесс глубокого обучения (DNN) нейронной сети (DNN), основанный на анализе тысяч «идеальных» изображений очень высокого разрешения (16K).
Кроме того, Nvidia отображает нейронные сети с необработанными изображениями, в которых нет несоответствий. Они сравниваются во время обучения. Результаты этого сравнения возвращаются в сеть SI, которая дорабатывает и учится достигать целевой точки (паттерна), и конечный результат производит лучшее впечатление (детальный подход к изображению).
На практике это означает, что благодаря DLSS игра имеет больше кадров в секунду и, по крайней мере, в теории, сохраняет уровень графики, обеспечиваемый присущим ей анализом. DLSS реконструирует изображение на основе информации, собранной из предыдущих кадров, а также векторов движения, определяющих направление, в котором движутся объекты, отображаемые от кадра к кадру.
В DLSS используется так называемый последовательный автокодировщик. Это особый тип нейронной сети, края и формы которой, представляющие собой пиксели пикселей, требуют коррекции, а формы — нет. В ходе этого процесса декодер сглаживает и заостряет детали, которые выделяются как важные. Это делается путем сравнения кадров с низким и высоким разрешением (текущий и последний кадр соответственно).
‘Отсек с DLSS — это интеллектуальная реконструкция изображений, результат анализа, сравнение кадров и надежная реконструкция деталей или их улучшение с помощью алгоритмов искусственного интеллекта.
Он может более точно описывать и добавлять недостающие детали с изображений низкого качества. Более того, когда DLSS активна, изображения с низким разрешением используются для того, чтобы попытаться имитировать изображения с более высоким разрешением.
Версии DLSS – самые большие различия
Оригинальная версия DLSS от Nvidia имела «детские проблемы». Недостатки этого решения стали очевидны очень быстро. Он часто создавал мыльные образы и добавлял множество артефактов. После активации этой опции производительность значительно возросла, но было трудно смириться с такой сильной потерей качества изображения.
Дополнительной проблемой первого поколения DLSS был сложнейший и медленный процесс внедрения. В первоначальной версии требовалось отдельное обучение для каждой TN игры. С DLSS 2.0 эта проблема, которая оказалась такой же новаторской, как и появление рынка графических и игровых карт, исчезла. Nvidia разработала единую модель искусственного интеллекта для всех игр. Сосредоточение внимания на общей нейронной сети позволило быстрее интегрировать DLS с игрушками и двигателями.
Кроме того, компания Greens усовершенствовала алгоритмы искусственного интеллекта и использует улучшенные методы обратной связи, которые более эффективно повышают резкость изображений. Сеть нейронов с двойным усилением имеет улучшенную эскалацию (независимо от анализа) и производительность. Даже детали, которым обычно уделяется меньше внимания (например, небольшие элементы сопровождения, такие как перила, фрагменты ограды, надписи и т.д.), могут увидеть изменения.
Новая версия решения придала DLSS новый импульс. Он был тепло встречен экспертами отрасли, разработчиками и игроками. Теплый прием был связан с тем, что качество изображения не ухудшилось или не ухудшилось совсем. Более того, изображения могут выглядеть даже лучше, чем присущий им анализ, по крайней мере, в функции качества.
DLSS 2.2 – что это меняет
Вопреки видимости, даже незначительные пересчеты могут привести к заметным преимуществам. Хорошим примером является выпуск версии 2.2.
Впервые он был применен в игре Rainbow Six: Siege. Это положительно сказалось на количестве возникающих артефактов и, в конечном счете, на качестве изображения. Однако последнее слово еще не за Nvidia. Она все еще находится в начале своего пути и поощряет своих конкурентов делать то же самое (AMD FSR и Intel Xess).
DLSS 2.3 – новое качество интеллектуального масштабирования
Что означает название 2.3 в новой версии? Он использует более умные векторы движения в играх. Это улучшает детализацию объектов и работу частиц во время динамичных движений. Кроме того, уменьшаются эффекты размытия и мерцания.
NVIDIA DLSS 2.3 доступен или может быть использован в Baldur’s Gate 3, Cyberpunk 2077, Deathloop, Doom Eternal, GTA Trilogy Definitive Edition,. Guardians of the Galaxy, Tomb Raider of the Tomb Raider, Farming Simulator 22 и другие игры.
NVIDIA DLSS – режимы качества игры
NVIDIA DLSS предлагает различные настройки качества для игр.
- Ultra Performance (ультра производительность)
- Performance (производительность)
- Balanced (сбалансированный)
- Quality (качество)
- Ultra Quality (ультра качество)
- Auto (автоматический)
В чём разница между различными настройками DLSS
Перечисленные выше функции NVIDIA DLSS перечислены в порядке от максимального до минимального увеличения эффективности (за исключением автоматического). Как легко понять, функции Performance и Ultra performance дают максимальный выигрыш в количестве кадров в секунду, но еще больше ухудшают изображение. С другой стороны, крайние варианты практически не ухудшают качество (а в некоторых случаях даже улучшают), но в меньшей степени увеличивают производительность.
Nvidia рекомендует использовать Ultra Performance с максимальным значением 8k. Однако ничто не мешает вам активировать камеру с другим разрешением (при этом ожидается значительное снижение качества изображения). Эта опция доступна только для некоторых игр, таких как Metro Exodus Enhanced Edition или Rs: Siege.
Сбалансированный режим — это лучший компромисс между игрой и производительностью. Если вы хотите дождаться максимально низкого качества изображения, выберите Качество или Чрезмерное качество (последнее доступно для некоторых игр). Сами по себе они оказывают относительно небольшое влияние на качество графики, а увеличение FPS не впечатляет.
Автоматическая работа требует отдельного обсуждения для оптимизации качества изображения для конкретного разрешения (1440p или более низкое разрешение, Ultra производительность при 4K или 8K).
