NVIDIA DLSS 2.0: Ett stort steg för AI-rendering

Av Andrew Burnes on den 23 mars 2020 | Featured Stories GeForce RTX GPUs NVIDIA DLSS NVIDIA RTX

Artificiell intelligens revolutionerar spel – från fysik och physics och animation av animering inuti spelet till rendering i realtid och AI-assisted broadcasting features. Med Deep Learning Super Sampling (DLSS) vill NVIDIA omdefiniera rendering i realtid via AI-baserad superupplösning. Med vår senaste 2.0-version av DLSS har vi tagit stora kliv mot det målet.

DLSS 2.0 drivs av dedikerade AI-processorer i GeForce RTX GPU:er som kallas Tensor Cores och är ett nytt och förbättrat neuralt nätverk för djupinlärning som ökar bildfrekvensen samtidigt som det genererar vackra, skarpa bilder i spel. Det ger spelare prestandautrymme för att maximera inställningar för strålspårning och öka upplösningar. 

DLSS 2.0 erbjuder flera viktiga förbättringar jämfört med den ursprungliga versionen:

  • Överlägsen bildkvalitet – DLSS 2.0 ger inbyggd bildkvalitetsupplösning medan den endast renderar hälften av pixlarna. Den använder nya temporala feedback-tekniker för skarpare bilddetaljer och förbättrad stabilitet från bild till bild.

  • Bra skalning i alla GeForce RTX GPU: er och upplösningar – En ny, snabbare AI-modell använder Tensor Cores mer effektivt för att köra två gånger snabbare än originalet, vilket förbättrar bildfrekvensen och tar bort begränsningar för GPU:er, inställningar och lösningar som stöds..

  • Ett nätverk för alla spel – För ursprungliga DLSS krävdes träning av AI för varje nytt spel. DLSS 2.0 tillhandahåller ett generaliserat AI-nätverk som fungerar för flera spel. Det innebär snabbare spelintegrationer och fler DLSS-titlar.

  • Anpassningsbara alternativ – DLSS 2.0 erbjuder användare tre bildkvalitetslägen Quality, Balanced, Performance (kvalitet, balanserad, prestanda) som styr renderingsupplösning, med ett prestandaläge som nu möjliggör upp till 4× superupplösning. Detta innebär fler användarval och ännu större prestandaförbättringar.

Deliver Us the Moon – DLSS 2.0 förbättrar prestandan avsevärt samtidigt som den bibehåller, och i vissa fall förbättrar, bildkvaliteten.

NVIDIA DLSS 2.0 finns redan i Deliver Us the Moon och Wolfenstein: Youngblood, lanseras i MechWarrior 5: Mercenaries idag och kommer till Control via en speluppdatering den 26 mars. Och nu är DLSS 2.0 tillgängligt för Unreal Engine 4-utvecklare via ett utvecklarprogram för DLSS som kommer att accelerera distributionen i en av världens mest populära spelmotorer. Om du är utvecklare kan du gå Hit  om du vill veta mer.

DLSS 2.0 – Under huven

Vårt Neural Graphics Framework, NGX, tränar ett djupt neuralt nätverk mot tiotusentals högupplösta, vackra bilder som återges offline i en superdator med mycket låga bildhastigheter och 64 enheter per pixel. Baserat på kunskap från otaliga timmars träning, kan nätverket sedan ta lågupplösta bilder som indata och konstruera högupplösta, vackra bilder. 

DLSS 2.0 har två primära källor med indata för AI-nätverket:

  1. Lågupplösta, trappstegskantade bilder som återges av spelmotorn. 
  2. Lågupplösta, rörelsevektorer från samma bilder – som också genereras av spelmotorn.

Rörelsevektorer avslöjar i vilken riktning objekt i scenen rör sig från bild till bild och vi kan tillämpa dessa vektorer till den senaste högupplösta bilden som matats ut av nätverket för att uppskatta hur nästa bild kommer att se ut. 

Utifrån: DLSS 2.0-arkitektur

Ett speciellt sorts AI-nätverk, som kallas faltnings-autokodare, använder den aktuella bilden med låg upplösning och den senaste bilden med hög upplösning för att på en pixel-för-pixel-basis avgöra hur man skapar en högre kvalitet för den aktuella bilden.

När AI-nätverket tränas jämförs sedan utdatabilden med extremt hög kvalitet, en inbyggd 16K-renderad referensbild, och skillnaden kommuniceras sedan tillbaka till nätverket så att den kan fortsätta att lära sig och förbättra dess resultat.

DLSS 2.0 i praktiken

DLSS 2.0 kan nu upplevas i  Control, Deliver Us The Moon, MechWarrior 5: Mercenaries, och Wolfenstein: Youngblood och den 26 mars kommer den att integreras i Control som en del av den senaste speluppdateringen. Låt oss titta på varje spel i detalj.

Control

Remedy Entertainments Control var ett av 2019 års bästa spel för en spelare och även ett av deras mest avancerade spel, med en svit med strålspårade effekter som tog dess grafiska realism till nya höjder.   

Control lanserades ursprungligen med en  tidigare version av DLSS som använde en bildbehandlingsalgoritm för att öka bildfrekvensen med över 70 %. Den 26 mars släpper utvecklaren Remedy en uppdatering som lägger till nytt berättelsebaserat nedladdningsbart innehåll tillsammans med det senaste AI-drivna  DLSS 2.0.

”Med Control bestämde vi oss för att skapa en visuellt fantastisk och uppslukande värld”, säger Mika Vehkala, teknikansvarig på Remedy Entertainment. ”Strålspårning i realtid och NVIDIA DLSS fick Control att se fantastiskt ut vid lanseringen och uppgraderingen till DLSS 2.0 gjorde spelets bildkvalitet bättre än någonsin.”

Vid 1 920 × 1 080 och 2 560 × 1 440 ökar DLSS 2.0:s kvalitetsläge (Quality mode) prestandan med upp till 76 % i våra tester. Och vid 4K (3 840 × 2 160) ger prestandaläget (Performance mode) 2–3 gånger större förbättringar, vilket även gör det möjligt för GeForce RTX 2060-spelare att få en spelbar bildfrekvens med maxinställningar.

Även om den ursprungliga implementeringen av DLSS i Control ökade prestandan och gav bra bildkvalitet till de flesta scener i spelet, tenderade områden med objekt i rörelse att vara sämre. DLSS 2.0 kan hantera dessa fall mycket mer effektivt, vilket bilden av en snurrande fläkt nedan visar.

Bilder som spelats in vid 1 080p med DLSS 2.0:s kvalitetsläge (Quality Mode)

Den senaste versionen av DLSS förbättrar även bildkvaliteten där detaljerna är lite mer subtila. Följande bilder visar ytterligare exempel på förbättringar från den ursprungliga versionen av DLSS till den uppdaterade versionen av DLSS 2.0.

Bilder som tagits vid 1 440p med DLSS 2.0:s kvalitetsläge (Quality Mode)

På andra håll förbättras texten på sigill och andra detaljer på samma sätt, vilket förbättrar bildkvaliteten och realismen.

Bilder som tagits vid 1 440p med DLSS 2.0:s kvalitetsläge (Quality Mode)

Och spelelement med platt textur, såsom affischer och kartan nedan, har också märkbara förbättringar av klarhet och skärpa: 

Bilder som spelats in vid 1 080p med DLSS 2.0:s kvalitetsläge (Quality Mode)

För att få DLSS 2.0 för Control laddar du ner och installerar vår senaste Game Ready-drivrutin och sedan laddar du den 26 mars ner en ny Control-speluppdatering. Aktivera DLSS i spelet, välj en bildupplösning och sedan en DLSS-renderingsupplösning som motsvarar de Quality- (kvalitet), Balanced- (balanserad) och Performance-lägen (prestanda) som visas i andra DLSS 2.0-titlar.

Deliver Us The Moon

KeokeN Interactives rymd- och månbaserade äventyr, Deliver Us The Moon, , lade till strålspårade effekter och DLSS 2.0 i slutet av förra året, vilket förbättrade dess utseende och prestanda.

”Vi förväntade oss aldrig att bildkvaliteten i Deliver Us The Moon skulle öka när DLSS aktiverades, men det var precis vad vi fick uppleva”. säger Koen Deetman, VD och Game Director på KeokeN Interactive. ”Detta i kombination med strålspårning i realtid och den enorma prestandaökningen från DLSS, ger våra spelare den ultimata Deliver Us The Moon-upplevelsen utan kompromisser.”

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

Prestandan blir hela 60 % bättre med NVIDIA DLSS 2.0 aktiverat i Deliver Us The Moon

Under hela spelet levererar DLSS 2.0 en bildkvalitet i nivå med spel med inbyggd upplösning med hjälp av Deliver Us The Moons inbyggda temporala kantutjämningsteknik. Under närmare granskning visar DLSS 2.0 även subtila förbättringar med bättre realism för räcken och andra fina detaljer:

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

I andra fall ger DLSS 2.0 tydliga förbättringar, till exempel på intrikata trådstängsel, som har bättre bildkvalitet och överlägsen temporal stabilitet (klarhet medan spelarens vy flyttas).

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

Och på spelets många datorskärmar och ytor med minimal text visar DLSS 2.0 mer detaljer med en högre nivå av klarhet.

NVIDIA DLSS In Deliver Us The Moon: Fortuna

MechWarrior 5: Mercenaries

Piranha Games MechWarrior 5: Mercenaries  är det senaste spelet att lägga till NVIDIA DLSS 2.0, och som i andra DLSS-förbättrade titlar förbättras prestandan dramatiskt med en ökning på upp till 75 % när du använder kvalitetsläget (Quality mode):

”NVIDIA DLSS 2.0 ger våra spelare en kostnadsfri prestandaförbättring, utan att de offrar bildkvaliteten” säger Russ Bullock, Chef på Piranha Games. ”Den var också jättelätt att implementera med NVIDIAs nya SDK, så den var enkel för oss att lägga till i MechWarrior 5.”

Bildkvaliteten förbättras också med NVIDIA DLSS 2.0 i flera andra fall. I jämförelsen nedan, vid 1 440p med kvalitetsläget (Quality mode), lägger DLSS till skarpa detaljer till de invecklade delarna av nät, som visar slitaget. Dessutom stabiliserar DLSS även trådstängslet ovanpå byggnaden, för bättre realism under spel.

I det här exemplet, i 1 080p med kvalitetsläget (Quality Mode), upprätthåller DLSS en skarp och tydlig bildkvalitet samtidigt som bildfrekvensen ökas. Notera också de fina linjerna på ladan och den ökade realismen hos sädesslagen.

Och slutligen, i detta exempel vid 1 080p med kvalitetsläge (Quality mode), återställer DLSS skyddsräcket högst upp mot väggen och gör mindre detaljer skarpare både på väggen och områdena på vardera sidan av porten.

Wolfenstein: Youngblood

Bethesda och Machine Games Wolfenstein: Youngblood  är den första Vulkan-drivna titeln att lägga till strålspårning och DLSS 2.0. 

Wolfenstein: Youngblood fungerar extremt bra från första början och med DLSS 2.0 blir det ännu snabbare:

”Det var oerhört viktigt för oss att vårt spel sticker ut både visuellt och ur ett prestandaperspektiv”, säger Jim Kjellin CTO på MachineGames, utvecklare av Wolfenstein: Youngblood. ”Genom att lägga till NVIDIA DLSS kunde vi få det bästa av två världar, maximal prestanda med otrolig bildkvalitet.”

DLSS bibehåller detaljer, samtidigt som bildkvaliteten förbättras på vissa ställen. I exemplet nedan är gallret på skärmens högra sida och rören på byggnaden i mitten mer definierade och detaljerade med DLSS 2.0 aktiverat i jämförelse med Wolfenstein: Youngbloods TAA-läge med högsta kvalitet:

Tydliga förbättringar är uppenbara på vissa ställen. Till exempel ser vi i vår andra jämförelse att detaljerna på byggnaden till höger ökar betydligt och att antennerna på taket blir tydligare och mer synliga, vilket förbättrar kvaliteten på scenen.

DLSS fortsätter att lära sig

Med Turing-arkitekturen ville vi omvandla spelande genom två stora grafiksprång: strålspårning i realtid och NVIDIA DLSS. Strålspårning genererar nästa generations realism, medan DLSS ökar bildhastighet så att du kan njuta av den fantastiska strålspårade grafiken.

Med NVIDIA DLSS 2.0 har vi tagit stora kliv inom bildkvalitet och prestanda, samtidigt som vi banar väg för enklare integration så att spelare kan njuta av tekniken i ännu flera spel. Och tack vare kraften i AI kommer vårt DLSS-nätverk bara att fortsätta att växa och förbättras.

Vi hoppas att du får chansen att testa vårt senaste arbete i MechWarrior 5 och Control denna vecka, och håll koll på GeForce.com för fler nyheter om kommande DLSS-spel och framsteg.