DLSS a ray-tracing – teória a podrobnosti
DLSS technológia prišla v roku 2018 spolu s uvedením nových GeForce RTX čipov. Skratka znemená Deep Learning Super Sampling a jedná sa o škálovanie renderovaného obrazu z nízkeho a teda výkonovo menej náročného rozlíšenia pomocou strojového učenia. Toto presne robila prvá verzia DLSS, avšak implementácia bola náročná, pomalá a v konečnom dôsledku ju podporovalo iba niekoľko málo hier. Verzia DLSS 2 robila prakticky to isté, výpočtové jadrá však už vedeli „rozmýšľať“ samostatne a AI upscaling už fungoval na akejkoľvek hre. Výsledkom tak bol zvýšený výkon bez, alebo iba s minimálnym vizuálnym rozdielom v obraze.
Ďalším veľkým krokom bol príchod DLSS 3 a DLSS 3.5. Tie už síce nemajú príliš spoločného s pôvodnou skratkou, no technologicky využívajú AI jednotku a tak sa pravdepodobne v NVIDII rozhodli zachovať zabehnuté označenie.
DLSS s označením 3 prinieslo novinku v podobe Frame Creation, čo znamená tvorbu snímkov (framov) medzi jednotlivými vyrenderovanými snímkami. Vo výsledku tak AI zo skutočného snímku, ktorý vypočítala GPU, odhadne, ako by mal vyzerať nasledujúci snímok. Dochádza teda k zdvojnásobeniu snímkovej frekvencie hry striedaním reálneho a AI snímku. Túto funkciu však podporujú iba grafické karty generácie RTX 40.
Predikcia odhadu pohybu, Zdroj: NVIDIA
DLSS 3.5 Ray Reconstruction taktiež využíva AI, avšak tento krát na vylepšenie ray-tracingu. Ako?
Samotný ray-tracing využívaný v hrách nie je zďaleka dokonalý, pretože na renderovanie scény sa ani zďaleka nesleduje odraz lúča od každého pixelu na scéne – na to jednoducho súčasné procesory nemajú výkon. Scéna sa generuje pomocou niekoľkých vybraných lúčov, ktoré „nasvietia“ vymodelovanú scénu v nízkom rozlíšení.
Ako funguje tradičný ray-tracing, Zdroj: NVIDIA
Následne sa pomocou rôznych techník na škálovanie a redukciu šumu (de-noising) vygeneruje výsledná scéna, a tá sa opäť škáluje na požadované rozlíšenie – toto je samozrejme veľmi zjednodušene napísané. Jednotlivé scény sa ručne optimalizujú tak, aby výsledný obraz neobsahoval artefakty, defekty a nedochádzalo k prepadom výkonu.
Tu prichádza na scénu AI, ktoré analyzuje scénu, použité efekty a množstvo ďalších dát, na ktorých bola trénovaná. Dokáže tak v reálnom čase aplikovať vhodné odšumovacie a škálovacie algoritmy a podľa rozpoznaného obsahu vylepšiť výslednú scénu či odstrániť nežiadúce artefakty, takže odpadá potreba ručnej optimalizácie.
Ako funguje Ray Reconstruction, Zdroj: NVIDIA
Screenshoty z hier a porovnanie
DLSS a ray-tracing som otestoval v dvoch hrách – Alan Wake 2 a Cyberpunk 2077. Obe patria medzi aktuálne graficky najnáročnejšie hry a podporujú ray-tracing aj DLSS 3.5.
Prvý screen pochádza z hry Alan Wake 2, kde je vidno rozdiel v zobrazení odleskov na mokrej ceste. Ľavá strana obrázku má vypnutý ray-tracing (RT). V pravej časti si všimnite aj odlesky na kapote auta.
Ďalšia dvojica zachytáva výrazný rozdiel vo vykreslení protisvetla a zobrazenie tieňov v interiéri.
Rozdiely je vidno aj v detailoch tieňov, hoci sú minimálne. Tiene v spodnej časti snímky vykreslené pomocou RT sú jemnejšie.
Posledná dvojica obrázkov z hry Alan Wake 2 zachytáva opäť odlesky na ceste. Všimnite si však aj rozdiely vo vykreslených tieňoch na budove vpravo. Celkovo pôsobia obrázky vykreslené pomocou RT prirodzenejšie a hra dostala úplne iný nádych.
Druhým v poradí je Cyberpunk 2077. Odlesky na vode sú opäť vďačným objektom na porovnanie. Rozdiel je aj v tieňoch v interiéri auta.
Sú však aj miesta, kde sa ray-tracing prejaví len minimálne a scéna má na prvý pohľad iba iný kontrast.
Add new comment