A Nvidia possui dois recursos de destaque em suas placas gráficas da série RTX 30: Ray tracing e DLSS. O PlayStation 5 e o Xbox Series X fizeram um bom trabalho ao apresentar a maioria das pessoas ao ray tracing, mas o DLSS ainda é um pouco nebuloso. É um pouco complexo, mas permite jogar em uma resolução virtualizada mais alta, mantendo mais detalhes e taxas de quadros mais altas sem sobrecarregar tanto sua placa de vídeo. Ele oferece o melhor de todos os mundos, aproveitando o poder do aprendizado de máquina.
Mas há um pouco mais na história do que isso. Aqui está tudo o que você precisa saber sobre o DLSS, como ele funciona e o que ele pode fazer pelos seus jogos de PC.
O que é DLSS?
DLSS significa superamostragem de aprendizado profundo. O bit “super sampling” refere-se a um método anti-aliasing que suaviza as bordas irregulares que aparecem nos gráficos renderizados. No entanto, sobre outras formas de anti-aliasing, o SSAA (supersampling anti-aliasing) funciona renderizando a imagem em uma resolução muito mais alta e usando esses dados para preencher as lacunas na resolução nativa.
A parte do “aprendizado profundo” é o molho secreto da Nvidia. Usando o poder do aprendizado de máquina, a Nvidia pode treinar modelos de IA com varreduras de alta resolução. Em seguida, o método anti-aliasing pode usar o modelo de IA para preencher as informações ausentes. Isso é importante, pois o SSAA geralmente exige que você renderize a imagem de resolução mais alta localmente. A Nvidia faz isso offline, longe do seu computador, oferecendo os benefícios da superamostragem sem a sobrecarga de computação.
Tudo isso é possível graças aos núcleos Tensor da Nvidia, que só estão disponíveis em GPUs RTX (fora das soluções de data center, como o Nvidia A100). Embora as GPUs da série RTX 20 tenham núcleos Tensor internos, os RTX 3060, 3060 Ti, 3070, 3080 e 3090 vêm com os núcleos Tensor de segunda geração da Nvidia, que oferecem maior desempenho por núcleo.
A Nvidia está liderando a carga nessa área, embora o novo recurso FidelityFX Super Resolution da AMD possa oferecer uma concorrência acirrada. Até a Intel está trabalhando em sua própria tecnologia de superamostragem chamada Intel XeSS, ou Intel Xe Super Sampling. Mais sobre isso mais tarde.
O que o DLSS realmente faz?
O DLSS é o resultado de um processo exaustivo de ensinar o algoritmo de IA da Nvidia para gerar jogos com melhor aparência. Depois de renderizar o jogo em uma resolução mais baixa, o DLSS infere informações de sua base de conhecimento de treinamento de imagens de super-resolução para gerar uma imagem que ainda parece estar rodando em uma resolução mais alta. A ideia é fazer com que os jogos renderizados em 1440p pareçam estar rodando em 4K, ou jogos em 1080p para parecerem 1440p. O DLSS 2.0 oferece resolução 4x, permitindo renderizar jogos em 1080p enquanto os reproduz em 4K.
Técnicas de super-resolução mais tradicionais podem levar a artefatos e bugs na imagem final, mas o DLSS foi projetado para trabalhar com esses erros para gerar uma imagem ainda melhor. Ele ainda está sendo otimizado, e a Nvidia afirma que o DLSS continuará melhorando nos próximos meses e anos, mas nas circunstâncias certas, ele pode oferecer melhorias substanciais no desempenho sem afetar a aparência de um jogo.
Onde os primeiros jogos DLSS gostam Final Fantasy XV entregaram melhorias modestas na taxa de quadros de apenas 5 quadros por segundo para 15 fps, as versões mais recentes tiveram melhorias muito maiores. Com jogos como Livra-nos a Lua e Wolfenstein: Youngblooda Nvidia introduziu um novo mecanismo de IA para DLSS, que melhora a qualidade da imagem, especialmente em resoluções mais baixas, como 1080p, e pode aumentar as taxas de quadros em alguns casos em mais de 50%.
Há também novos modos de ajuste de qualidade que os usuários de DLSS podem fazer, escolhendo entre Desempenho, Equilibrado e Qualidade, cada um focando a potência do núcleo Tensor da GPU RTX em um aspecto diferente do DLSS.
Como funciona o DLSS?
O DLSS força um jogo a renderizar em uma resolução mais baixa (normalmente 1440p) e, em seguida, usa seu algoritmo de IA treinado para inferir como seria se fosse renderizado em uma resolução mais alta (normalmente 4K). Ele faz isso utilizando alguns efeitos anti-aliasing (provavelmente o próprio TAA da Nvidia) e alguma nitidez automatizada. Artefatos visuais que não estariam presentes em resoluções mais altas também são eliminados e até usados para inferir os detalhes que deveriam estar presentes em uma imagem.
Como Eurogamer explica, o algoritmo de IA é treinado para analisar determinados jogos em resoluções extremamente altas (supostamente supersampling de 64x) e é reduzido a apenas alguns megabytes de tamanho antes de ser adicionado aos últimos lançamentos de drivers da Nvidia e acessível a jogadores de todo o mundo . Originalmente, a Nvidia tinha que passar por esse processo jogo a jogo. Agora, com o DLSS 2.0, a Nvidia oferece uma solução geral, para que o modelo de IA não precise mais ser treinado para cada jogo.
Na verdade, o DLSS é uma versão em tempo real da tecnologia Ansel de aprimoramento de captura de tela da Nvidia. Ele renderiza a imagem em uma resolução mais baixa para fornecer um aumento de desempenho e, em seguida, aplica vários efeitos para fornecer um efeito geral relativamente comparável ao aumento da resolução.
O resultado pode ser um saco misto, mas, em geral, leva a taxas de quadros mais altas sem uma perda substancial na fidelidade visual. Nvidia afirma que as taxas de quadros podem melhorar em até 75% na Remedy Entertainment Ao controle ao usar DLSS e ray tracing. Geralmente é menos pronunciado do que isso, e nem todo mundo é fã da aparência eventual de um jogo DLSS, mas a opção certamente existe para quem deseja embelezar seus jogos sem o custo de rodar em uma resolução mais alta.
Dentro Encalhamento da Morte, vimos melhorias significativas em 1440p em relação à renderização nativa. O modo Performance perdeu alguns dos detalhes mais sutis do pacote traseiro, principalmente na fita. O modo de qualidade manteve a maior parte dos detalhes enquanto suavizava algumas das arestas da renderização nativa. Nossa captura de tela “DLSS off” mostra a qualidade sem qualquer anti-aliasing. Embora o DLSS não mantenha esse nível de qualidade, é muito eficaz no combate ao aliasing, mantendo a maior parte dos detalhes.
Não vimos nenhum excesso de nitidez em Encalhamento da Morte, mas isso é algo que você pode encontrar ao usar o DLSS.
Melhor com o tempo
O DLSS tem o potencial de dar aos jogadores que não conseguem atingir taxas de quadros confortáveis em resoluções acima de 1080p a capacidade de fazê-lo com inferência. O DLSS pode acabar sendo o recurso mais impactante das GPUs RTX da Nvidia no futuro. Eles não são tão poderosos quanto esperávamos, e os efeitos de rastreamento de raios são bonitos, mas tendem a ter um tamanho considerável impacto no desempenho, mas o DLSS nos dá o melhor dos dois mundos: jogos com melhor aparência e desempenho melhor também.
Originalmente, parecia que o DLSS seria um recurso de nicho para placas gráficas de baixo custo, mas esse não é o caso. Em vez disso, o DLSS habilitou jogos como Cyberpunk 2077 e Ao controle para aumentar a fidelidade visual em hardware de ponta sem tornar os jogos impossíveis de jogar. O DLSS eleva o hardware de baixo custo enquanto fornece um vislumbre do futuro para o hardware de ponta.
A Nvidia mostrou a RTX 3090, uma GPU de US$ 1.500 com 24 GB de memória, renderizando jogos como Wolfenstein: YoungBlood em 8K com ray tracing e DLSS ativados. Embora a ampla adoção de 8K ainda esteja longe, as telas 4K estão se tornando cada vez mais comuns. Em vez de renderizar em 4K nativo e esperar ficar em torno de 50 fps a 60 fps, os jogadores podem renderizar em 1080p ou 1440p e usar DLSS para preencher as informações ausentes. O resultado são taxas de quadros mais altas sem uma perda perceptível na qualidade da imagem.
O DLSS também está melhorando o tempo todo. A versão mais recente, DLSS 2.3, foi lançada em novembro com uma tentativa de melhorar o algoritmo de IA. Ele agora permite fazer uso mais inteligente de vetores de movimento, o que essencialmente ajuda a melhorar a aparência dos objetos quando estão em movimento. A atualização também reduz os fantasmas, torna os efeitos de partículas mais claros e melhora a estabilidade temporal. O DLSS 2.3 foi lançado com 16 títulos de jogos e mais planejados para 2022, enquanto o DLSS como um todo agora é suportado por mais de 100 jogos.
DLSS versus FSR versus RSR versus XeSS
A AMD é a maior concorrente da Nvidia quando se trata de tecnologia gráfica. Para competir com o DLSS, a AMD lançou o FidelityFX Super Resolution (FSR) em 2021. Embora atinja o mesmo objetivo de melhorar os visuais e aumentar as taxas de quadros, o FSR funciona de maneira bem diferente do DLSS. O FSR renderiza quadros em uma resolução mais baixa e, em seguida, usa um algoritmo de upscaling espacial de código aberto para fazer o jogo parecer que está sendo executado em uma resolução mais alta e não leva em consideração os dados vetoriais de movimento. O DLSS usa um algoritmo de IA para fornecer os mesmos resultados, mas essa técnica é suportada apenas pelas próprias GPUs RTX da Nvidia. O FSR, por outro lado, pode funcionar em praticamente qualquer GPU.
Além do FSR, a AMD também possui Radeon Super Resolution (RSR), que é uma técnica de upscaling espacial que faz uso de IA. Embora isso pareça semelhante ao DLSS, existem diferenças. O RSR é construído usando o mesmo algoritmo do FidelityFX Super Resolution (FSR) e é um recurso baseado em driver fornecido pelo software Adrenalin da AMD. O RSR visa preencher a lacuna onde o FSR não está disponível, pois o último deve ser implementado diretamente em jogos específicos. Essencialmente, o RSR deve funcionar em quase qualquer jogo, pois não exige que os desenvolvedores o implementem. Notavelmente, o FSR está disponível nas GPUs Nvidia e AMD mais recentes, e o RSR, por outro lado, é compatível apenas com as placas RDNA da AMD, que incluem as séries Radeon RX 5000 e RX 6000.
A Intel também vem trabalhando em sua própria tecnologia de superamostragem chamada Intel XeSS, ou Intel Xe Super Sampling. Essa tecnologia de upscaling de imagem usa dados espaciais e temporais, ou seja, dados de imagem e dados de movimento, e aproveita a IA para melhorar ainda mais a qualidade da imagem. Ele passa os dados por uma rede neural treinada, fazendo uso de aprendizado de máquina e IA para melhorar a qualidade da imagem, que é semelhante ao DLSS.
A Intel está trabalhando em duas versões do XeSS. O primeiro faz uso das unidades matemáticas de matriz XMX, que estarão presentes em suas novas GPUs Xe-HPG para cuidar de todo o processamento de IA no hardware. A outra versão fará uso da instrução amplamente aceita do produto vetorial de ponto de quatro elementos (DP4a), removendo assim a dependência do próprio hardware da Intel. De acordo com a Intel, você pode esperar um aumento de desempenho de 2x com o Intel XeSS, enquanto os sistemas com hardware mais lento, limitados à resolução de 1080p e configurações baixas, poderão executar jogos em 4K. A Intel também tem planos de tornar o XeSS SDK e ferramentas de código aberto.
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