NVIDIA DLSS 2.0: Et stort spring inden for AI-gengivelse

Af Andrew Burnes on 23. marts 2020 | Udvalgte historier GeForce RTX GPU'er NVIDIA DLSS NVIDIA RTX

Kunstig intelligens revolutionerer spilleverdenen – fra simulering af fysik og animation til gengivelse i realtid og AI-støttede udsendelsesfunktioner.  Med Deep Learning Super Sampling (DLSS) satte NVIDIA sig for at omdefinere gengivelse i realtid ved hjælp af AI-baseret superopløsning. Med vores seneste 2.0-version af DLSS har vi gjort store fremskridt i retning af dette mål.

DLSS 2.0 drives af dedikerede AI-processorer på GeForce RTX GPU'er, der kaldes Tensor-kerner, og er et nyt og forbedret neuralt netværk med dyb læring, der forbedrer billedhastigheden, samtidig med at det genererer smukke, skarpe spilbilleder. Det giver spillerne ekstra ydeevne, der kan maksimere indstillingerne for raytracing og øge outputopløsningerne. 

DLSS 2.0 tilbyder flere vigtige forbedringer i forhold til den oprindelige version:

  • Overlegen billedkvalitet – DLSS 2.0 tilbyder opløsning i oprindelig billedkvalitet, mens kun halvdelen af pixels gengives. Det anvender nye tidsmæssige feedbackteknikker til at give skarpere billeddetaljer og forbedret stabilitet fra billede til billede.

  • Fantastisk skalering på tværs af alle GeForce RTX-GPU'er og -opløsninger – – en ny, hurtigere AI-model bruger mere effektivt Tensor-kerner til at behandle to gange hurtigere end den oprindelige, forbedre billedhastigheder og fjerne restriktioner i forhold til understøttede GPU'er, indstillinger og opløsninger.

  • Ét netværk til alle spil – Den oprindelige DLSS krævede oplæring af AI til hvert nyt spil. DLSS 2.0 leverer et generelt AI-netværk, der fungerer på tværs af spil. Det betyder hurtigere spilintegrationer og flere DLSS-titler.

  • Indstillinger, der kan tilpasses –DLSS 2.0 tilbyder brugerne tre billedkvalitetstilstande (Kvalitet, Balanceret, Effektivitet), der styrer gengivelsesopløsningen. Effektivitet-tilstanden giver nu mulighed for op til fire gange superopløsning. Det betyder flere valgmuligheder for brugerne og en endnu større øgning af ydeevnen.

Deliver Us the Moon – DLSS 2.0 øger ydeevnen betydeligt og bevarer samtidig – og forbedrer i nogle tilfælde – billedkvaliteten.

NVIDIA DLSS 2.0 er allerede tilgængeligt i Deliver Us The Moon og Wolfenstein: Youngblood, lanceres i MechWarrior 5: Mercenaries i dag og kommer til Control via en spilopdatering den 26. marts. Og nu er DLSS 2.0 tilgængeligt for Unreal Engine 4-udviklere via et DLSS-udviklerprogram , der vil fremskynde implementeringen i en af verdens mest populære spilmotorer. Hvis du er udvikler, kan du få flere oplysninger her

DLSS 2.0 – Under kølerhjelmen

Vores Neural Graphics Framework, NGX, træner et dybt neuralt netværk med titusinder af smukke billeder i høj opløsning, gengivet offline på en supercomputer ved meget lave billedhastigheder og 64 samples pr. pixel. Baseret på viden fra utallige timers oplæring kan netværket derefter tage billeder i lavere opløsning som input og konstruere smukke billeder i høj opløsning. 

DLSS 2.0 har to primære inputs til AI-netværket:

  1. Billeder i lav opløsning med aliasing, der gengives af spilmotoren. 
  2. Bevægelsesvektorer i lav opløsning fra de samme billeder – også genereret af spilmotoren.

Bevægelsesvektorer fortæller os, hvilken retning objekter i scenen bevæger sig i fra billede til billede, og vi kan anvende disse vektorer på det sidste billede i høj opløsning, der blev udsendt fra netværket, for at vurdere, hvordan det næste billede vil se ud. 

Ovenfor: DLSS 2.0-arkitektur

En særlig type AI-netværk, der kaldes en "convolutional autoencoder", tager det aktuelle billede i lav opløsning og det sidste billede i høj opløsning og finder pixel for pixel frem til, hvordan det aktuelle billede genereres i højere kvalitet.

Under oplæring af AI-netværket sammenlignes outputbilledet derefter med et referencebillede i oprindelig ultrahøj 16K-kvalitet, og forskellen kommunikeres tilbage til netværket, så det kan fortsætte med at lære og forbedre dets resultater.

DLSS 2.0 i aktion

DLSS 2.0 kan nu opleves i Control, Deliver Us The Moon, MechWarrior 5: Mercenaries, og Wolfenstein: Youngblood, og den 26. marts bliver det integreret i Control som en del af den seneste spilopdatering. Lad os se på hvert spil i detaljer.

Control

Remedy Entertainments Control var et af 2019's bedste singleplayer-spil og også et af de mest avancerede med en samling af effekter med raytracing , der løftede den grafiske kvalitet til nye højder. 

Control blev oprindeligt lanceret med en tidligere version af DLSS , der brugte en billedbehandlingsalgoritme til at øge billedhastigheden med over 70 %. Den 26. marts udgiver udvikleren Remedy en opdatering med nyt historiebaseret indhold, der kan downloades, og det nyeste AI-baserede  DLSS 2.0.

"Med Control satte vi os for at skabe en visuelt imponerende og medrivende verden", siger Mika Vehkala, Director of Technology hos Remedy Entertainment. "Raytracing i realtid og NVIDIA DLSS gjorde, at Control så fantastisk ud ved lanceringen, og opgraderingen til DLSS 2.0 gjorde spillets billedkvalitet bedre end nogensinde før."

Ved 1920 x 1080 og 2560 x 1440 øger DLSS 2.0's Kvalitet-tilstand ydeevnen med op til 76 % i vores tests. Og med 4K (3840 x 2160) leverer tilstanden Effektivitet forøgelser på 2-3 gange og giver selv spillere med GeForce RTX 2060 mulighed for køre med maksimale indstillinger ved en spilbar billedhastighed.

Selv om den oprindelige implementering af DLSS i Control boostede ydeevnen og gav fantastisk billedkvalitet i de fleste scener i spillet, opstod der til tider problemer i områder, hvor objekter bevægede sig. I modsætning til dette kan DLSS 2.0 håndtere disse tilfælde meget mere effektivt, som det ses på billedet af en roterende ventilator nedenfor.

Billeder, der er taget ved 1080p i tilstanden Kvalitet i DLSS 2.0

Den nyeste version af DLSS forbedrer også billedkvaliteten, der hvor detaljerne er lidt mere diskrete. De følgende billeder viser yderligere eksempler på forbedringer fra den oprindelige version af DLSS til den opdaterede version af DLSS 2.0.

Billeder, der er taget ved 1440p i tilstanden Kvalitet i DLSS 2.0

Andre steder er tekst på segl og andre detaljer ligeledes forbedret, hvilket forbedrer billedkvaliteten.

Billeder, der er taget ved 1440p i tilstanden Kvalitet i DLSS 2.0

Og der er også markante forbedringer af klarheden og skarpheden af flade teksturerede spilelementer som f.eks. plakater og kortet nedenfor: 

Billeder, der er taget ved 1080p i tilstanden Kvalitet i DLSS 2.0

For at få DLSS 2.0 til Control skal du downloade og installere vores nyeste Game Ready Driver og downloade en ny spilopdatering til Control den 26. marts. Aktiver DLSS i spillet, vælg en skærmopløsning og derefter en DLSS-gengivelsesopløsning, der svarer til tilstandene Kvalitet, Balanceret og Effektivitet, der ses i andre DLSS 2.0-titler.

Deliver Us The Moon

KeokeN Interactives rum- og månebaserede eventyr, Deliver Us The Moon, , tilføjede effekter med raytracing og DLSS 2.0 i slutningen af sidste år, hvilket forbedrede udseendet og ydeevnen.

"Vi havde aldrig forventet, at billedkvaliteten i Deliver Us The Moon ville blive forbedret, når DLSS blev aktiveret, men det er præcis, hvad der skete", siger Koen Deetman, CEO og Game Director hos KeokeN Interactive. "Dette kombineret med raytracing i realtid og det enorme ydeevneboost fra DLSS giver vores spillere den ultimative Deliver Us The Moon-oplevelse, helt uden kompromiser."

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

Ydeevnen øges med 60 % i én omgang med NVIDIA DLSS 2.0 aktiveret i Deliver Us The Moon

Gennem hele spillet leverer DLSS 2.0 billedkvalitet på niveau med gameplay i indbygget opløsning og gør brug af den indbyggede teknik Temporal Anti-Aliasing i Deliver Us The Moon. Ved nærmere undersøgelse viser DLSS 2.0 diskrete forbedringer med bedre billedkvalitet på gitre og andre små detaljer:

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

I andre tilfælde leverer DLSS 2.0 tydelige forbedringer som f.eks. på indviklede trådhegn, som både viser bedre billedkvalitet og overlegen tidsmæssig stabilitet (klarhed, mens spillerens synsfelt bevæger sig).

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

Og på spillets mange computerskærme og overflader med tekst i ministørrelse viser DLSS 2.0 flere detaljer med større skarphed.

NVIDIA DLSS In Deliver Us The Moon: Fortuna

MechWarrior 5: Mercenaries

Piranha Games’ MechWarrior 5: Mercenaries er det seneste spil, der har tilføjet NVIDIA DLSS 2.0, og ligesom i andre DLSS-forbedrede titler forbedres ydeevnen dramatisk med forøgelser på op til 75 %, når du bruger tilstanden Kvalitet:

"NVIDIA DLSS 2.0 giver i bund og grund vores spillere et gratis løft i ydeevnen uden at ofre billedkvaliteten", siger Russ Bullock, der er direktør for Piranha Games. "Det var også virkelig nemt at implementere med NVIDIAs nye SDK, så vi var slet ikke i tvivl om, at vi skulle tilføje det i MechWarrior 5."

Billedkvaliteten forbedres også med NVIDIA DLSS 2.0 i en række tilfælde. I sammenligningen nedenfor med et billede, der er taget ved 1440p i tilstanden Kvalitet, tilføjer DLSS skarpe detaljer til de små dele af mekanikken, der viser slitage og alder. Derudover stabiliserer DLSS også trådhegnet oven på bygningen for give bedre billedkvalitet i løbet af spillet.

I dette eksempel med et billede, der er taget ved 1080p i tilstanden Kvalitet, bevarer DLSS en skarp, tydelig billedkvalitet og forbedrer samtidig billedhastigheden. Bemærk også de fine stregdetaljer på laden og den øgede billedkvalitet ved kornmarkerne.

Og sidst, men ikke mindst, i dette eksempel med et billede taget ved 1080p i tilstanden Kvalitet, genskaber DLSS rækværket på toppen af væggen og skærper mindre detaljer både på væggen og på begge sider af porten.

Wolfenstein: Youngblood

Bethesda og Machine Games' Wolfenstein: Youngblood  er den første Vulkan-drevne titel, der tilføjer raytracing og DLSS 2.0. 

Wolfenstein: Youngblood fungerer fra start ekstremt godt, og med DLSS 2.0 bliver det endnu hurtigere:

"Det var afgørende for os, at vores spil skulle skille sig ud både visuelt og i forhold til ydeevnen", siger Jim Kjellin, CTO hos MachineGames, som har udviklet Wolfenstein: Youngblood. "Tilføjelsen af NVIDIA DLSS gjorde det muligt for os at få det bedste fra begge verdener, maksimal ydeevne og utrolig billedkvalitet."

DLSS bevarer detaljerne og forbedrer samtidig billedkvaliteten bestemte steder. I eksemplet nedenfor er gitterværket til højre på skærmen og rørene på bygningen i midten mere definerede og detaljerede med DLSS 2.0 aktiveret sammenlignet med TAA-tilstanden i højeste kvalitet i Wolfenstein: Youngblood:

Der er også tydelige forbedringer nogle steder. For eksempel viser vores anden sammenligning, at der vises langt flere detaljer på bygningen til højre, og antennerne på taget bliver klarere og mere synlige, hvilket forbedrer kvaliteten af scenen.

DLSS fortsætter med at lære

Med Turing-arkitekturen satte vi os for at ændre gaming med to store spring inden for grafik: raytracing i realtid og NVIDIA DLSS. Raytracing leverer den næste generation af realisme, og DLSS øger billedhastigheden, så du for alvor kan nyde de fantastiske billeder med raytracing.

Med NVIDIA DLSS 2.0 har vi gjort store fremspring i billedkvaliteten og ydeevnen og samtidig banet vejen for nemmere integration, så spillerne kan få glæde af teknologien i flere og flere spil. Og takket være effektiviteten i AI bliver vores DLSS-netværk hele tiden større og bedre.

Vi håber, du får en chance for at prøve vores seneste arbejde i MechWarrior 5 og Control i denne uge. Hold også øje med GeForce.com , hvor du kan se flere nyheder om kommende DLSS-spil og -fremskridt.