Deep Learning Super Sampling (DLSS 2.0) förklaras

DLSS eller Deep Learning Super Sampling är Nvidias teknik för smart uppskalning, som kan ta en bild som återges med en lägre upplösning och uppskala den till en skärm med högre upplösning, vilket ger mer prestanda än naturlig rendering. Nvidia introducerade denna teknik med den första generationen av RTX-serien av grafikkort. DLSS är inte bara en teknik för vanlig uppskalning eller supersampling, utan använder AI för att på ett smart sätt öka kvaliteten på bilden som gjordes med en lägre upplösning för att bevara bildkvaliteten. Detta kan i teorin ge det bästa från båda världar eftersom bilden som visas fortfarande skulle vara av hög kvalitet medan prestandan också kommer att förbättras jämfört med naturlig återgivning.

Behov av DLSS

Så varför behöver vi sådana snygga uppskalningstekniker för att pressa ut mer prestanda? Verkligheten är att tekniken för nyare bildskärmar utvecklas i mycket snabbare takt än tekniken för våra PC-komponenter. De senaste skärmarna kan ge skarp 4K-upplösning med upp till 144 eller till och med 165Hz uppdateringshastigheter. De flesta spelare anser numera att 1440p 144Hz är den bästa platsen för avancerat spel. Att köra den här typen av upplösningar med dessa uppdateringshastigheter tar mycket grafiska hästkrafter. I moderna spel kanske bara de bästa av de bästa GPU: erna kan hantera 4K 60 FPS-spel med allt inställt på Ultra. Det betyder att om du vill förbättra prestanda men inte vill kompromissa med bildkvaliteten så mycket, kan uppskalning eller DLSS supersamplingsteknik komma till nytta.

DLSS kan också vara viktigt för de spelare som vill rikta in sig på 4K-upplösning men inte har helt grafiska hästkrafter för att göra det. Dessa spelare kan vända sig till DLSS för den här uppgiften, eftersom det skulle göra spelet i en lägre upplösning (säg 1440p) och sedan smart uppskala det till 4K för en skarp bild men fortfarande högre prestanda. DLSS kan komma i ganska praktiska mer mellanklassiga och nybörjade RTX-grafikkort och gör det möjligt för användarna att spela med högre upplösningar vid bekväma ramar utan att kompromissa för mycket med kvaliteten.

Raytracing

En annan stor funktion som skjuts framåt i PC-spel är Raytracing i realtid. Nvidia tillkännagav stöd för raytracing med deras nya RTX-serie grafikkort. Raytracing är en renderingsteknik som ger exakt återgivning av ljusvägar i spel och andra grafiska applikationer, vilket resulterar i mycket högre grafisk trohet, särskilt i skuggor, reflektioner och global belysning. Även om det ger fantastiska bilder, har Raytracing stor inverkan på prestanda. I många spel kan det faktiskt skära framraten till hälften jämfört med traditionell rendering. Ange DLSS.

Genom att använda kraften i DLSS (och nu de mycket förbättrade DLSS 2.0) -spelarna med RTX-serien av grafikkort kan lindra mycket av prestandaförlusten som följer med Raytracing, och kan njuta av en strålningsbild med högre trohet samtidigt som de behåller en högre bildnivå. Denna teknik anses vara extremt imponerande av granskare och allmänheten på grund av det faktum att den kan göra raytracing faktiskt spelbar med höga upplösningar, och den behåller nästan exakt samma bildkvalitet som den traditionellt återgivna bilden. DLSS är en absolut nödvändighet med Raytracing och Nvidia gjorde ett bra jobb med att utveckla och släppa dessa två tekniker samtidigt.

Traditionell uppskalning

Uppskalning och supersamplingstekniker har funnits tidigare också. Faktum är att dessa är inbyggda i nästan alla moderna spel och till och med kontrollpanelerna för både Nvidia och AMD. Dessa tekniker implementerar också samma grundläggande uppskalningsmetod som DLSS; de tar en bild med lägre upplösning och uppskalar den så att den passar en skärm med högre upplösning. Så vad gör dem annorlunda? Svaret kommer i grunden ner på två saker.

• Utgångskvalitet: Utgångsbildkvaliteten för traditionellt uppskalade spel är i allmänhet lägre än för DLSS. Detta beror på att DLSS använder AI för att beräkna och justera bildkvaliteten så att skillnaden mellan inbyggda och uppskalade bilder kan minimeras. Det finns ingen sådan bearbetning i traditionella uppskalningstekniker, så utgångsbildkvaliteten är lägre än både traditionell rendering och DLSS.
• Prestationshit: En annan stor nackdel med traditionell supersampling är prestationshiten över DLSS. Denna uppskalning kan göra bilden med en lägre upplösning, men den ger inte tillräckligt med prestandaförbättring för att motivera förlusten av bildkvalitet. DLSS mildrar problemet genom att ge en enorm prestandaförbättring, samtidigt som bildkvaliteten fortfarande är extremt nära den ursprungliga kvaliteten. Det är därför DLSS betecknas som "Nästa stora sak" av många tekniska experter och granskare.

Vad gör DLSS unikt

DLSS är en teknik som har utvecklats av Nvidia, som är världsledande inom banbrytande arbete som Deep Learning och Artificial Intelligence. Det är förståeligt att DLSS har några knep i ärmen som undviker traditionella uppskalningstekniker.

AI-uppskalning

DLSS utnyttjar kraften hos AI för att smart beräkna hur man återger bilden med en lägre upplösning och samtidigt hålla maximal kvalitet intakt. Den använder kraften hos de nya RTX-korten för att utföra komplexa beräkningar och använder sedan dessa data för att justera den slutliga bilden så att den ser så nära nativ rendering som möjligt. Detta är en extremt imponerande teknik som vi hoppas fortsätter att utvecklas ytterligare eftersom många till och med har kallat DLSS för att vara ”spelets framtid”.

Tensorkärnor

Nvidia har lagt dedikerade processorkärnor på RTX-serien av grafikkort som är kända som Tensor Cores. Dessa kärnor fungerar som beräkningsplatser för djupinlärning och AI-beräkningar. Dessa snabba och mycket avancerade kärnor används också för DLSS-beräkningar. DLSS-tekniken använder djupinlärningsfunktioner för dessa kärnor för att bevara kvalitet och ge maximal prestanda under spel. Detta betyder dock också att DLSS endast är begränsad till RTX-paketet med grafikkort med Tensor-kärnor, och kan inte användas på äldre GTX-kortserier eller kort från AMD för den delen.

Ingen träff på visuell kvalitet

Kännetecknet för DLSS är dess extremt imponerande bevarande av kvalitet. Med hjälp av traditionell uppskalning med hjälp av spelmenyerna kan spelarna definitivt märka brist på skärpa och skarphet i spelet efter att det har gjorts med en lägre upplösning. Detta är ett problem när du använder DLSS. Även om det ger bilden en lägre upplösning (ofta upp till 66% av den ursprungliga upplösningen) är den resulterande uppskalade bilden mycket bättre än vad du skulle få ut av traditionell uppskalning. Det är så imponerande att de flesta spelare inte kan se skillnaden mellan en bild som återges med högre upplösning och en bild som uppskalats av DLSS. Detta är en banbrytande bedrift inom spel eftersom spelare alltid letar efter en balans mellan kvalitet och prestanda. Med DLSS har de en chans att få båda.

Betydande prestationsvinster

Den mest anmärkningsvärda fördelen med DLSS och förmodligen hela incitamentet bakom dess utveckling är den betydande prestandahöjningen medan DLSS är påslagen. Denna prestanda kommer från det enkla faktum att DLSS gör spelet med en lägre upplösning och sedan uppskalar det med AI för att matcha bildskärmens utgångsupplösning. Med hjälp av de djupa inlärningsfunktionerna i RTX-serien av grafikkort kan DLSS mata ut bilden i en kvalitet som matchar den ursprungligen återgivna bilden.

Gör Raytracing spelbart

Raytracing dök upp ur ingenstans 2018 och blev plötsligt ledande inom PC-spel med Nvidia som trycker den här funktionen hårt och till och med märker sina nya grafikkort som “RTX” istället för deras vanliga GTX-namngivningsschema. Även om Raytracing är en intressant och unik funktion som verkligen ökar spelets visuella kvalitet, är spelindustrin fortfarande inte redo att skifta helt till raytraced-rendering över traditionell rasteriserad rendering än.

En stor anledning till detta är prestationshiten som kommer med Raytracing. Genom att helt enkelt aktivera Raytracing kan vissa spel uppleva prestandaförlust på upp till HALF för den ursprungliga bildrutan. Detta innebär att du kompromissar betydligt med prestanda även på de mest avancerade grafikkorten.

Det är här DLSS kommer in. DLSS kan faktiskt göra den här nya funktionen spelbar i även de mest krävande spelen. Genom att rendera bilden med en lägre upplösning och senare uppskalera den utan att den visuella kvaliteten förloras, kan DLSS kompensera för den prestationshit som Raytracing normalt ger spel. Det är därför de flesta spel som stöder Raytracing också har stöd för DLSS så att de kan användas tillsammans för en nästan perfekt upplevelse.

Anpassningsbara förinställningar

DLSS 2.0 förbättras ytterligare på ramverket som läggs av DLSS och introducerar mer anpassningsbara förinställningar. Nu kan användare välja mellan tre förinställningar som heter Kvalitet, Balanserad och Prestanda. Alla tre förinställningar förbättrar prestandan på vissa sätt, medan kvalitetsförinställningen till och med kan förbättra bildkvaliteten jämfört med naturlig återgivning! DLSS 2.0 har nu också infört en Ultra Performance-förinställning för 8K-spel med GeForce RTX 3090 som faktiskt möjliggör 8K-spel.

Under huven

Nvidia har förklarat mekaniken bakom sin DLSS 2.0-teknik på sin officiella webbplats. Vi vet att Nvidia använder ett system som kallas Neural Graphics Framework eller NGX, som använder förmågan hos en NGX-driven superdator för att lära sig och bli bättre på AI-beräkningar. DLSS 2.0 har två primära ingångar till AI-nätverket:

• Låg upplösning, aliasbilder som återges av spelmotorn
• Rörelsevektorer med låg upplösning från samma bilder - genereras också av spelmotorn

Nvidia använder sedan en process som kallas temporal feedback för att "uppskatta" hur ramen kommer att se ut. Sedan tar en speciell typ av AI-autokodare den aktuella ramen med låg upplösning och den tidigare upplösningen med hög upplösning för att bestämma pixel-för-pixel-basis hur man genererar en strömram av högre kvalitet. Nvidia vidtar samtidigt åtgärder för att förbättra superdatorns förståelse för processen:

Stöd

DLSS är en relativt ny teknik som fortfarande är i sin linda. Medan fler och fler spel börjar stödja den här funktionen finns det fortfarande en enorm katalog med äldre spel som förmodligen aldrig kommer att stödja den. Vi kan dock förvänta oss stora investeringar i DLSS och Raytracing framåt eftersom både Nvidia och AMD nu har stöd för dessa funktioner (AMD ska tillkännage en DLSS-konkurrent snart), liksom nästa generations konsoler, PlayStation 5 och Xbox Series X.

Nyligen med lanseringen av RTX 3000-serien har Nvidia utökat sin spelkatalog som stöder den här funktionen. DLSS 2.0 kommer nu till Cyberpunk 2077, Call of Duty: Black Ops Cold War, Fortnite, Watch Dogs Legion, Boundary och Bright Memory: Infinite. Andra anmärkningsvärda titlar som redan har stöd för DLSS 2.0 inkluderar Death Stranding, Hymn, F1 2020, Control, Deliver Us The Moon, MechWarrior 5 och Wolfenstein: Youngblood.

Även om detta bibliotek inte är gigantiskt på något sätt, bör man komma ihåg den framtida potentialen för en så imponerande teknik som DLSS. Med sin massiva prestandaförbättring och olika funktioner kan DLSS vara spelets mittpunkt inom en snar framtid, särskilt med banbrytande teknik som Raytracing som går i framkant. Nvidia hävdar också att dess DLSS-teknik fortsätter att lära sig och förbättra genom AI, vilket är en bra sak för alla PC-spelare som är ivriga att njuta av fantastiska bilder vid höga ramar.

Slutsats

DLSS eller Deep Learning Super Sampling är en otroligt imponerande teknik som utvecklats av Nvidia. Det ger en stor prestandaförbättring jämfört med traditionell naturlig rendering, samtidigt som det inte går på kompromiss med bildkvaliteten. Detta är möjligt genom omfattande arbete inom AI och djupt lärande från Nvidia.

Genom att utnyttja kraften i RTX-serien av grafikkort kan DLSS ge nästan oskiljbar bildkvalitet till den ursprungliga upplösningen, samtidigt som den ger en stor bildbult som kan göra Raytracing och högre upplösningar som 4K spelbara. DLSS fortsätter att utöka sitt bibliotek med spel som stöds, och vi hoppas att det fortsätter att bli bättre också så att spelare kan njuta av det visuella som de älskar i de ramar de önskar.