NVIDIA DLSS 2.3 人工智能加速!3A 遊戲畫質大考驗!

| 賴立賢 | 26-11-2021 19:32 | |

2018 年,NVIDIA 推出首代 DLSS 技術,提升遊戲 FPS (Frame Per Second) 流暢度之同時,仍能保持畫質,最近升級至 DLSS 2.3 版本,為不支援 NVIDIA DLSS 的遊戲及 GPU,增推 NVIDIA Image Scaling (NIS) 技術。

  • NVIDIA DLSS 2.3 人工智能加速
  • 3A 遊戲畫質大考驗
  • NVIDIA DLSS‧NIS 比較

ezone.hk 今次剖析 DLSS 2.3 及 NIS 技術外,更以三款 3A 大作,包括:《Battlefield 2042》、《Cyberpunk 2077》及《DOOM Eternal》進行詳細測試。首先,我們先技術解構一下 DLSS 2.3 技術解構。

Techno 01:利用 Tensor Cores 加速

DLSS (Deep Learning Super Sampling;深度學習超採樣技術) 適用於 GeForce RTX 20、RTX 30 系列所有顯示核心型號,基於 RTX 系列內 Tensor Cores 而出現的 AI 人工智能顯示強化技術,通過 AI 人工智能學習及最新驅動程式優化來改善畫質,簡單來說是輸入解像度比較低的畫面,然後利用 AI 人工智能運算生成及輸出解像度較高、畫質更佳的畫面。

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DLSS 通過 AI 人工智能學習及最新驅動程式優化來改善畫質。

DLSS 技術利用 RTX 系列內的 Tensor Cores 進行 AI 人工智能加速,減輕傳統 CUDA Cores 之負擔,故有效提升遊戲 FPS 流暢度。NVIDIA 指出,在最理想環境下,顯示卡只需輸出 1080p 或 1440p 解像度的畫面,通過 DLSS AI 後期優化,便能實現 4K 解像度效果。此外,NVIDIA 跟 Unreal Engine、Unity Engine、Vulkan 等遊戲常用的引擎 / API 合作,支援 DLSS 的遊戲已超過 130 款,並將會陸續增加。

Techno 02:大幅改善「鬼影」問題

NVIDIA DLSS 技術不斷進化,去年 4 月推出 DLSS 2.0,在 4 方面作出重大更新,包括:畫質提升、更高效率、通用運算模型、圖像質量模式選擇。DLSS 2.0 只需渲染四分之一至一半的像素,便能呈現出與原生解析度相同畫質,利用全新時間反饋 (Temporal Feedback) 技術,以取得更清晰更銳利的影像細節。此外,新一代 AI 人工智能網絡可以更有效率地運用 Tensor Cores,執行速度是原本的 2 倍,以提升畫面播放速率,也擺脫先前對 GPU、設定及解析度之限制。

DLSS 2.3 可透過移動向量,改善移動中物體的細節、粒子重建、疊影與時間穩定性。

最新發布的 DLSS 2.3,可透過移動向量,改善移動中物體的細節、粒子重建、疊影與時間穩定性,從而大幅改善鬼影問題。從 NVIDIA 官方發布的《Cyberpunk 2077》及《Doom Eternal》畫質比較圖可見,在畫面中持續移動物件如:汽車、鬼火等的鬼影問題已完全解決,令畫質有明顯提升。現時,已有 17 款遊戲對應 DLSS 2.3,並將會陸續增加。

已支援 DLSS 2.3 的遊戲

  • Baldur's Gate 3
  • Batlefield 2042
  • Bright Memory: Infinite
  • Crysis 2 Remastered
  • Crysis 3 Remastered
  • Cyberpunk 2077
  • Deathloop
  • DOOM Eternal
  • Farming Simulator 22 
  • Grand Theft Auto III - Definitive Edition
  • Grand Theft Auto: San Andreas - Definitive Edition
  • Grand Theft Auto: Vice City - Definitive Edition
  • Jurassic World Evolution 2
  • Marvel's Guardians of the Galaxy
  • Rise of the Tomb Raider
  • Shadow of the Tomb Raider
  • Sword & Fairy 7

Techno 03:新增 NVIDIA Image Scaling 技術

DLSS 技術使用獨立 Tensor Cores 資源運算,故只支援 GeForce RTX 20 或以上 GPU,以及對應的遊戲。NVIDIA 為了照顧使用舊款 GPU 之用家,或是遊戲未有加入 DLSS 支援時暫時提速,在最新 496.76 驅動程式加入支援舊款 GPU 及所有遊戲的 NVIDIA Image Scaling (NIS) 技術。

NVIDIA Image Scaling 與 AMD FSR 同屬 Spatial Upscaling 技術,使用固定演算法,利用 Shader(着色器)資源進行,對應 NVIDIA Maxwell 或以上架構,即 GeForce GTX 900 系列或以上的 GPU。其實 NVIDIA 早於 2019 年已推類似的優化技術,今次更新演算法,使用帶有 4 個方向性的縮放,以及自我調整銳化濾波器的 6-tap 濾鏡(Filter)來提高效能,NVIDIA 聲稱比傳播類似方法更有效率。

NVIDIA Image Scaling 把獨佔全熒幕的低解析度遊戲內容,演算並映射到高解析度熒幕,直接在驅動進行處理,毋須遊戲支援亦能對應。

NVIDIA DLSS‧NIS 比較

NVIDIA Image Scaling (NIS) 使用固定演算法,並不會針對遊戲內容作出最佳化,只提高低解析度中已經存在的細節局部對比度,權衡圖像質量以換取性能,所以畫質不及 DLSS 技術。以 1440P DLSS Quality 模式為例,它收集 3 幀 2.2 百萬影像資訊,即超過 600 萬像素資訊,然後透過 AI 網絡分析再生成為 3.5 百萬像影像輸出;Spatial Upscaling 只使用原有單 1 幀 2.2 百萬影像像素資訊,進行採樣、放大及銳化。跟 AMD FidelityFX Super Resolution (FSR) 比較,最大差異是 FSR 必須在遊戲內,把低解析度內容演算成較高解析度,然後輸出到熒幕,因此遊戲必需加入相關支援。NVIDIA Image Scaling 則把獨佔全熒幕的低解析度遊戲內容,演算並映射到高解析度熒幕,直接在驅動進行處理,毋須遊戲支援亦能對應。

Spatial Upscaling 使用原有單 1 幀影像資訊,進行採樣、放大及銳化處理。

NVIDIA Image Scaling 提供「50%」、「59%」、「66%」、「77%」及「85%」的 Render Resolution 選項,對照 AMD FSR 技術的「Performance」(50%)、「Balance」(59%)、「Quality」(66%)、「Ultra Quality」(77%)。在《NVIDIA Control Panel》或《GeForce Experience》啟用 NVIDIA Image Scaling,重新啟動電腦後,於遊戲內選擇相應的低解像度輸出即可。

NVIDIA Image Scaling 的設定解像度。

在《NVIDIA Control Panel》或《GeForce Experience》啟用 NVIDIA Image Scaling,重新啟動電腦後,於遊戲內選擇相應的低解像度輸出即可。

在《NVIDIA Control Panel》或《GeForce Experience》啟用 NVIDIA Image Scaling,重新啟動電腦後,於遊戲內選擇相應的低解像度輸出即可。

NVIDIA Image Comparison & Analysis Tool (ICAT) 工具

為了能夠更方便進行畫質比較,NVIDIA 特別開發出 Image Comparison & Analysis Tool(影像比較與分析工具,ICAT)工具,它能夠匯入截圖或影片,透過分割視窗或並排方式,輕鬆檢視靜態畫面或動態影片。

為了能夠更方便進行畫質比較,NVIDIA 特別開發出 Image Comparison & Analysis Tool(影像比較與分析工具,ICAT)工具。

3A 遊戲 @ DLSS 2.3 實測

ezone.hk 採用中階 NVIDIA GeForce RTX 3060 Ti 顯示卡,測試 3 款支援 DLSS 2.3 的遊戲,包括《Battlefield 2042》、《Cyberpunk 2077》及《DOOM Eternal》,在不同 DLSS 及 NIS 設定模式下之畫質與 FPS 流暢度。

測試平台:●處理器:AMD Ryzen 9 3900X●主機板:ASUS ROG Crosshair VIII Formula (AMD X570)●記憶體:G.Skill Trident Z Royal DDR4 3,600 16GB x2●顯示卡:GALAX GeForce RTX 3060 Ti EX (1-Click OC)●SSD:WD_BLACK SN850 1TB●作業系統:《Windows 11 Pro》●驅動程式:NVIDIA《GeForce Driver 496.76》、《AMD Chipset Drivers 3.10.08.506》

Game 01:《Battlefield 2042》

《Battlefield 2042》

最新登場的《Battlefield 2042》,使用 Frostbite 引擎,物理模擬處理能力更強,支援 NVIDIA DLSS 及 NVIDIA Reflex,另提供動態解析度比例。此外,遊戲的光綫追蹤渲染功能只應用「光綫追蹤環境光遮蔽」,效果是令物件之間的陰影比較自然。

1440P 最高畫質設定畫面

順序:原畫面、DLSS:Quality、DLSS:Performance Ultra、NIS:85%、NIS:59%

分析:DLSS 畫質大幅領先

DLSS 提供 4 種畫質模式設定,分別為「Quality」、「Balanced」、「Performance」與「Performance Ultra」,NIS 則包括「50%」、「59%」、「66%」、「77%」及「85%」五個選項。今次測試以兩個模式進利比較,即 DLSS 的「Quality」、「Performance Ultra」,以及 NIS 的「85%」、「59%」。

《Battlefield 2042》@ 1440P 最高畫質設定

比較最高畫質模式,放大比較貨櫃的標纖數字及地面,DLSS 的數字邊緣比原畫面銳利,地面的紋理也更突出,正正是 AI 發揮的威力。NIS 使用固定演算法,在最高「85%」設定的畫質也不及 DLSS 最低之 「Performance Ultra」模式。另外,在最高畫質設定下,DLSS 及 NIS 兩者均能於 1440P 提供超過 100FPS 流暢度。值得留意是,《Battlefield 2042》剛剛推出,相信隨着 AI 學習及優化後,DLSS 提速效果及畫質將會進一步提升。

Game 02:《Cyberpunk 2077》

《Cyberpunk 2077》

《Cyberpunk 2077》於去年 11 月登場,使用 REDEngine 4 引擊,以高系統要求見稱,首發已支援 DLSS 2.1 及光綫追蹤渲染,及後不斷更新,近日更新加入 DLSS 2.3 支援。

1440P 最高畫質設定畫面

順序:原畫面、DLSS:Quality、DLSS:Performance Ultra、NIS:85%、NIS:59%

分析:DLSS 加速效果明顯

《Cyberpunk 2077》對系統要求極高,在 1440P 解像度下設定最高畫質及全開光追效果,GeForce RTX 3060 Ti 亦只有 27 FPS 流暢度。測試結果顯示,DLSS 2.3 的「Performance Ultra」模式令流暢度急升至 83 FPS,加速效果比 NIS 明顯。推測是《Cyberpunk 2077》已推出接近一年,在驅動程式優化及 AI 訓練下,加速表現較 NIS 為佳。畫質方面,比較汽車前端的金屬邊緣及車軑,「DLSS:Quality」的紋理非常清晰,大幅領先 NIS。

《Battlefield 2042》@ 1440P 最高畫質設定

Game 03:《DOOM Eternal》

《DOOM Eternal》

《DOOM Eternal》採用 id Tech 7 引擎,支援光綫追蹤渲染,主要應用當中的反射效果,並沒有使用全局光照等高負載功能,同時加入支援 DLSS 技術,用以減低顯示卡的負載。

《DOOM Eternal》@ 1440P 最高畫質設定畫面

順序:原畫面、DLSS:Quality、DLSS:Performance Ultra、NIS:85%、NIS:66%

分析:DLSS 自動加入紋理

由於《DOOM Eternal》的 DLSS 只提供 3 種畫質模式設定,分別為「Quality」、「Balanced」及「Performance」,故 NIS 亦相對改為「85%」及「66%」進行畫質比較。

在最高畫質模式,比較大門兩傍的金屬柱,DLSS 已大幅提升畫面的銳利及細致度,令柱身紋理更突出,甚至比原畫面清晰。。FPS 效能方面,同樣以 DLSS 加速較明顯。

《DOOM Eternal》@ 1440P 最高畫質設定畫面

評語:DLSS 支援漸廣

NVIDIA DLSS 經過多代演進,發展已相當成熟,在最新 2.3 版本更大幅改善鬼影問題,加上 NVIDIA 與遊戲開發商合作無間,令支援 DLSS 的遊戲不斷增加。另外,在 DLSS 2.3 新增的 NVIDIA Image Scaling,只是為了照顧使用舊款 GPU 之用家,或是遊戲未有加入 DLSS 支援前的暫時加速方案,效果遠不及 DLSS 亦在預料之內。

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Source:ezone.hk

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