Полное руководство по технологии DLSS

Deep Learning Super Sampling, или DLSS, является передовой технологией, разработанной компанией NVIDIA для улучшения графики в видеоиграх. Эта технология использует искусственный интеллект для увеличения разрешения изображения, улучшающий качество графики и увеличивающий частоту кадров (FPS) без значительного повышения нагрузки на видеокарту. 

Многие геймеры уже встречали возможность включения настройки в разных современных играх, а также видели презентацию при установке обновлений для своей видеокарты от NVIDIA. Однако не у всех есть понимание о том, как работает данная технология, насколько продвинутой является и поможет ли сделать современный гейминг дешевле и комфортнее.

История и развитие DLSS

Первая версия DLSS была представлена в сентябре 2018 года. Основной идеей стало использование нейронных сетей для повышения разрешения изображений, что позволило улучшить качество графики без весомого увеличения нагрузки на видеокарту. Однако DLSS 1.0 требовала индивидуальной настройки для каждой игры, и это ограничивало ее применение.

В марте 2020 года NVIDIA выпустила DLSS 2.0, которая принесла значительные улучшения. В отличие от первой версии, DLSS 2.0 использует единую модель, обученную на общих данных, что делает возможным ее применение в любой игре без дополнительной настройки. Эта версия также предлагает три режима качества (Quality, Balanced и Performance), открывая перед пользователем возможность выбора между максимальным качеством изображения и производительностью.

В сентябре 2022 года NVIDIA анонсировала DLSS 3.0, которая объединила технологии DLSS Super Resolution и DLSS Frame Generation, достигнув увеличения производительности до 4 раз в некоторых играх. DLSS 3.0 использует новые возможности архитектуры NVIDIA Ada Lovelace, за счет чего генерируются новые кадры целиком, а не только отдельные пиксели​.

DLSS 3.0 работает на видеокартах серии GeForce RTX 40, включая модели RTX 4090 и RTX 4080. Эти видеокарты, построенные на архитектуре NVIDIA Ada Lovelace, обладают новым уровнем производительности, позволяя игре работать на невероятно высоких частотах кадров с улучшенной графикой и реалистичностью. Для сравнения: предыдущая версия, DLSS 2.0, обеспечивала прирост только до двух раз. Эти улучшения особенно заметны в играх с ограниченной производительностью GPU, таких как Microsoft Flight Simulator, где прирост достигает очень заметных значений.

Как работает DLSS

DLSS использует глубокие нейронные сети для повышения разрешения изображения. Сначала сеть обучается на большом количестве высококачественных снимков, рендеренных в офлайне с использованием суперкомпьютеров. Затем эта обученная модель используется для повышения разрешения низкокачественных изображений в реальном времени на вашем компьютере. Это способствует достижению качества картинки, сравнимого с нативным разрешением, хотя рендерится только четверть или половина пикселей​.

DLSS 2.0 и более новые версии предлагают три режима качества:

• Quality (качество): максимальное качество при небольшом увеличении производительности.
• Balanced (баланс): баланс между качеством изображения и производительностью.
• Performance (производительность): максимальная производительность при небольшом снижении качества окружения.

Эти режимы дают на выбор пользователям оптимальный вариант для их оборудования и предпочтений.

Применение DLSS

DLSS широко применяется в видеоиграх для повышения производительности и улучшения качества графики. На момент написания статьи технология поддерживается более чем 250 играми и приложениями. Примеры игр, использующих DLSS, включают популярные тайтлы Cyberpunk 2077, Control и Minecraft с RTX. Технология также поддерживается большинством популярных игровых движков, таких как Unreal Engine и Unity, поэтому она становится доступной для широкого круга разработчиков​.

Один из ярких примеров использования DLSS – игра Control. При включении DLSS в режиме «Performance» игроки могут наслаждаться игрой в разрешении 4K с высоким уровнем детализации и плавностью геймплея, даже если их видеокарта не может обеспечить такую производительность без DLSS. Другим примером является Cyberpunk 2077, где DLSS позволяет значительно увеличить частоту кадров при включенной трассировке лучей, влияя на игровой процесс с точки зрения визуальной привлекательности и плавности.

Влияние DLSS на графику

DLSS не только повышает производительность, но и улучшает качество графики. Технология использует временные данные и алгоритмы сглаживания, чтобы устранить шум и улучшить четкость изображения. В результате даже при пониженных разрешениях картинка выглядит почти так же хорошо, как и при нативном разрешении. Например, в Quality-режиме DLSS 2.0 позволяет достичь качества изображения, сопоставимого с нативным 4K, при этом фактически рендеря только половину пикселей​.

Однако важнее всего остановиться именно на самых современных технологиях. DLSS 3.0 значительно улучшает качество графики за счет нескольких ключевых технологий. Во-первых, использование временных данных помогает DLSS более точно прогнозировать движение объектов и сглаживать их траекторию, уменьшая размытость и артефакты. Это особенно заметно в динамичных сценах, таких как гонки или шутеры, где четкость играет важную роль.

Во-вторых, DLSS 3.0 использует новый алгоритм генерации кадров, который создает полностью новые кадры, а не просто увеличивает разрешение существующих. Это позволяет получить гораздо более плавное изображение с меньшими визуальными дефектами. В то время как традиционные методы сглаживания могут размывать картинку, DLSS сохраняет мелкие детали и текстуры, поэтому картинка становится более реалистичной и четкой.

Например, в игре Marvel’s Spider-Man: Remastered использование DLSS 3.0 позволяет не только увеличить частоту кадров, но и улучшить качество отражений и теней, что делает игровой мир более живым и детализированным. В игре Microsoft Flight Simulator улучшенная четкость и детализация облаков и пейзажей благодаря DLSS 3.0 делает полет более захватывающим и реалистичным​.

Эти улучшения приводит к тому, что DLSS 3.0 становится незаменимым инструментом для достижения высокого качества графики без компромиссов по производительности, а это особенно важно для современных игр с высокими требованиями к аппаратному обеспечению.

На официальном сайте NVIDIA есть подробная статья, которая раскрывает все аспекты работы DLSS 3.0, показывая примеры в известных тайтлах, описывая технологию и демонстрируя ее влияние прямо в игровом мире с большим количеством сравнений и скриншотов. Если хотите углубиться в изучение технологии, настоятельно рекомендую прочитать этот материал.

Сравнение с конкурентами

Когда мы говорим о технологиях улучшения графики и производительности, основной конкурент DLSS от NVIDIA – это FidelityFX Super Resolution (FSR) от AMD. Давайте рассмотрим ключевые различия между этими технологиями и почему DLSS часто оказывается предпочтительным выбором для геймеров.

DLSS (Deep Learning Super Sampling):

1. Аппаратная поддержка: DLSS использует специализированные ядра Tensor, которые присутствуют только на видеокартах серии GeForce RTX. Эти ядра разработаны для выполнения задач, связанных с машинным обучением, поэтому для DLSS становится доступным использование сложных нейронных сетей для улучшения изображения.
2. Глубокое обучение: DLSS обучен на огромном количестве данных, что позволяет ему предугадывать, как должны выглядеть различные объекты и сцены в игре. Это приводит к более качественному сглаживанию и улучшению текстур.
3. Качество изображения: Благодаря использованию временных данных и нейронных сетей, DLSS может создавать новые пиксели, делая изображение более четким и детализированным даже при низких разрешениях.

FSR (FidelityFX Super Resolution):

1. Аппаратная независимость: FSR не требует специализированного оборудования и может работать на любой видеокарте, включая старые модели от AMD и NVIDIA. Это делает технологию более доступной для широкой аудитории.
2. Простота алгоритма: FSR использует более простой алгоритм масштабирования, который не требует глубокого обучения. В результате удается достигать прироста производительности, но качество изображения может уступать DLSS, особенно на высоких разрешениях.
3. Гибкость настройки: FSR предлагает несколько режимов качества, позволяя игрокам выбирать баланс между производительностью и качеством изображения. Однако при максимальных настройках FSR часто уступает DLSS в детализации и четкости изображения.

Дополнительные преимущества DLSS

• Интеграция с игровыми движками: DLSS тесно интегрирована с популярными игровыми движками, такими как Unreal Engine и Unity, упрощая ее внедрение для разработчиков.
• Совместимость с трассировкой лучей: DLSS идеально дополняет технологию трассировки лучей (Ray Tracing), что позволяет достигать высокого качества графики без значительного снижения производительности. Это особенно важно для современных игр с реалистичным освещением и отражениями.
• Непрерывное улучшение: NVIDIA постоянно обновляет и улучшает DLSS, добавляя новые возможности и улучшая алгоритмы. Каждое новое поколение видеокарт приносит с собой новые версии DLSS, обеспечивая еще больший прирост производительности и качество изображения.

В итоге выбор между DLSS и FSR зависит от ваших предпочтений и оборудования. Если у вас есть видеокарта серии GeForce RTX, DLSS предоставит более высокое качество изображения и производительность. Если вы используете видеокарту другого производителя или более старую модель, FSR станет отличным выбором для улучшения игрового опыта. Обе технологии продолжают развиваться, предлагая игрокам новые возможности для наслаждения любимыми играми с высокой производительностью и качественной графикой.

Заключение

DLSS продолжает оставаться ведущей технологией в области улучшения графики и производительности в видеоиграх. Благодаря постоянному развитию и улучшению, DLSS предоставляет геймерам возможность наслаждаться играми с высоким уровнем детализации и плавностью геймплея, даже на видеокартах среднего и начального уровня. Сравнивая DLSS с конкурентами, такими как FSR от AMD, становится очевидно, что DLSS предлагает лучшее качество изображения и более значительный прирост производительности, влияя на выбор большинства игроков и разработчиков.

Изображение на обложке: NVIDIA