NVIDIA DLSS 2.0: valtava harppaus tekoälyrenderöinnissä

Julkaissut Andrew Burnes on 23. maaliskuuta 2020 | Featured Stories GeForce RTX GPUs NVIDIA DLSS NVIDIA RTX

Tekoäly mullistaa parhaillaan pelaamista – sitä hyödynnetään fysiikka - ja animaatiosimuloinneissa simulation to real-time rendering and tekoälyn tukemassa pelikuvan lähetyksessä. DLSS:n (Deep Learning Super Sampling eli syväoppimisen supernäyttöönotto) ansiosta NVIDIA pystyi tuomaan peleihin supertarkkuudet tekoälypohjaisen reaaliaikaisen renderöinnin avulla. Uusin 2.0-versiomme DLSS:stä on iso harppaus kaikkien tavoitteidemme täyttämistä kohti..

DLSS 2.0 on uusi ja parannettu syväoppimiseen perustuva neuroverkko, joka auttaa piirtämään kaunista ja terävää pelikuvaa freiminopeuksia samalla nostaen GeForce RTX -grafiikkasuorittimien tekoälysuorittimia eli Tensor-ytimiä käyttämällä. Se antaa pelaajille tarvittavan suorituskyvyn maksimaalisilla säteenseuranta-asetuksilla ja tavallista suuremmilla tarkkuuksilla pelaamiseen. 

DLSS 2.0 sisältää useita avainparannuksia alkuperäiseen versioon verrattuna:

  • Verraton kuvanlaatu: DLSS 2.0 tuottaa pelien omien tarkkuusasetusten mukaisen kuvanlaadun, vaikka renderöitävien pikseleiden määrä puolitetaan. Se terävöittää kuvan yksityiskohtia ja parantaa freimien välistä vakautta uusia ajallisia palautetekniikoita hyödyntämällä.

  • Mahtava skaalautuvuus kaikilla GeForce RTX -grafiikkasuorittimilla ja tarkkuuksilla: uusi, nopeampi tekoälymallinnus hyödyntää Tensor-ytimiä jopa kaksi kertaa aiempaa tehokkaammin, mikä parantaa freiminopeuksia ja poistaa tuettujen grafiikkasuorittimien, asetusten ja tarkkuuksien rajoituksia.

  • Yksi verkko kaikille peleille: Alkuperäistä DLSS:ää käytettäessä tekoäly piti opettaa erikseen kutakin peliä varten. DLSS 2.0 käyttää kaikissa peleissä samaa yleistä tekoälyverkkoa. Sen ansiosta teknologian integrointi peleihin onnistuu nopeammin, joten yhä useammasta pelistä saadaan DLSS-yhteensopiva.

  • Mukautettavat asetukset: DLSS 2.0 tukee kolmea kuvanlaatutilaa (kuvanlaatua tai suorituskykyä painottavaa tai tasapainotettua), jotka säätelevät renderöintitarkkuutta. Suorituskykyä painottavassa kuvanlaatutilassa voidaan käyttää jopa neljä kertaa aiempaa parempaa tarkkuutta. Kaikki tämä tarkoittaa lisää valinnan vapautta käyttäjille ja entistä suurempia suorituskykyparannuksia.

Deliver Us the Moon: DLSS 2.0 tehostaa suorituskykyä merkittävästi samalla, kun se pitää kuvanlaadun entisellään tai joissain tapauksissa jopa parantaa sitä.

NVIDIA DLSS 2.0 on jo käytössä Deliver Us The Moonissa ja Wolfenstein: Youngbloodissa ja se julkaistaan MechWarrior 5: Mercenariesiin tänään ja Controliin 26.3. julkaistavassa pelin päivityksessä. DLSS 2.0 on nyt myös Unreal Engine 4 -kehittäjien käytettävissä DLSS Developer Program -ohjelman kautta. Ohjelman tarkoituksena on nopeuttaa teknologiamme käyttöönottoa yhdessä maailman suosituimmista pelimoottoreista. Jos olet sovelluskehittäjä ja haluat lisätietoja, suuntaa  tänne 

DLSS 2.0:n taustatekniikat

NGX-neuroverkkokehyksemme (Neural Graphics Framework) opettaa syväoppivaa neuroverkkoamme kymmenillä tuhansilla suurella tarkkuudella piirretyillä kauniilla kuvilla, jotka on renderöity offline-supertietokoneilla erittäin alhaisilla freiminopeuksilla ja ottamalla 64 piirtonäytettä kustakin pikselistä. Lukemattomien opetustuntien perusteella verkko oppii muokkaamaan alemman tarkkuuden kuvista näyttäviä suuren resoluution kuvia. 

DLSS 2.0 syöttää tekoälyverkolle kahdenlaista tietoa:

  1. Pelimoottorin renderöimät alhaisen tarkkuuden kuvat ilman reunanpehmennystä. 
  2. Alhaisen tarkkuuden liikevektorit edellisistä kuvista, myös pelimoottorin luomina.

Liikevektorit määrittävät, mihin suuntaan kuvan objektit liikkuvat freimistä toiseen. Kun ne liitetään edelliseen verkon tuottamaan suuren tarkkuuden freimiin, verkko pystyy arvioimaan, miltä seuraavan freimin tulisi näyttää. 

Yllä: DLSS 2.0 -arkkitehtuuri

Erikoistyyppinen tekoälyverkko, jota kutsutaan konvoluutioautomaattienkooderiksi, ottaa käsiteltäväkseen nykyisen alhaisen tarkkuuden freimin ja sitä edeltäneen korkean tarkkuuden freimin ja määrittää pikselikohtaisesti, miten alhaisen tarkkuuden freimi saadaan muokattua korkealle tarkkuudelle.

Tekoälyverkon opetuksen aikana käsittelyn tuloksena saatua kuvaa verrataan ultralaadukkaaseen, 16K-tarkkuudella renderöityyn viitekuvaan ja tiedot vertailussa todetuista eroista syötetään takaisin verkolle, minkä perusteella verkko jatkaa oppimista ja parantaa tuloksiaan.

DLSS 2.0 toiminnassa

DLSS 2.0:n edut ovat nähtävissä nyt  Control, Deliver Us The Moon, MechWarrior 5: Mercenaries, ja Wolfenstein: Youngblood ja se lisätään Controliin osana pelin uusinta päivitystä 26. maaliskuuta. Tarkastellaan seuraavaksi kutakin peliä yksityiskohtaisesti.

Control

Remedy Entertainmentin Control oli paitsi yksi vuoden 2019 parhaista yksinpeleistä myös yksi kehittyneimmistä peleistä siinä käytettyjen, graafisen kuvanlaadun uudelle tasolle nostaneiden lukuisien säteenseurantatehosteiden ansiosta.

Control julkaistiin alun perin varustettuna DLSS-arkkitehtuurin aiemmalla versiolla , jonka kuvankäsittelyalgoritmi nosti freiminopeuksia jopa yli 70 %. 26.3. Remedy julkaisee peliin päivityksen, joka lisää siihen uuden tarinavetoisen ladattavan sisällön lisäksi tuen uusimmalle tekoälyä hyödyntävälle DLSS 2.0 -arkkitehtuurillemme..

"Tavoitteenamme oli luoda Controliin visuaalisesti mykistävä ja mukaansa tempaava maailma", kertoo Mika Vehkala, Remedy Entertainmentin teknologiajohtaja. "Reaaliaikainen säteenseuranta ja NVIDIA DLSS tekivät Controlista ällistyttävän hyvännäköisen sen julkaisuhetkellä. Päivitys DLSS 2.0:een on parantanut kuvanlatua entisestään".

1920 x 1 080- ja 2 560 x 1 440 -resoluutioilla DLSS 2.0:n kuvanlaatua painottava tila paransi testeissämme pelin suorituskykyä jopa 76 %. 4K-tarkkuudella (3 840 x 2 160) suorituskykyä painottava tila nopeutti peliä 2–3-kertaisesti, joten jopa GeForce RTX 2060:ää käyttävät pelaajat voivat pyörittää peliä pelikelpoisilla freiminopeuksilla maksimiasetuksilla.

Controlin alkuperäinen DLSS-toteutus paransi suorituskykyä ja takasi mahtavan kuvanlaadun useimmissa pelin kohtauksissa, mutta liikettä sisältävissä kohtauksissa sillä oli vaikeuksia pysyä pelin perässä. DLSS 2.0 pystyy käsittelemään tällaiset kohtaukset paljon tehokkaammin, kuten alla näkyvästä pyörivää tuuletinta esittävästä kuvasta voidaan todeta.

Kuvat on tallennettu 1080p-tarkkuudella DLSS 2.0:n kuvanlaatua painottavassa tilassa

Uusin DLSS-versio parantaa kuvanlaatua myös kohtauksissa, joissa on hienovaraisempia yksityiskohtia. Seuraavissa kuvissa on lisää esimerkkejä päivitetyn DLSS 2.0 -version parannuksista alkuperäiseen DLSS-versioon verrattuna.

Kuvat on tallennettu 1440p-tarkkuudella DLSS 2.0:n kuvanlaatua painottavassa tilassa

Muualla sinettien tekstejä ja muita yksityiskohtia on parannettu vastaavasti, mikä kohentaa kuvanlaatua.

Kuvat on tallennettu 1440p-tarkkuudella DLSS 2.0:n kuvanlaatua painottavassa tilassa

Lisäksi litteätekstuuriset pelielementit, kuten alla kuvatut julisteet ja kartta, ovat huomattavasti selkeämpiä ja terävämpiä: 

Kuvat on tallennettu 1080p-tarkkuudella DLSS 2.0:n kuvanlaatua painottavassa tilassa

Voit valmistautua DLSS 2.0:n Control-debyyttiin lataamalla ja asentamalla uusimman Game Ready -ohjaimemme. Tositoimiin pääset 26. maaliskuuta lataamalla Controlin uusimman pelipäivityksen. Ota vain DLSS käyttöön pelissä ja valitse sitten näyttösi tarkkuus ja DLSS-renderöintiresoluutio kuvanlaatua tai suorituskykyä painottavaksi tai tasapainotetuksi, niin pääset nauttimaan yhtä laadukkaasta ja nopeasta kuvasta kuin muissa DLSS 2.0 -peleissä.

Deliver Us The Moon

KeokeN Interactiven avaruuteen ja kuuhun sijoittuva Deliver Us The Moon, -seikkailu sai säteenseurantatehosteet ja DLSS 2.0 -tuen viime vuoden lopulla. Samalla pelin näyttävyys ja suorituskyky paranivat roimasti.

"Emme odottaneet Deliver Us The Moonin kuvanlaadun nousevan DLSS:n käyttöönoton myötä, mutta juuri niin kävi", kertoo Koen Deetman, KeokeN Interactiven toimitusjohtaja ja pelijohtaja. "Yhdessä reaaliaikaisen säteenseurannan ja DLSS:n valtavan suorituskykyparannuksen ansiosta pelaajat pääsevät nauttimaan äärimmäisestä Deliver Us The Moon -pelikokemuksesta ilman kompromisseja".

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

Pelin suorituskyky parani 60 % yhdellä harppauksella, kun NVIDIA DLSS 2.0 otettiin käyttöön Deliver Us The Moonissa

DLSS 2.0 tuottaa pelin oman natiivitarkkuuden mukaista pelikuvaa hyödyntämällä Deliver Us The Moonin sisäistä ajallista TAA-reunanpehmennystekniikkaa. Lähemmin tarkasteltuna DLSS 2.0 tuottaa myös hienovaraisempia parannuksia, kuten paremman kuvantoistotarkkuuden kaiteissa ja muissa yksityiskohdissa:

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

Muissa yhteyksissä DLSS 2.0 tuottaa selkeitä parannuksia, kuten verkkoaitanäkymän sisältävässä kuvassa, jossa kuvanlaatu ja ajallinen vakaus (kuvan selkeys pelaajan näkökulman liikkuessa) ovat omaa luokkaansa.

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

Pelin lukuisissa tietokonenäytöissä ja pientä tekstiä sisältävissä pinnoissa DLSS 2.0 näyttää pelikuvan entistä yksityiskohtaisempana ja selkeämpänä.

NVIDIA DLSS In Deliver Us The Moon: Fortuna

MechWarrior 5: Mercenaries

Piranha Gamesin  MechWarrior 5: Mercenaries on viimeisin NVIDIA DLSS 2.0 -tuen saanut peli. Ja aivan kuten muissakin DLSS-peleissä, pelin suorituskyky parani dramaattisesti, jopa 75 % kuvanlaatua painottavassa tilassa::

"Käytännössä NVIDIA DLSS 2.0 antaa pelaajillemme ilmaisen suorituskykyparannuksen kuvanlaatua heikentämättä", toteaa Piranha Gamesin toimitusjohtaja Russ Bullock. "Sen käyttöönotto oli superhelppoa NVIDIAN uudella SDK-sarjalla, joten emme ajatelleet kahdesti, lisäämmekö sen MechWarrior 5:een".

NVIDIA DLSS 2.0 parantaa myös kuvanlaatua monissa tapauksissa. Alla olevassa, 1440p-tarkkuudella kuvanlatua painottavassa tilassa tallennetussa vertailukuvassa näkyy, miten DLSS terävöittää mechien pieniä yksityiskohtaisia osia, joissa näkyy kulumisen merkkejä. Lisäksi DLSS vakauttaa rakennusten päällä ilmenevää verkkoaitaefektiä, mikä parantaa kuvantoiston vakautta pelin aikana.

Tässä 1080p-tarkkuudella kuvanlaatua painottavassa tilassa tallennetussa esimerkissä DLSS pitää kuvanlaadun terävänä ja selkeänä samalla, kun se nostaa freiminopeutta. Huomaa myös hienovaraiset yksityiskohdat ladossa ja viljapellon parantunut toistotarkkuus.

Lopuksi tässä 1080p-tarkkuudella kuvanlaatua painottavassa tilassa tallennetussa esimerkkikuvassa näkyy, miten DLSS palauttaa kuvaan näkyviin muurin yläosan kaiteen ja terävöittää sekä muurin että portin kummallakin puolella sijaitsevan alueen yksityiskohtia.

Wolfenstein: Youngblood

Bethesdan ja Machine Gamesin Wolfenstein: Youngblood on ensimmäinen Vulkan-pelimoottoria käyttävä peli, jossa käytetään säteenseurantaa ja DLSS 2.0:ta. 

Wolfenstein: Youngblood on jo peruspelinä äärimmäisen nopea, joten DLSS 2.0 nopeuttaa sitä entisestään:

"Meille oli äärimmäisen tärkeää, että pelimme erottuu joukosta sekä visuaalisesti että suorituskyvyn osalta", toteaa Jim Kjellin, MachineGamesin tekninen johtaja ja Wolfenstein: Youngbloodin pelinkehittäjä. "NVIDIA DLSS:n lisääminen auttoi meitä saavuttamaan molempien maailmojen parhaat puolet: maksimisaalisen suorituskyvyn ja uskomattoman kuvanlaadun".

DLSS varmistaa yksityiskohtien näkymisen ja parantaa myös kuvanlaatua tietyissä kohtauksissa. Alla olevassa esimerkissä oikealla näkyvä ristikko ja keskellä olevat rakennuksen putket näkyvät selkeämpinä ja yksityiskohtaisempina DLSS 2.0:ää käytettäessä verrattuna Wolfenstein: Youngbloodin suurimman kuvanlaadun TAA-tilaan:

Selkeät parannukset ovat näkyvissä myös muissa kohdissa. Esimerkiksi toisessa vertailukuvassamme oikealla olevaa rakennus on selvästi yksityiskohtaisempi ja katolla sijaitsevat antennit näkyvät selkeämmin ja terävämpinä, mikä parantaa kohtauksen kuvanlaatua.

DLSS jatkaa oppimistaan

Turing-arkkitehtuurimme tavoitteena oli muuttaa pelaamista kahdella graafisella edistysaskeleella: reaaliaikaisella säteenseurannalla ja NVIDIA DLSS:llä. Säteenseuranta tuo mukanaan uuden sukupolven realismin ja DLSS nostaa freiminopeuksia, jotta pääset nauttimaan vaikuttavista säteenseurantagrafiikoista.

NVIDIA DLSS 2.0:n myötä olemme ottaneet jälleen merkittäviä harppauksia kuvanlaadussa ja suorituskyvyssä samalla, kun olemme sujuvoittaneet teknologiamme käyttöönottoa. Näin yhä useampi pelaaja pääsee nauttimaan siitä yhä useammassa pelissä. Tekoälyn voiman ansiosta DLSS-verkkomme kehittyy koko ajan entistäkin laajemmaksi ja paremmaksi.

Toivottavasti pääset kokeilemaan työmme hedelmiä MechWarrior 5:ssä ja Controlissa tällä viikolla. Muista myös pitää GeForce.comia silmällä uusien DLSS-pelijulkaisuihin ja -kehitysaskeliin liittyvien uutisten varalta.