NVIDIA DLSS 2.0: Ein großer Fortschritt im KI-Rendering

Von Andrew Burnes on March 23, 2020 | Featured Stories GeForce RTX GPUs NVIDIA DLSS NVIDIA RTX

Künstliche Intelligenz revolutioniert das Gaming – von der Physik- und Animationssimulation in Spielen bis zum Echtzeit-Rendering und KI-gestützter Übertragunsfunktionen. Mit Deep Learning Super Sampling (DLSS) möchte NVIDIA das Echtzeit-Rendering mit KI-basierter Super-Resolution neu definieren. Mit unserer neuesten 2.0-Version von DLSS haben wir große Fortschritte in Richtung dieses Ziels gemacht.

DLSS 2.0 ist ein neues, verbessertes neuronales Netz für Deep Learning, das die Frameraten steigert und gleichzeitig schöne, scharfe Spiele Bilder generiert. Unterstützt wird es durch den Tensor Cores – dedizierte KI-Recheneinheiten auf den GeForce RTX-GPUs. Es bietet Gamern die Leistungsfreiheit, um die Raytracing-Einstellungen zu maximieren und die Ausgabeauflösungen zu erhöhen.

 

DLSS 2.0 bietet einige wichtige Verbesserungen gegenüber der ursprünglichen Version:

  • Überlegene Bildqualität – DLSS 2.0 bietet eine Bildqualität mit nativer Auflösung und rendert dabei nur die Hälfte der Pixel. Für schärfere Bilddetails und verbesserte Stabilität von Frame zu Frame werden neue Methoden für das zeitliche Feedback eingesetzt.

  • Hervorragende Skalierung für alle GeForce RTX-Grafikprozessoren und -Auflösungen – ein neues, schnelleres KI-Modell arbeitet effizienter mit Tensor Cores, und führt Aufgaben doppelt so schnell wie das Original aus. Dadurch werden die Frameraten verbessert und Einschränkungen für unterstützte Grafikprozessoren, Einstellungen und Auflösungen beseitigt.

  • Ein Netzwerk für alle Spiele – Beim ersten DLSS musste die KI für jedes Spiel neu trainiert werden. DLSS 2.0 stellt ein allgemeines KI-Netzwerk bereit, das in verschiedenen Spielen funktioniert. Das bedeutet schnellere Spielintegrationen und mehr DLSS-Spiele.

  • Anpassbare Optionen – DLSS 2.0 bietet Nutzern 3 Bildqualitätsmodi (Qualität, Ausgeglichen, Leistung), die die Render-Auflösung steuern. Der Leistungsmodus, ermöglicht jetzt eine bis zu 4-fache Super-Resolution. Das bedeutet mehr Auswahlmöglichkeiten für den Nutzer und noch größere Leistungssteigerungen.

Deliver Us the Moon – DLSS 2.0 steigert die Leistung deutlich und unter Beibehaltung Bildqualität. Diese wird in einigen Fällen sogar verbessert.

NVIDIA DLSS 2.0 ist bereits verfügbar bei Deliver Us The Moon und Wolfenstein: Youngblood, wird heute bei MechWarrior 5: Mercenaries veröffentlicht und wird bei Control am 26. März über ein Spiel-Patch eingeführt. DLSS 2.0 ist nun für Unreal Engine 4-Entwickler über ein DLSS-Entwicklerprogramm verfügbar. Dadurch wird die Bereitstellung in einer der beliebtesten Spiele-Engines der Welt beschleunigt. Wenn du ein Entwickler bist, erfährst du hier mehr.

 

DLSS 2.0 – so funktioniert es

Unser neuronales Grafik-Framework, NGX, trainiert ein Deep Neural Network gegen Zehntausende hochauflösende, schöne Bilder, die offline in einem Supercomputer mit sehr niedrigen Frameraten und 64 Samples pro Pixel gerendert werden. Basierend auf dem Wissen aus unzähligen Trainingsstunden kann das Netzwerk dann Bilder mit niedrigerer Auflösung als Eingabe aufnehmen und hochauflösende, schöne Bilder erstellen.

DLSS 2.0 verfügt über zwei Haupteingaben, die in das KI-Netzwerk fließen:

  1. Niedrige Auflösung, Alias-Bilder, die von der Spiel-Engine gerendert werden. 
  2. Niedrige Auflösung, Bewegungsvektoren aus denselben Bildern – auch von der Spiel-Engine generiert.

Bewegungsvektoren sagen uns, in welche Richtung sich Objekte in der Szene von Frame zu Frame bewegen. Diese Vektoren können wir auf die letzte hochauflösende Frame-Ausgabe des Netzwerks anwenden, um zu schätzen, wie der nächste Frame aussehen wird.

Oben: DLSS 2.0-Architektur

Ein spezieller Typ eines KI-Netzwerks, der konvolutionäre Autoencoder, verwendet den aktuellen Frame mit niedriger Auflösung und den letzten Frame mit hoher Auflösung, um pixelgenau zu bestimmen, wie ein aktueller Frame mit höherer Qualität generiert werden kann.

Beim Trainieren des KI-Netzwerks wird dann das Ausgabebild mit einem sehr hochwertigen, nativen um mit 16 K gerenderten Referenzbild verglichen. Der Unterschied wird wieder dem Netzwerk kommuniziert, sodass es mit den Ergebnissen weiter lernen und sich verbessern kann.

DLSS 2.0 in Aktion

DLSS 2.0 kann jetzt in Deliver Us the Moon, MechWarrior 5: Mercenaries und Wolfenstein: Youngblood erlebt werden. Am 26. März wird es außerdem im Rahmen eines neuen Spiel-Updates in Control integriert. Die Spiele im Detail:

 

Control

Control von Remedy Entertainment war eines der besten Single-Player-Spiele von 2019 und auch eines der fortschrittlichsten. Die Suite von Raytracing-Effekten hat die Grafiktreue des Spiels auf eine neue Ebene gebracht. 

Control wurde ursprünglich mit einer früheren Version von DLSS veröffentlicht. Diese verwendete einen Bildverarbeitungsalgorithmus, um die Frameraten um mehr als 70 % zu steigern. Am 26. März veröffentlicht der Entwickler Remedy ein Update, mit neuen Story-basierten Inhalten zum Herunterladen sowie das neueste KI-gestützte DLSS 2.0.

„Mit ‚Control‘ haben wir uns das Ziel gesetzt, eine visuell atemberaubende und immersive Welt zu schaffen“, so Mika Vehkala, Director of Technology bei Remedy Entertainment. „Durch Echtzeit-Raytracing und NVIDIA DLSS sah ‚Control‘ bei der Veröffentlichung beeindruckend aus. Mit dem Upgrade auf DLSS 2.0 ist die Bildqualität des Spiels besser als je zuvor.“

 

Bei einer Auflösung von 1920 x 1080 und 2560 x 1440 steigerte der Qualitätsmodus von DLSS 2.0 bei unserem Test die Leistung um bis zu 76 %. Bei einer 4K-Auflösung (3840 x 2160) bietet der Leistungsmodus einen 2- bis 3-fache Steigerung. So können auch Gamer mit der GeForce RTX 2060 mit den höchsten Einstellungen bei einer spielbaren Framerate spielen.

Die ursprüngliche Implementierung von DLSS in Control hat zwar die Leistung gesteigert und bei den meisten Spielszenen eine bessere Bildqualität geboten, Bereiche mit bewegten Objekten waren aber problematisch. DLSS 2.0 kann hingegen viel effektiver mit diesen Fällen umgehen. Das zeigt auch das unten stehende Bild eines sich drehenden Ventilators.

 

Die Bilder wurden mit 1080p im Qualitätsmodus von DLSS 2.0 aufgenommen

Die neueste Version von DLSS verbessert auch die Bildqualität an Stellen, bei denen die Details etwas subtiler sind. Die folgenden Bilder sind weitere Beispiele für Verbesserungen von der Originalversion von DLSS zur aktualisierten Version von DLSS 2.0.

 

Die Bilder wurden mit 1440p im Qualitätsmodus von DLSS 2.0 aufgenommen

An anderer Stelle werden Text auf Siegeln und andere Details ähnlich verbessert, was die Bildqualität und Genauigkeit verbessert.

Die Bilder wurden mit 1440p im Qualitätsmodus von DLSS 2.0 aufgenommen

Auch flache, strukturierte Spielelemente wie Poster und die unten stehende Karte haben sich deutlich in Bezug auf Klarheit und Schärfe verbessert:

 

Die Bilder wurden mit 1080p im Qualitätsmodus von DLSS 2.0 aufgenommen

Um DLSS 2.0 für „Control“ zu erhalten, musst du unseren neuesten Game Ready-Treiber herunterladen und installieren. Am 26. März lädst du dann ein neues Spiel-Update für „Control“ herunter. Um DLSS im Spiel zu aktivieren, wählst du eine Bildschirmauflösung und dann eine DLSS-Rendering-Auflösung aus, die den Modi „Qualität“, „Ausgeglichen“ und „Leistung“ wie in anderen Spielen mit DLSS 2.0 entsprechen.

Deliver Us The Moon

Das Weltraum- und Mondabenteuer Deliver Us The Moon von KeokeN Interactive, hat Ende letzten Jahres Raytracing-Effekte und DLSS 2.0 hinzugefügt und seine Schönheit und Leistung gesteigert.

 

„Wir haben nicht erwartet, dass sich die Bildqualität bei Deliver Us The Moon mit der Aktivierung von DLSS steigern würde, aber genau das ist passiert“, so Koen Deetman, CEO und Game Director bei KeokeN Interactive. „Mit dem Echtzeit-Raytracing und der enormen Leistungssteigerung von DLSS erhalten unsere Spieler bei Deliver Us The Moon die ultimative Spielerfahrung – ohne Kompromisse.“

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

Auf einen Schlag Leistungssteigerungen von 60 % – mit aktiviertem NVIDIA DLSS 2.0 in Deliver Us The Moon

Im gesamten Spielverlauf liefert DLSS 2.0 Bildqualität und Gameplay mit nativer Auflösung. Dafür wird die in Deliver Us The Moon integrierte Technik „Temporal Anti-Aliasing“ verwendet. Bei näherer Betrachtung zeigen sich mit DLSS 2.0 sogar unscheinbare Verbesserungen, wie höhere Genauigkeit bei Geländern und andere feine Details:

 

Performance leaps by 60% in a single bound with NVIDIA DLSS 2.0 enabled in Deliver Us The Moon

Throughout the game, DLSS 2.0 delivers image quality on par with native resolution gameplay utilising Deliver Us The Moon’s built-in Temporal Anti-Aliasing technique. Under closer examination, DLSS 2.0 even shows subtle improvements, with better fidelity on railings and other fine detail:

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

In anderen Fällen bietet DLSS 2.0 deutliche Verbesserungen, z. B. bei verschlungenen Maschendrahtzäunen. Hier zeigt sich eine bessere Bildqualität und temporäre Stabilität (Klarheit, während die Sicht des Spielers bewegt wird).

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

Und auf den vielen Computer-Displays und -Oberflächen des Spiels mit winzigem Text zeigt DLSS 2.0 mehr Details klarer.

NVIDIA DLSS In Deliver Us The Moon: Fortuna

MechWarrior 5: Mercenaries

„MechWarrior 5: Mercenaries“ von Piranha Games ist das neueste Spiel, das NVIDIA DLSS 2.0 hinzufügt. Wie bei anderen DLSS-optimierten Titeln verbessert sich die Leistung auch hier enorm – mit einer Steigerung von bis zu 75 % bei Verwendung des Qualitätsmodus:

„Mit NVIDIA DLSS 2.0 erhalten unsere Spieler im Grunde eine kostenlose Leistungssteigerung, ohne dabei auf die Bildqualität zu verzichten“, so Russ Bullock, President bei Piranha Games. „Die Implementierung mit dem neuen SDK von NVIDIA war auch ganz einfach. Daher war es für uns ein Kinderspiel, es bei ‚MechWarrior 5‘ hinzuzufügen.“

“NVIDIA DLSS 2.0 basically gives our players a free performance boost, without sacrificing image quality” said Russ Bullock, President at Piranha Games. “It was also super easy to implement with NVIDIA’s new SDK, so it was a no brainer for us to add it to MechWarrior 5.”

 

Die Bildqualität wird mit NVIDIA DLSS 2.0 bei einer Reihe von Fällen ebenfalls verbessert. In dem unten stehenden Vergleich, der bei 1440p im Qualitätsmodus aufgenommen wurde, fügt DLSS den komplizierten Teilen des Mechs scharfe Details hinzu, die den Verschleiß und die Abnutzung zeigen. Darüber hinaus stabilisiert DLSS auch den Maschendrahtzaun auf dem Gebäude, um die Detailtreue während des Spiels zu verbessern.

In diesem Beispiel, das bei 1080p im Qualitätsmodus aufgenommen wurde, erhält DLSS eine scharfe, klare Bildqualität und steigert gleichzeitig die Frameraten. Bemerkenswert sind auch die feinen Liniendetails der Scheune und die erhöhte Genauigkeit bei den Kornfeldern.

Und in diesem Beispiel, das bei 1080p im Qualitätsmodus aufgenommen wurde, stellt DLSS das Schutzgeländer oben an der Wand wieder her und schärft kleinere Details sowohl bei der Wand als auch bei den Bereichen auf beiden Torseiten.

Wolfenstein: Youngblood

Wolfenstein: Youngblood“ von Bethesda und Machine Games ist der erste Vulkan-unterstützte Titel, der Ray Tracing und DLSS 2.0 hinzufügt.

 

Wolfenstein: Youngblood läuft von Anfang an schon sehr gut – mit DLSS 2.0 wird es noch schneller:

 

„Uns war besonders wichtig, dass unser Spiel sowohl visuell als auch aus Hinsicht der Leistung herausragend ist“, so Jim Kjellin CTO bei MachineGames, Entwickler von „Wolfenstein: Youngblood“. „Durch das Hinzufügen von NVIDIA DLSS haben wir das beste aus beiden Welten erhalten – maximale Leistung mit unglaublicher Bildqualität.“

DLSS erhält die Details und verbessert gleichzeitig die Bildqualität an bestimmten Stellen. Im Vergleich zum TAA-Modus mit der höchsten Qualität von Wolfenstein: Youngblood sind im folgenden Beispiel bei aktiviertem DLSS 2.0 die Gitter auf der rechten Seite des Bildschirms und die Rohre am Gebäude in der Mitte genauer definiert und detailliert:

An einigen Stellen sind auch deutliche Verbesserungen erkennbar. Beim nächsten Vergleich sind die Details beim rechten Gebäude deutlich besser und die Antennen auf dem Dach werden klarer und sichtbarer, was die Qualität der Szene verbessert.

DLSS lernt immer weiter

Mit der Turing-Architektur möchten wir Gaming mit zwei großen Fortschritten verändern: Echtzeit-Raytracing und NVIDIA DLSS. Raytracing bietet einen Realismus der nächsten Generation, während DLSS die Frameraten erhöht, damit du diese atemberaubenden Raytracing-Grafiken genießen kannst.

Mit NVIDIA DLSS 2.0 haben wir große Fortschritte bei der Bildqualität und -leistung erzielt und gleichzeitig den Weg für eine einfachere Integration geebnet – so können Gamer die Technologie bei immer mehr Spielen genießen. Dank der KI wird unser DLSS-Netzwerk immer weiter wachsen und sich verbessern.

Hoffentlich hast du die Chance, diese Woche unsere aktuelle Arbeit bei „MechWarrior 5“ und „Control“ zu testen. Auf GeForce.com halten wir dich über weitere Neuigkeiten zu den kommenden DLSS-Spielen und -Fortschritten auf dem Laufenden.