NVIDIA DLSS 2.0: Velký skok v renderování pomocí umělé inteligence

Autor Andrew Burnes on 23. března 2020 | Doporučené články Grafické karty GeForce RTX NVIDIA DLSS NVIDIA RTX

Umělá inteligence přináší revoluci v hraní her – od simulace fyzikálního modelu a animací v hrách až po vykreslování v reálném čase a funkce streamování podporované umělou inteligencí.  NVIDIA se díky technologii Deep Learning Super Sampling (DLSS) rozhodla posunout renderování v reálném čase na novou úroveň prostřednictvím super rozlišení založeného na umělé inteligenci. Díky nejnovější verzi 2.0 technologie DLSS jsme udělali obrovský krok směrem k dosažení tohoto cíle

Technologie DLSS 2.0 je poháněna jádry Tensor, dedikovanými procesory umělé inteligence grafických karet GeForce RTX. Jde o novou a vylepšenou neuronovou síť se strojovým učením, která zvyšuje snímkovou frekvenci a současně vytváří krásný a ostrý herní obraz. Poskytuje hráčům výkonnostní rezervu pro maximální nastavení ray-tracingu a zvýšení výstupního rozlišení. 

DLSS 2.0 nabízí několik klíčových vylepšení oproti původní verzi:

  • Vyšší kvalita obrazu – Technologie DLSS 2.0 nabízí kvalitu obrazu nativního rozlišení, ačkoli renderuje jen polovinu pixelů. Využívá nové temporální techniky k dosažení ostřejších detailů obrazu a lepší stability mezi jednotlivými snímky.

  • Skvělé škálování napříč všemi grafickými kartami GeForce RTX a rozlišeními – Nový, rychlejší model umělé inteligence efektivněji využívá jádra Tensor a běží 2x rychleji než původní verze, a díky tomu zvyšuje snímkovou frekvenci a odstraňuje omezení podporovaných grafických karet, nastavení a rozlišení.

  • Jedna síť pro všechny hry – V původní verzi DLSS bylo nutné trénovat umělou inteligenci v každé nové hře. DLSS 2.0 poskytuje zobecněnou síť umělé inteligence, která funguje ve všech hrách. To znamená rychlejší integraci her a více her s podporou DLSS.

  • Vlastní nastavitelné možnosti – Technologie DLSS 2.0 nabízí uživatelům 3 režimy kvality obrazu (Kvalita, Rovnováha, Výkon), které řídí rozlišení renderování, přičemž režim Výkon nyní umožňuje až 4X vyšší rozlišení. To znamená více uživatelských voleb a ještě větší navýšení výkonu.

Deliver Us the Moon – Technologie DLSS 2.0 podstatně zvyšuje výkon a současně zachovává – a v některých případech zlepšuje – kvalitu obrazu.

Technologie NVIDIA DLSS 2.0 je již dostupná ve hrách Deliver Us The Moon a Wolfenstein: Youngblood, dnes bude spuštěna ve hře MechWarrior 5: Mercenaries a 26. března bude v rámci patche uvedena ve hře Control. Nyní je technologie DLSS 2.0 dostupná vývojářům v Unreal Enginu 4, a to prostřednictvím programu pro vývojáře DLSS, který urychlí nasazení v jednom z nejoblíbenějších herních enginů na světě. Pokud jsi vývojář, podrobnější informace najdeš tady

DLSS 2.0 – Co se skrývá pod kapotou

Náš neuronový grafický framework NGX trénuje neuronovou síť pomocí desítek tisíc krásných obrázků s vysokým rozlišením, které byly renderovány off-line superpočítačem při velmi nízké snímkové frekvenci a s kvalitou 64 samplů na pixel. Síť pak na základě znalostí z mnoha a mnoha hodin tréninku dokáže ze vstupních snímků s nižším rozlišením konstruovat krásné snímky s vysokým rozlišením. 

Technologie DLSS 2.0 má dva primární vstupy, které zásobují síť umělé inteligence:

  1. Obrázky s nízkým rozlišením bez vyhlazení hran renderované herním enginem. 
  2. Pohybové vektory s nízkým rozlišením ze stejných obrázků – rovněž generované herním enginem.

Pohybové vektory nám říkají, jakým směrem se objekty v dané scéně mezi jednotlivými snímky pohybují, a tyto vektory můžeme použít na poslední snímek s vysokým rozlišením vytvořený sítí a odhadnout tak, jak bude vypadat další snímek. 

Nahoře: Architektura DLSS 2.0

Speciální typ sítě umělé inteligence, tzv. konvoluční autoencoder, bere aktuální snímek s nízkým rozlišením a poslední snímek s vysokým rozlišením, aby na základě jednotlivých pixelů určil, jak vygenerovat aktuální snímek ve vyšší kvalitě.

Při tréninku sítě umělé inteligence se výstupní obraz porovnává s referenčním obrazem, který byl renderován v ultra vysoké kvalitě při nativním rozlišení 16K, a rozdíl je poté komunikován zpět do sítě, aby se mohla dále učit a zlepšovat své výsledky.

DLSS 2.0 v akci

Technologii DLSS 2.0 si nyní můžeš vyzkoušet ve hrách Control, Deliver Us The Moon, MechWarrior 5: Mercenaries, aWolfenstein: Youngblood a od 26. března bude v rámci nejnovější aktualizace začleněna do hry Control. Na každou hru se podíváme podrobněji.

Control

Hra Control od Remedy Entertainment patřila mezi nejlepší single player hry roku 2019 a současně mezi nejpokročilejší – s řadou ray-tracovaných efektů , které pozvedly její grafickou věrnost na novou úroveň. 

Hra Control byla původně uvedena s předchozí verzí technologie DLSS, , která pomocí algoritmu zpracování obrazu zvýšila snímkovou frekvenci o více než 70 %. Remedy vydá 26. března aktualizaci, která přidá nový obsah ke stažení založený na příběhu spolu s nejnovější technologií DLSS 2.0poháněnou umělou inteligencí.

„Prostřednictvím hry Control jsme se rozhodli vytvořit vizuálně ohromující a pohlcující svět,“ uvádí Mika Vehkala, technologický ředitel Remedy Entertainment. „Díky ray-tracingu v reálném čase a technologii NVIDIA DLSS vypadala hra Control při uvedení úžasně, a upgradem na DLSS 2.0 dosáhla kvalita obrazu hry bezprecedentní úrovně.“

Technologie DLSS 2.0 v režimu Kvalita během našeho testování zvyšuje výkon při rozlišení 1920 x 1080 a 2560 x 1440 až o 76 %. A při rozlišení 4K (3840x2160) poskytuje režim Výkon dvojnásobný až trojnásobný nárůst, což umožňuje i hráčům s GeForce RTX 2060 spustit hru při maximálním nastavení a hratelné snímkové frekvenci.

Zatímco původní implementace DLSS ve hře Control zvýšila výkon a poskytla skvělou kvalitu obrazu ve většině scén hry, v oblastech s pohybujícími se objekty měla někdy potíže. Oproti tomu DLSS 2.0 dokáže tyto případy zvládat mnohem efektivněji, jak je vidět níže na snímku točícího se ventilátoru.

Snímky pořízené v rozlišení 1080p pomocí režimu Kvalita technologie DLSS 2.0

Nejnovější verze DLSS také zlepšuje kvalitu obrazu tam, kde jsou detaily méně výrazné. Následující snímky ukazují další příklady zlepšení z původní verze DLSS na aktualizovanou verzi DLSS 2.0.

Snímky pořízené v rozlišení 1440p pomocí režimu Kvalita technologie DLSS 2.0

Na jiných místech je obdobně vylepšen text na pečetích a další detaily, což zvyšuje kvalitu a věrnost obrazu.

Snímky pořízené v rozlišení 1440p pomocí režimu Kvalita technologie DLSS 2.0

Také u plochých herních prvků s texturou, jako jsou plakáty a níže uvedená mapa, došlo k znatelnému zlepšení zřetelnosti a ostrosti: 

Snímky pořízené v rozlišení 1080p pomocí režimu Kvalita technologie DLSS 2.0

Pokud chceš získat technologii DLSS 2.0 pro hru Control, stáhni si a nainstaluj náš nejnovější ovladač Game Ready a 26. března si stáhni novou aktualizaci hry Control. Povol ve hře technologii DLSS, vyber rozlišení zobrazení a poté rozlišení renderování DLSS, které odpovídá režimům Kvalita, Rovnováha a Výkon používaným v jiných hrách s DLSS 2.0.

Deliver Us The Moon

Hra Deliver Us The Moon, – dobrodružství ve vesmíru a na měsíci od KeokeN Interactive – byla koncem loňského roku doplněna o ray-tracované efekty a technologii DLSS 2.0, čímž se zvýšila její krása a výkon.

„Nikdy jsme nečekali, že povolením technologie DLSS se kvalita obrazu ve hře Deliver Us The Moon zvýší, ale právě to se stalo,“ říká Koen Deetman, generální ředitel a herní ředitel KeokeN Interactive. „Spolu s ray-tracingem v reálném čase a obrovským zvýšením výkonu díky DLSS to našim hráčům poskytuje dokonalý zážitek ze hry Deliver Us The Moon bez kompromisů.“

Deliver Us The Moon Adds Stunning Ray-Traced Effects and NVIDIA DLSS

Při povolené technologii NVIDIA DLSS 2.0 se výkon ve hře Deliver Us The Moon skokově zvýší o 60 %

DLSS 2.0 v celém průběhu hry poskytuje kvalitu obrazu srovnatelnou s hrou při nativním rozlišení, a využívá k tomu techniku přechodného vyhlazování integrovanou ve hře Deliver Us The Moon. Při podrobnějším zkoumání technologie DLSS 2.0 dokonce vykazuje jemná vylepšení, pokud jde o věrnost zábradlí a dalších jemných detailů:

Deliver Us The Moon Adds Stunning Ray-Traced Effects and NVIDIA DLSS

V jiných případech poskytuje DLSS 2.0 jednoznačná zlepšení, například u složitého drátěného plotu, který má vyšší kvalitu obrazu a lepší časovou stabilitu (zřetelnost při pohybu pohledu hráče).

Deliver Us The Moon Adds Stunning Ray-Traced Effects and NVIDIA DLSS

Také na mnoha počítačových obrazovkách a površích s drobným textem zobrazuje DLSS 2.0 více detailů s větší zřetelností.

NVIDIA DLSS In Deliver Us The Moon: Fortuna

MechWarrior 5: Mercenaries

MechWarrior 5: Mercenaries je nejnovější hrou, která přidala technologii NVIDIA DLSS 2.0, a stejně jako v jiných hrách vylepšených o technologii DLSS se výkon dramaticky zvýšil. V režimu Kvalita byl zaznamenán nárůst až o 75 %:

„Technologie NVIDIA DLSS 2.0 našim hráčům v podstatě poskytuje bezplatné navýšení výkonu, aniž by došlo ke snížení kvality obrazu,“ říká Russ Bullock, prezident Piranha Games. „Díky novému nástroji SDK společnosti NVIDIA byla navíc implementace mimořádně snadná, takže nebylo o čem uvažovat a technologii jsme do hry MechWarrior 5 doplnili.“

S technologií NVIDIA DLSS 2.0 se také v mnoha případech zlepšila kvalita obrazu. Níže uvedené srovnání snímků zachycených v režimu Kvalita při rozlišení 1440p ukazuje, že DLSS doplňuje v náročných částech hry ostré detaily, například poškození a opotřebení. DLSS také stabilizuje drátěný plot na vrchu budovy, a tím zvyšuje věrnost během hry.

V této ukázce pořízené v režimu Kvalita při rozlišení 1080p zachovává technologie DLSS ostrou a čistou kvalitu obrazu a současně zvyšuje snímkovou frekvenci. Za povšimnutí také stojí jemné liniové detaily na stodole a vyšší věrnost obilných polí.

A konečně, v této ukázce pořízené v režimu Kvalita při rozlišení 1080p obnovuje technologie DLSS zábradlí nahoře na zdi a zostřuje menší detaily jak na zdi, tak v oblastech na obou stranách brány.

Wolfenstein: Youngblood

Hra Wolfenstein: Youngblood studií Bethesda a Machine Games je první hrou běžící na rozhraní Vulkan, která přidala ray-tracing a DLSS 2.0.

Wolfenstein: Youngblood nabízí od samého začátku extrémně dobrý výkon, a díky technologii DLSS 2.0 se ještě zrychluje:

„Bylo pro nás zásadní, aby naše hra vynikla jak vizuálně, tak i z hlediska výkonu,“ říká Jim Kjellin, technický ředitel MachineGames a vývojář hry Wolfenstein: Youngblood. „Přidání technologie NVIDIA DLSS nám umožnilo získat to nejlepší z obou světů, maximální výkon s neuvěřitelnou kvalitou obrazu.“

DLSS zachovává detaily a zároveň na určitých místech zlepšuje kvalitu obrazu. V níže uvedené ukázce jsou mřížka na pravé straně obrazovky a potrubí uprostřed na budově podrobnější a lépe definované při povolené technologii DLSS 2.0 oproti nejvyšší kvalitě režimu TAA hry Wolfenstein: Youngblood:

Na některých místech je také patrné jednoznačné zlepšení. Ve druhém srovnání je například vidět významné zlepšení detailů na budově vpravo a také antény na střeše jsou zřetelnější a viditelnější, což zlepšuje kvalitu scény.

DLSS se dále učí

Díky architektuře Turing jsme změnili hraní dvěma ohromnými skoky v grafice: ray-tracingem v reálném čase a technologií NVIDIA DLSS. Ray-tracing přináší realismus nové generace, zatímco DLSS zvyšuje snímkovou frekvenci a pomáhá ti vychutnat si tyto ohromující ray-tracované vizuální prvky.

Prostřednictvím NVIDIA DLSS 2.0 jsme udělali ohromné skoky v kvalitě obrazu a výkonu a současně jsme připravili cestu pro snadnější integraci, aby si hráči mohli tuto technologii užívat ve stále více hrách. A díky výkonu umělé inteligence bude naše síť DLSS dále růst a zlepšovat se.

Doufáme, že tento týden budeš mít šanci vyzkoušet naši nejnovější práci ve hrách MechWarrior 5 a Control a nenecháš si ujít další informace o úspěších a nových hrách s technologií DLSS na stránkách GeForce.com