Co to jest NVIDIA DLSS i jak przyspieszy śledzenie promieni?

Podczas prezentacji NVIDIA na targach CES 2019 firma zaprezentowała nową technologię o nazwie DLSS. W demonstracjach ta technologia eliminuje spadek wydajności w grach, umożliwiając jednocześnie nowoczesną grafikę z obsługą ray tracingu na kartach RTX. Jak to działa?

Co to jest DLSS?

DLSS to skrót od „deep learning super-sampling”. Pomysł ten składa się z dwóch części, ale najpierw skupmy się na drugiej: super-samplowaniu.

Super-samplowanie to technika, którą możesz teraz zastosować w wielu grach na swoim komputerze. Zasadniczo renderuje grę w rozdzielczości przekraczającej możliwości monitora. Brzmi to dziwnie, ale może pomóc wygładzić niektóre ostre krawędzie w grafice wielokątnej. Karty NVIDIA i AMD już obsługują tę technologię, podobnie jak niektóre gry na PC. Aby dowiedzieć się więcej o super-samplowaniu, przeczytaj ten artykuł.

A teraz przejdźmy do części dotyczącej „głębokiego uczenia się”. Głębokie uczenie to termin, który oznacza mnóstwo obliczeń wykonywanych na sprzęcie o dużej mocy, co z czasem prowadzi do poprawy wyników. Niektóre aplikacje nazywają to „sztuczną inteligencją” (AI), co może być mylące; system nie „uczy się” w ludzkim sensie, lecz staje się lepszy w powtarzalnym procesie.

System DLSS firmy NVIDIA nieustannie uruchamia superpróbkowanie w określonej grze na kartach graficznych w swoich ogromnych centrach danych. Oblicza najlepsze sposoby zastosowania techniki super-samplingu w grze, przetwarzając wielokąty i tekstury, które tworzą to, co widzisz na ekranie. Część procesu „głębokiego uczenia się” polega na tym, że system uczy się jak najwięcej o wyglądzie gry i jak ją poprawić.

Połącz superpróbkowanie, aby uzyskać płynniejsze linie wielokątów i tekstury z głębokim uczeniem, aby zastosować ogólne ulepszenia do gry, a otrzymasz DLSS. Techniki poprawiające jakość obrazu, obliczone już w centrach danych firmy NVIDIA, są stosowane w locie za pośrednictwem rdzeni przetwarzających Tensor na karcie RTX.

Inżynierowie NVIDIA wyjaśnili i zademonstrowali ten proces podczas graficznego testu porównawczego na targach CES. Ulepszenia w porównaniu z konfiguracją inną niż DLSS były imponujące, z wyraźniejszymi, bardziej równymi teksturami i wielokątami, nawet gdy maszyna DLSS renderowała swoją grafikę przy niższej wydajności (1080p) niż maszyna bez DLSS (1440p).

Jak przyspiesza działanie gry?

System DLSS wprowadza uogólnione ulepszenia grafiki gry, zwłaszcza jeśli korzystasz z gier z włączonymi ulepszeniami ray tracingu firmy NVIDIA. Ray tracing, wprowadzony po raz pierwszy w kartach z serii RTX, pozwala na dokładniejsze odbicia, cienie i rozproszenie światła.

Niestety, ray tracing zwiększa również obciążenie GPU. Wiele gier spada poniżej pożądanego wskaźnika 60 klatek na sekundę, nawet przy użyciu najnowszych kart NVIDIA i wysokiej klasy komponentów w pozostałej części komputera.

Wykorzystanie wstępnie obliczonych ulepszeń DLSS, które GPU RTX w centrach danych NVIDIA już opanowały, może zwiększyć wydajność gier obsługujących RTX. W demonstracji na CES gra z włączonym ray tracingiem i DLSS była odtwarzana z jedną lub dwiema klatkami więcej niż gra uruchomiona bez ray tracingu. Mówiąc najprościej: DLSS umożliwia znacznie szybsze działanie gier z bardziej fantazyjnymi efektami świetlnymi.

NVIDIA informuje, że proces nie jest doskonały: włączenie DLSS może w rzadkich przypadkach wymazać tekstury lub geometrię. Jednak ogólnie rzecz biorąc, poprawa jest dramatyczna i warto włączyć tę opcję, jeśli jest dostępna.

Czy moja karta może korzystać z DLSS?

DLSS to funkcja zastrzeżonego rdzenia przetwarzania Tensor firmy NVIDIA, obecna w architekturze GPU Turing w nowych kartach RTX. Jeśli masz kartę graficzną GeForce RTX, możesz użyć DLSS. Jeśli nie, to nie możesz. Karty z serii GeForce GTX 900 i 1000 nie obsługują DLSS.

Czy do korzystania z niego jest potrzebne połączenie internetowe?

Nie. Chociaż proces DLSS wykorzystuje ogromne ilości sprzętu do przetwarzania w chmurze – farmy serwerów NVIDIA wypełnione przemysłowymi wersjami kart graficznych RTX – proces odbywa się na lokalnym komputerze po skonfigurowaniu i włączeniu systemu. Upewnij się tylko, że korzystasz z najnowszych sterowników.

Czy moja gra jest kompatybilna z DLSS?

Problem polega na tym, że część DLSS związana z głębokim uczeniem wymaga miesięcy przetwarzania w centrach danych firmy NVIDIA, zanim będzie można ją zastosować w grach komputerowych. Każda nowa gra musi być przetwarzana przez GPU, aby przygotować się do DLSS.

Po zakończeniu tego procesu NVIDIA zaktualizuje sterowniki GPU i włączy DLSS w nowych grach, co pozwoli programistom na aktywację tej opcji w menu ustawień. Ze względu na to, że system musi analizować geometrię i tekstury każdej gry indywidualnie, nie ma sposobu na przyspieszenie tego procesu. NVIDIA może w przyszłości skrócić czas do tygodni lub dni dla jednej gry, ale obecnie zajmuje to trochę czasu.

W chwili pisania tego tekstu (styczeń 2019 r.) Tylko jedna gra ma DLSS, które można włączyć na komputerze do gier w domu: Final Fantasy XV. Nawet to jest w formie beta i działa tylko w najwyższych rozdzielczościach. Wczesne testy pokazują, że rzeczywiście zwiększa liczbę klatek na sekundę o 10-15 kl./s – mniej więcej tyle samo, ile tracisz przy włączaniu obsługi ray tracingu RTX w innych grach. (W tej chwili FFXV nie obsługuje ray tracingu, więc wzmocnienie DLSS nie jest stosowane tam, gdzie jest naprawdę potrzebne).

Firma NVIDIA ogłosiła listę innych istniejących i nadchodzących gier, które w końcu będą obsługiwać DLSS. Obecnie NVIDIA potwierdziła nadchodzącą obsługę DLSS dla dwudziestu pięciu gier, w tym Hellblade: Senua’s Sacrifice, ARK: Survival Evolved, Atomic Heart, Hitman 2, Mechwarrior V, Playerunknown’s Battlegrounds, Shadow of the Tomb Raider i We Happy Few. Na targach CES firma ogłosiła również, że Battlefield V i nadchodzący Anthem będą obsługiwać DLSS – ten ostatni może nawet zostać przetworzony, zanim będzie gotowy do wydania.

Gry, które będą obsługiwać zarówno efekty ray tracingu dostępne wyłącznie w RTX, jak i zwiększający wydajność system DLSS, to krótka lista:

• Anthem
• Atomic Heart
• Battlefield V
• MechWarrior V
• Shadow of the Tomb Raider
• Justice online
• JX3

Oczywiście ta lista będzie rosła, gdy programiści będą coraz bardziej zadowoleni z ray tracingu, NVIDIA wygładza i przyspiesza proces obliczeniowy DLSS, a gracze PC domagają się dostępu do wszystkich funkcji swoich kart graficznych z logo RTX.