NVIDIA DLSS 3 to rewolucja w ray-tracingu?

Kilka lat temu wydarzyło się coś znaczącego w świecie grafiki komputerowej. W grach zaczęto na coraz szerszą skalę stosować ray-tracing – technologię pozwalającą w bardzo realistyczny sposób generować cienie, odbicia oraz oświetlenie. Pojawił się wówczas jednak dość istotny problem. Ray-tracing wymaga ogromnych pokładów mocy i mało która karta graficzna była sobie wówczas w stanie z nim poradzić. Na szczęście inżynierowie z firmy NVIDIA znaleźli rozwiązanie.

Na potrzeby kart graficznych z serii GeForce RTX 20 przygotowano technologię zwaną DLSS. Wykorzystywała ona potężne superkomputery do przygotowania profilów gier. Profile te następnie były aplikowane do poszczególnych produkcji, co znacząco podnosiło ich wydajność. Przez lata DLSS ewoluowało, a najnowsza jego wersja - DLSS 3 - powstała z myślą o kartach GeForce RTX 40. Jakie zmiany wprowadza? Dlaczego warto się nią zainteresować? O tym w niniejszym artykule.

Od momentu premiery DLSS wykorzystane zostało w ponad 250 grach i aplikacjach. Dzięki niemu zaczęły one działać z większą płynnością, nawet na nieco słabszym sprzęcie, a jednocześnie nie sposób było dostrzec jakiś znaczący spadek jakości oprawy wizualnej. Dzięki DLSS oraz kartom z rodziny GeForce RTX stało się możliwe wykorzystanie ray-tracingu, a dzięki DLSS 3 oraz RTX 40 możemy go podziwiać w nawet najbardziej wymagających tytułach. DLSS 3 potrafi poprawić wydajność gier o kilkadziesiąt procent – co ważne, poprawia on też działanie gier na kartach RTX 30 oraz RTX 20. Nie jest więc tak, że NVIDIA zapomniała o użytkownikach swoich poprzednich konstrukcji. DLSS 3 jest już teraz wykorzystywane w 21 grach, a wsparcie dla kolejnych 23 produkcji zapowiedziano. Łącznie mamy więc 44 tytuły, a liczba ta będzie się regularnie powiększać. Połączenie DLSS, Reflex oraz innych nowoczesnych rozwiązań od NVIDII zapewnia graczom doznania, o jakich niedawno mogli jedynie marzyć.

Jak wspomniałem, DLSS zostało wprowadzone po raz pierwszy w przypadku kart RTX 20, co miało miejsce pod koniec 2018 roku. Celem jego twórców było doprowadzenie do tego, aby GPU nie musiało przetwarzać wszystkich pikseli, a jedynie część, przy nieco niższej rozdzielczości. Obraz następnie był rekonstruowany w wysokiej i wyświetlany na ekranie.

Po mniej więcej dwóch latach na rynku pojawiło się DLSS 2, które poprawiło jakość obrazu, a przy okazji zwiększyło wydajność dostępnych wówczas kart. Druga wersja technologii do tej pory jest oczywiście wykorzystywana, a jako że NVIDIA bezustannie je rozwija, jeszcze przez długi czas będzie nam towarzyszyć. Jego następcą jest DLSS 3 – które jest rewolucją w grafice neuronowej, jak twierdzą Zieloni. Nam nie zostaje nic innego, jak przyjąć ich zapewnienia, wszak udowodnili wielokrotnie, że ich technologia skalowania rozdzielczości jest najlepsza. Najlepiej radzą sobie też z przetwarzaniem ray-tracingu, o czym świadczą rozliczne testy.

DLSS 3 faktycznie jest rewolucją, mimo że zasada działania nowej iteracji oparta jest oczywiście na tym, co opracowano wcześniej. Nadal mamy więc superkomputery dysponujące algorytmami sztucznej inteligencji, które analizują gry i przygotowują odpowiednie profile dla nich. Całkowitą nowością jest natomiast technika generowania obrazu zwana Optical Multi Frame Generation. Pozwala ona tworzyć całkiem nowe ramki, a ponadto integruje w cały proces technologię obniżającą opóźnienie, a zwaną NVIDIA Reflex. DLSS 3 możliwe stało się dzięki wykorzystaniu czwartej generacji rdzeni Tensor, a także nowego akceleratora przepływu optycznego (Optical Flow Accelerator), który wbudowany został w architekturę Ada Lovelace, przygotowaną na potrzeby kart z serii GeForce RTX 40.

Jak to wszystko działa? Trzeba przyznać, że bardzo sprytnie. Akcelerator przepływu optycznego to specjalna technologia analizowania informacji o tym, w jaki sposób poruszają się piksele na kolejnych ramkach. Pozyskane dzięki akceleratorowi informacje przekazywane są do sieci neuronowej, a dzięki temu są przygotowywane klatki, których wyświetlenie nastąpi dopiero za moment. Układ niejako przewiduje to, co będzie się działo na ekranie, co znacząco obniża zasoby, jakie są potrzebne do generowania poszczególnych klatek.

Akcelerator jest na tyle cwany, że do uzyskania finalnego obrazu bierze pod uwagę wiele elementów, jak efekty cząsteczkowe, odbicia, cienie czy oświetlenie. Dopiero mając te wszystkie informacje, składa wszystko w całość i mimo że rozdzielczość wejściowa jest niższa od natywnej (taka jest zasada działania DLSS od początku), wyjściowa jest podbijana bez utraty jakości. Nowe rdzenie Tensor, które odpowiadają za tego typu obliczenia mają wydajność obliczeniową nawet 5 krotnie większą od tej, którą dysponowały rdzenie Tensor 3. generacji, zastosowane w architekturze Ampere.