NVIDIA DLSS 2.0: een grote sprong in AI-rendering

Door Andrew Burnes on 23 maart 2020 | Featured Stories GeForce RTX GPUs NVIDIA DLSS NVIDIA RTX

Kunstmatige intelligentie brengt een revolutie in gaming: van in-game physics en animatie simulatie naar realtime rendering en AI-ondersteunde broadcastfunctie.  Met Deep Learning Super Sampling (DLSS) wilde NVIDIA realtime rendering overtreffen met behulp van op AI gebaseerde superresolutie. Met onze nieuwste 2.0-versie van DLSS komen we een stuk dichter bij dat doel.

DLSS 2.0 wordt aangedreven door speciale AI-processors op GeForce RTX-GPU's genaamd Tensor Cores en is een nieuw en verbeterd neuraal netwerk voor 'deep learning' dat framerates verhoogt en tegelijkertijd mooie, scherpe gamebeelden genereert. Hierdoor is het prestatieniveau hoog genoeg voor maximale raytracing-instellingen en verhoogde outputresoluties. 

DLSS 2.0 biedt een aantal belangrijke verbeteringen ten opzichte van de oorspronkelijke versie:

  • Superieure beeldkwaliteit: DLSS 2.0 biedt de beeldkwaliteit van systeemeigen resolutie, terwijl slechts de helft van de pixels wordt gerenderd. De oplossing maakt gebruik van nieuwe temporele feedbacktechnieken voor scherpere beelddetails en verbeterde stabiliteit in elk frame.

  • Geweldige schaling voor alle GeForce RTX-GPU's en resoluties:Een nieuw, sneller AI-model maakt efficiënter gebruik van Tensor Cores voor een twee keer zo snelle uitvoering als het origineel. Ook worden framerates verbeterd en beperkingen op ondersteunde GPU's, instellingen en resoluties geëlimineerd.

  • Eén netwerk voor alle games:Bij de originele DLSS moest de AI voor elke nieuwe game worden getraind. DLSS 2.0 biedt een algemeen AI-netwerk dat voor verschillende games werkt. Dit betekent snellere game-integraties en meer DLSS-titels.

  • Aanpasbare opties:DLSS 2.0 biedt gebruikers drie beeldkwaliteitsmodi (Kwaliteit, Gebalanceerd, Prestaties) die de renderingresolutie regelen, waarbij de Prestaties-modus nu tot 4x superresolutie mogelijk maakt. Dit betekent meer keuze voor de gebruiker, en nog grotere prestatieboosts..

Deliver Us the Moon: DLSS 2.0 verhoogt de prestaties aanzienlijk, met behoud van – en in sommige gevallen verbeterde – beeldkwaliteit.

NVIDIA DLSS 2.0 is al beschikbaar in Deliver Us The Moon en Wolfenstein: Youngblood, lanceert vandaag in MechWarrior 5: Mercenaries en komt op 26 maart via een gamepatch naar Control. En nu is DLSS 2.0 beschikbaar voor Unreal Engine 4-ontwikkelaars via een DLSS-ontwikkelaarsprogramma dat de implementatie in een van de populairste game-engines ter wereld versnelt. Als je een ontwikkelaar bent, vind je hier meer informatie.

DLSS 2.0: onder de motorkap

Ons Neural Graphics Framework, NGX, traint een diep neuraal netwerk met tienduizenden prachtige beelden met hoge resolutie, offline gerenderd in een supercomputer met zeer lage framerates en 64 samples per pixel. Op basis van de kennis na talloze uren training kan het netwerk vervolgens beelden met een lagere resolutie maken als input en prachtige beelden met hoge resolutie construeren. 

DLSS 2.0 heeft twee primaire inputwaarden die het AI-netwerk voeden:

  1. Lage resolutie, aliasafbeeldingen die door de game-engine worden gerenderd. 
  2.  Lage resolutie, bewegingsvectoren van dezelfde beelden, ook gegenereerd door de game-engine.

Bewegingsvectoren vertellen ons in welke richting objecten bewegen in elk frame van een scène. Deze vectoren kunnen we op de laatste frame-output met hoge resolutie door het netwerk toepassen om in te schatten hoe het volgende frame eruit zal zien. 

Boven: DLSS 2.0-architectuur

Een speciaal type AI-netwerk, een 'convolutional autoencoder' genaamd, neemt het huidige frame met lage resolutie en het laatste frame met hoge resolutie om pixel voor pixel te berekenen hoe een huidig frame van hogere kwaliteit kan worden gegenereerd.

Tijdens het trainen van het AI-netwerk wordt de outputafbeelding vervolgens vergeleken met een zeer hoogwaardige systeemeigen standaardreferentie-afbeelding van 16K en wordt het verschil weer aan het netwerk gecommuniceerd, zodat het kan blijven leren en de resultaten kan verbeteren.

DLSS 2.0 in actie

DLSS 2.0 is nu te bewonderen in: Control, Deliver Us The Moon, MechWarrior 5: Mercenaries, en Wolfenstein: Youngblood, en op 26 maart wordt de technologie als onderdeel van de nieuwste game-update geïntegreerd in Control. Laten we al deze games eens afzonderlijk bekijken.

Control

Control van Remedy Entertainment was een van de beste singleplayergames van 2019 en bovendien een van de meest geavanceerde, met een scala aan effecten voor raytracing dat het grafische realisme een enorme boost gaf. 

Control werd oorspronkelijk gelanceerd met een eerdere versie van DLSS , die een beeldverwerkingsalgoritme gebruikte om framerates met meer dan 70% te verhogen. Op 26 maart brengt ontwikkelaar Remedy een update uit met naast nieuwe downloadbare verhaalinhoud ook het nieuwe, door AI aangedreven DLSS 2.0.

"Met Control wilden we een visueel verbluffende en meeslepende wereld creëren," aldus Mika Vehkala, Director of Technology bij Remedy Entertainment. "Dankzij realtime raytracing en NVIDIA DLSS zag Control er meteen bij de lancering geweldig uit. Nu we naar DLSS 2.0 hebben geüpgraded, is de beeldkwaliteit van de game beter dan ooit."

In onze tests zorgde de Kwaliteit-modus bij 1920x1080 and 2560x1440 voor tot 76% betere prestaties: En bij 4K (3840x2160) zorgt de Prestaties-modus voor twee tot drie keer hogere prestaties, waardoor zelfs GeForce RTX 2060-gamers op maximale instellingen een speelbare framerate houden.

De oorspronkelijke implementatie van DLSS in Control verbeterde de prestaties en leverde in de meeste gamescènes een geweldige beeldkwaliteit, maar gebieden met bewegende objecten waren lastig. DLSS 2.0 kan deze gevallen veel beter aan, zoals je hieronder kunt zien in het beeld van een draaiende ventilator.

Afbeeldingen zijn in 1080p vastgelegd met de Kwaliteit-modus van DLSS 2.0

De nieuwste versie van DLSS verbetert ook de beeldkwaliteit bij subtielere details. De volgende afbeeldingen laten meer voorbeelden zien van verbeteringen van DLSS 2.0 ten opzichte van de oorspronkelijke DLSS-versie.

Afbeeldingen zijn in 1440p vastgelegd met de Kwaliteit-modus van DLSS 2.0

Zo zijn ook teksten op zegels en andere details verbeterd voor een betere beeldkwaliteit en getrouwheid.

Afbeeldingen zijn in 1440p vastgelegd met de Kwaliteit-modus van DLSS 2.0

Ook van platte gestructureerde game-elementen, zoals posters en de kaart hieronder, zijn de helderheid en scherpte merkbaar verbeterd: 

Afbeeldingen zijn in 1080p vastgelegd met de Kwaliteit-modus van DLSS 2.0

Als je DLSS 2.0 voor Control wilt krijgen, download en installeer je onze nieuwste Game Ready Driver en download je op 26 maart een nieuwe game-update voor Control. Schakel in de game DLSS in, selecteer een displayresolutie en vervolgens een DLSS-renderingresolutie, gelijk aan de modi Kwaliteit, Gebalanceerd en Prestaties van andere DLSS 2.0-titels.

Deliver Us The Moon

Deliver Us The Moon, , de scifi-thriller van KeokeN Interactive die zich in de ruimte en op de maan afspeelt, heeft eind vorig jaar effecten voor raytracing en DLSS 2.0 toegevoegd voor nog meer visuele pracht en prestaties.

"We hadden nooit verwacht dat de beeldkwaliteit in Deliver Us The Moon zou toenemen wanneer DLSS werd ingeschakeld, maar dat is precies wat we hebben ervaren," aldus Koen Deetman, CEO en Game Director bij KeokeN Interactive. "In combinatie met realtime raytracing, en de enorme prestatieboost van DLSS, kunnen onze spelers hierdoor zonder concessies genieten van de ultieme ervaring voor Deliver Us The Moon."

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

Met NVIDIA DLSS 2.0 ingeschakeld in Deliver Us The Moon namen de prestaties in één keer met 60% toe

Overal in de game levert DLSS 2.0 dezelfde beeldkwaliteit als wanneer met de systeemeigen resolutie wordt gespeeld, door gebruik te maken van de ingebouwde temporele antialiasingtechniek van Deliver Us The Moon. Als je goed kijkt, toont DLSS 2.0 zelfs subtiele verbeteringen, met een betere getrouwheid bij railings en andere fijne details:

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

In andere gevallen levert DLSS 2.0 duidelijke verbeteringen, bijvoorbeeld een betere beeldkwaliteit en superieure temporele stabiliteit (helderheid terwijl het zicht van de speler in beweging is) bij ingewikkeld gaashekwerk.

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

En op de vele computerschermen en oppervlakken met minuscule tekst in de game zorgt DLSS 2.0 voor meer details met meer helderheid.

NVIDIA DLSS In Deliver Us The Moon: Fortuna

MechWarrior 5: Mercenaries

Ook MechWarrior 5: Mercenaries  van Piranha Games voegt nu NVIDIA DLSS 2.0 toe. Net als in andere door DLSS verbeterde titels schieten de prestaties omhoog: met de Kwaliteit-modus is er een toename van 75% gemeten:

"NVIDIA DLSS 2.0 geeft onze spelers in principe een gratis prestatieboost, zonder in te boeten aan beeldkwaliteit," aldus Russ Bullock, directeur bij Piranha Games. "Met de nieuwe SDK van NVIDIA was het ook nog eens heel gemakkelijk te implementeren, dus we hoefden er niet lang over na te denken om dit aan MechWarrior 5 toe te voegen."

In een aantal gevallen is de beeldkwaliteit ook verbeterd met NVIDIA DLSS 2.0. In de vergelijking hieronder, vastgelegd in 1440p met behulp van Kwaliteit-modus, voegt DLSS scherpe details toe aan de ingewikkelde delen van de 'mech, waardoor slijtage zichtbaar is. Daarnaast stabiliseert DLSS ook het gaashekwerk boven op het gebouw, voor een betere getrouwheid tijdens het spelen.

In dit voorbeeld, vastgelegd in 1080p met de Kwaliteit-modus, behoudt DLSS een scherpe, duidelijke beeldkwaliteit met hogere framerates. Let ook op de fijne lijndetails op de schuur en de verhoogde getrouwheid van de graanvelden.

Tot slot zie je in dit voorbeeld, in 1080p vastgelegd met de Kwaliteit-modus, hoe DLSS de veiligheidsrailing bovenaan van de muur herstelt en zowel op de muur als aan weerskanten van de poort kleinere details verscherpt.

Wolfenstein: Youngblood

Wolfenstein: Youngblood van Bethesda en Machine Games is de eerste door Vulkan aangedreven titel die raytracing en DLSS 2.0 toevoegt. 

Standaard presteert Wolfenstein: Youngblood al zeer goed, en met DLSS 2.0 wordt alles nog sneller:

"Het was voor ons van cruciaal belang dat onze game zowel door zijn visuele kracht als zijn prestaties opvalt," aldus Jim Kjellin, CTO van MachineGames, de ontwikkelaar van Wolfenstein: Youngblood. "Door NVIDIA DLSS toe te voegen konden we het beste van twee werelden combineren: maximale prestaties met ongelooflijke beeldkwaliteit."

DLSS behoudt de details en verbetert tegelijkertijd op bepaalde plekken de beeldkwaliteit. In het onderstaande voorbeeld kun je zien dat als DLSS 2.0 is ingeschakeld, de roosters aan de rechterkant van het scherm en de leidingen op het gebouw in het midden meer gedefinieerd en gedetailleerd zijn in vergelijking met de hoogste kwaliteit TAA-modus van Wolfenstein: Youngblood:

Ook op andere plekken kun je duidelijke verbeteringen zien. In onze tweede vergelijking kun je bijvoorbeeld zien dat er rechts aanzienlijk meer detail op het gebouw zichtbaar is en dat de antennes op het dak duidelijker en beter zichtbaar zijn. Dit verbetert de kwaliteit van de scène.

DLSS blijft leren

Met de Turing-architectuur wilden we gaming veranderen met twee grote sprongen in graphics: realtime raytracing en NVIDIA DLSS. Raytracing levert next-gen realisme, terwijl DLSS framerates verhoogt zodat je kunt genieten van die verbluffende beelden met raytracing.

Met NVIDIA DLSS 2.0 hebben we grote sprongen gemaakt in beeldkwaliteit en prestaties. Tegelijkertijd maken we de weg vrij voor een eenvoudigere integratie, zodat gamers in steeds meer games van de technologie kunnen genieten. En dankzij de kracht van AI zal ons DLSS-netwerk alleen maar blijven groeien en verbeteren.

We hopen dat je de kans krijgt om ons nieuwste werk in MechWarrior 5 en Control deze week uit te proberen. Houd  GeForce.com  in de gaten voor meer nieuws over aankomende DLSS-games en -ontwikkelingen.