Как видеокарты научились «рисовать» кадры из воздуха: что такое DLSS и FSR простыми словами

Еще несколько лет назад производительность в видеоиграх зависела исключительно от чистой кремниевой мощи графического процессора. Однако с приходом трассировки лучей и честного разрешения 4K даже топовые флагманы столкнулись с непреодолимым барьером. Именно поэтому разработчики графических чипов изобрели совершенно новый подход к рендерингу. В этой статье мы подробно разберем, что такое DLSS и FSR простыми словами, и почему без них современный гейминг уже невозможен.

Что такое DLSS и FSR — базовые принципы умного апскейлинга

Традиционный рендеринг заставляет видеокарту честно рассчитывать цвет и освещение каждого пикселя на экране. В разрешении 4K графическому чипу приходится обрабатывать более восьми миллионов точек в каждом кадре. Напротив, технологии апскейлинга кардинально снижают эту нагрузку за счет умного масштабирования.

Рассматривая вопрос, что такое DLSS и FSR на техническом уровне, важно понять принципиальную разницу между простым растягиванием картинки и реконструкцией. Базовый рабочий процесс современных алгоритмов включает следующие последовательные шаги.

• Видеокарта визуализирует игровую сцену в сниженном разрешении вроде 1080p или 1440p.
• Специальный алгоритм масштабирует картинку до целевого формата 4K при помощи анализа соседних кадров.
• Искусственный интеллект восстанавливает тонкие геометрические детали и сглаживает пиксельные лесенки.
• Готовое четкое изображение мгновенно выводится на экран монитора с высокой частотой кадров.

В результате нагрузка на графические ядра снижается в два или даже три раза. Поэтому игра работает плавно без видимой потери визуального качества.

NVIDIA DLSS — мощь тензорных ядер и нейросетей

Компания NVIDIA первой совершила технологическую революцию, представив технологию Deep Learning Super Sampling. Главное преимущество зеленого гиганта заключается в использовании аппаратных тензорных ядер, встроенных в архитектуру GeForce RTX.

В частности, нейросеть обучается на гигантском массиве сверхчетких скриншотов в разрешении 16K на суперкомпьютерах компании. Кроме того, с выходом версии DLSS 3 инженеры научили видеокарты генерировать промежуточные кадры целиком. Оптический ускоритель потока анализирует векторное движение объектов и буквально дорисовывает новый кадр между двумя соседними. Следовательно, плавность анимации вырастает вдвое без дополнительной нагрузки на центральный процессор.

AMD FSR — открытый ответ конкурентам

Компания AMD выбрала принципиально иной путь развития собственной технологии FidelityFX Super Resolution. В отличие от решения конкурентов, алгоритмы FSR не требуют наличия проприетарных аппаратных блоков и работают практически на любых видеокартах.

В основе современных версий FSR 2 и FSR 3 лежат продвинутые темпоральные фильтры и векторы движения. В то же время технология Fluid Motion Frames обеспечивает генерацию дополнительных кадров на программном уровне. Геймеры часто наглядно сравнивают, что такое DLSS и FSR в условиях реального игрового процесса. При этом отсутствие аппаратных матриц у FSR иногда приводит к мерцанию тонких сеток. Однако широкая доступность делает технологию настоящим спасением для владельцев доступных сборок и портативных консолей.

Почему современные видеокарты больше не могут без апскейлеров

Многие игроки задаются вопросом, почему даже новейшие видеокарты за тысячи долларов требуют включения дополнительных надстроек. Причина кроется в лавинообразном усложнении графических технологий в играх нового поколения.

Среди ключевых факторов возросшей нагрузки эксперты выделяют следующие явления.

• Полноценная трассировка путей со сложным расчетом миллиардов отражений света в реальном времени.
• Масштабная симуляция сложных физических явлений, густой растительности и частиц дыма.
• Появление фотореалистичных текстур ультравысокого разрешения на огромных открытых пространствах.

Более того, разработчики сознательно оптимизируют свежие игровые движки с расчетом на обязательное масштабирование. Понимание того, что такое DLSS и FSR на практике, помогает геймерам грамотно настроить графику и получить идеальный баланс красоты и быстродействия.

Таким образом, умные алгоритмы реконструкции изображения стали неотъемлемой частью цифрового будущего. В скором времени традиционный честный рендеринг окончательно уступит место нейросетевой магии.