NVIDIA DLSS і Генератор кадрів: від появи до 5.0 та x6

За останні декілька років технології інтелектуального масштабування пройшли суттєву еволюцію. В тому числі, в очах геймерів - стало МЕНШЕ коментів в стилі “Хуанг, де наша продуктивність GPU, чиста, як сльоза тібетського монаха?”. Натомість бачимо БІЛЬШЕ зауважень типу “закінчуйте роздивлятись ті стоп-кадри - DLSS та генератор класно працюють”. Так «мило» це чи благо? В цьому матеріалі ми пройдемось по теорії, а також протестуємо різні аспекти DLSS та суміжних технології: Зараз ти дізнаєшся:

• Чому DLSS - це не “кнопка гроші”, а необхідний інструмент для всієї індустрії.
• Як працює DLSS та всі режими технології.
• Чи інпутлажать ігри через фрейм ген станом на зараз, з технологією Reflex?
• Скільки FPS можна отримати зверху без наслідків для якості?
• Побачиш порівняння Ray Tracing vs Path Tracing і зрозумієш - чи варто воно того?

Кожен основний аспект DLSS ми перевіримо, щоб на практиці зробити висновок - як це працює, на скільки помітні недоліки роботи і як користуватися технологією, щоб отримувати від неї чисту користь.

Графіка та оптимізація

Давайте спочатку зрозуміємо причину появи DLSS - це маркетинг, щоб підняти грошей чи необхідне благо? В цьому нам допоможе трохи історії та один термін - оптимізація.

Всі ми любимо це слово . Ммм, так приємно чути - “ця гра оптимізована”. Це залізо оптимізоване для задачі. Скажіть же ж приємно це чути.

Оптимізація була потрібна завжди. Спочатку для виводу персонажа в Quake 1996 року, який складався лише з 200 полігонів.

Далі в 2000-х, коли вже одна ігрова сцена, в роздільності 640х480, могла містити до 500 000 полігонів - маленьких трикутничків або прямокутників, з яких складаються всі 3D-об’єкти в кадрі.

В 2010 активно розвивались напіввідкриті світи і деякі з них демонстрували від 1 до 5 млн полігонів. До цього додавалось навантаження від деталізованих текстур, складних шейдерів імітуючих воду та різні текстури поверхонь, освітлення та постобробка.

Через 10 років світи вже повністю відкрились, а полігони виросли в десятки разів - 20, 50 або навіть 100 млн!

Кожен перехід вимагав нових підходів до оптимізації адже потужність заліза зростала не такими швидкими темпами.

Так, з появою універсальних шейдерних конвеєрів якийсь час вдавалося і досі вдається масштабувати їх кількість, підвищувати частоту роботи, покращувати архітектуру взаємодії з іншими блоками та нарощувати відеопам’ять. Але сповільнення темпів все одно очевидне - фізичні обмеження техпроцесів підбираються все ближче.

Наприклад, взяти хоча б консолі:

Зменшення відсотків приросту потужності графічної підсистеми від покоління до покоління видно неозброєним оком.

Але індустрія справлялась завдяки оптимізаціям:

• LOD замінював далекі об’єкти спрощеними моделями, щоб зменшити кількість полігонів у кадрі
• Culling - прибирав з рендеру все, що не видно камері або закрите іншими об’єктами
• Instancing - дозволяв GPU малювати тисячі однакових об’єктів одним викликом рендеру
• Normal Mapping - імітував дрібні деталі поверхні без додавання нових полігонів

Все змінилось у 2018 році - NVIDIA випускає масові відеокарти RTX 20-ї серії з підтримкою апаратного трасування променів, з Battlefield V в ролі демки.

Ще через тиждень вийшла Shadow of the Tomb Raider з реалістичними тінями, а згодом і Metro Exodus додалась з глобальним освітленням. Шлях був окреслений.

В недалекому майбутньому ми мали отримати - реалістичні відображення не локально на машинці, а повнокадрово по всій сцені. М’які тіні та реалістичне освітлення.

Всіх попередніх оптимізацій разом узятих вже стало недостатньо, а чистої потужності GPU не вистачило для плавного геймплею в високих роздільностях. Ray Tracing виявився неймовірно складним. Технологія імітує поведінку світла, відправляючи віртуальні промені з камери в сцену та відслідковуючи їхню взаємодію з об'єктами, включаючи відображення та заломлення. Це помітно спрощує роботу для розробників ігор, яким можна менше працювати над освітленням, тінями та відображеннями - поставив джерело, а відеокарта все сама прорахує. Але суттєво ускладнює життя GPU.

Наприклад, у 4К ми маємо близько 8 млн пікселів для яких відеокарті треба обробляти від 50 до 100 мільйонів променів, а з урахуванням відбиттів і заломлень - до кількох мільярдів перевірок перетинів між променями й полігонами, які потрібно виконати за 16 мілісекунд, щоб утримати 60 кадрів за секунду.

Потрібна була нова та дуже потужна оптимізація! Так з’явилась технологія DLSS, масштабування зображення за допомогою штучного інтелекту та нейромереж.

Адже що таке оптимізація? Це процес покращення чогось таким чином, щоб воно працювало найефективніше: швидше, з меншими витратами ресурсів або з кращим результатом. І DLSS - це свого роду і є такою чарівною паличкою для системи. Це інструмент. У тебе є вибір - не чіпати його для нативної картинки або увімкнути і насолоджуватись плавністю.

Тестовий стенд

Тестувати всі аспекти технології масштабування та її складові будемо на прикладі відеокарти Palit GeForce RTX 5080 GameRock. Вона має 10752 CUDA-ядра,  також 16 ГБ відеопам’яті  GDDR7 через шину 256 біт, що дає 960 ГБ/с пропускної здатності.

За роботу DLSS відповідають 336 тензорних ядер п’ятого покоління, а за трасування променів - 84 RT-блока четвертого. До них ми ще повернемось. Споживає карточка 360 Вт, які розсіюють три вентилятори TurboFan 4.0. Виділяються вони канавками на задній частині лопатей, що зменшують опір потоку та шум.

В якості процесора в стенді “заюзали” 8-ядерний 16-потоковий AMD Ryzen 7 9800X3D.

Охолоджувався “звірюга” “водянкою” ASUS TUF Gaming LC II 360 ARGB.

А піклувалась про них материнська плата ASUS ROG Strix X870E-E Gaming WiFi7 Neo.

Оперативні данні ганялися через яскравий комплект DDR5-6000 з двох 16-гігабайтних модулів Kingston FURY Beast DDR5 RGB, які ми розігнали до 6400 МТ/с з таймінгами 32-39-39. Після збільшення напруги живлення до 1,4 В.

Windows 11 та всі ігри базувались на дуже швидкому SSD Kingston FURY Renegade G5 ємністю 2 ТБ. Цей сучасний накопичувач читає дані на швидкості до 147000 МБ/с, а записує – до 14000. Підібрати ж оперативну пам'ять або SSD-накопичувач Kingston можна за посиланням. Зручний функціонал сайту допоможе відшукати оптимальні саме для вас моделі, достатньо лише ввести назву своєї материнської плати чи ноутбука.

І на завершення, заживили все за допомогою потужного ASUS ROG Thor 1200W Platinum III.

А запакували комплектуючі у ігровий корпус ASUS TUF Gaming GT302 ARGB з чотирма вентиляторами у комплекті.

Як працює DLSS

Як же працює DLSS? Поверхнево Deep Learning Super Sampling працює дуже просто. Гра рендериться із зменшеною роздільною здатністю, що очевидно полегшує роботу прискорювачу та підвищує FPS.

А потім штучний інтелект «розтягує» кадр до цільової роздільної здатності, намагаючись залишити зображення максимально чітким.

А ось як цей процес відбувається всередині графічного прискорювача.

• Спочатку включаються SM-блоки та ядра CUDA в них. Вони обчислюють геометрію, тіні, текстури та шейдери. Все в нижчій роздільній здатності, ніж має монітор. Наприклад, 1440p, замість 4К.
• Далі підключається графічний конвеєйер, який збирає всі необхідні дані для “відновлення” кадру: напрям руху пікселів, глибина сцени.

• Тепер головне - в роботу вступають Тензорні ядра. Тут живе та працює DLSS-нейромережа, яку натренувала NVIDIA на своїх потужних серверах. Ці ядра виконують матричні множення. І на відміну від CUDA, які роблять такі операції послідовно, тензорні “шарашать” все паралельно, прискорюючи обробку в десятки разів. Саме тут зображення “відновлюється” до цільової роздільності.
• На фінальному етапі ядра RT рахують промені, а ROP, або Render Output Units, комбінують результат та додають постобробку - згладжування, HDR, ефекти руху і передають кадр на монітор.

І все це 60, 100 чи 300 разів на секунду, мільйони пікселів, десятки мільойнів променів та вже до 16 млрд полігонів на кадр. GPU-це машина-монстр, яка може працювати 24/7. Але не забувай давати їй відпочити – ютубчиком та легкою анімацією.

Станом на зараз, справляється DLSS дуже добре. Ліворуч просто розтянута картинка з 1440p до 4К звичайним масштабуванням, а праворуч - робота DLSS в режимі якість. Звісно Ютуб не дає максимально передати результат, а може хтось дивиться з мобільного. Тому ми зробимо кроп, щоб спробувати наочніше передати ефект вам. Бо вживу це помітно неозброєним оком.

Звісно такий результат вийшов не з першої спроби. Спочатку було багато хейту адже програмне трасування променів DXR працювало не так, як обіцяв Хуанг.

Перші моделі DLSS в 2019 році тренувались окремо під кожну гру, наприклад BF5 та Metro Exodus. Це був простий просторовий апскейлінг, який не покращував якість відносно інших згладжувань і не зміг компенсувати просадки від трасування.

DLSS 2 взагалі полетіла з другого стрибка. В першій ревізії використовувався незавершений ШІ, який знову оптимізовувався під конткретну гру і мав помітні артефакти. Проте друга ітерація вже повністю перейшла на універсальну нейромережу, що помітно покращило баланс якості та продуктивності.

У вересні 2022, разом із RTX 40 з’явилась третя версія DLSS, яка додала генерацію кадрів для подвоєння частоти оновлення екрану. А версія 3.5 додала механізм Ray Reconstruction, для очистки променів.

Поточне покоління RTX 50

І ось сучасність - DLSS 4 та поява RTX 50. Ми вже робили огляд нової архітектури та її змін на прикладі RTX 5080.

Тут лише коротко нагадаємо, що “пів сотні” впровадили тензорні ядра п’ятого покоління та ядра трасування променів четвертого, додатковий співпроцесор AI Management Processor, пам’ять GDDR7 з високою пропускною спроможністю, нейронні шейдери та технологію Multi Frame Generation, разом із більш якісною моделлю роботи DLSS - Transformer, замість CNN. 

Оптімус Прайм з планети Кібертрон краще розуміє контекст між кадрами, бо аналізує зображення не локально, а по всій сцені. Раніше в DLSS використовувалися мережі на базі CNN, які обробляли локальні патерни в межах кадру.

Наприклад, блок 8×8 пікселів. У DLSS 4 застосована модель Transformer, яка використовує механізм self-attention. З ним можна аналізувати як розподіл пікселів у межах великого кадру, так і зв’язки між кількома кадрами протягом часу.

Таким чином вдається точніше враховувати рух, освітлення та поведінку об’єктів в кількох послідовних кадрах. У підсумку покращення суттєві: зменшення артефактів розмиття, ореолів, відблисків з низькою контрастністю, чистіші обличчя персонажів та стабільне відображення рухів та взагалі – динаміки.

Що круто – нова модель працює на всіх зелених картах з тензорними ядрами – RTX 20 та вище. Проте і працює вона трохи повільніше за CNN, що може відобразитись на продуктивності, особливо на старих карточках.

Все разом це забезпечує значне підвищення продуктивності при збереженні якісного масштабування  та підтримки складного трасування шляху в реальному часі. Оброблена картинка стала максимально близька до нативного рендеру.

DLSS 4.5  та різні буквені пресети

Як виявилось, наступний етап еволюції рендеру в іграх ближче ніж очікувалось. Найактуальнішою версією DLSS зараз є  4.5, в якому алгоритми Transformer оновилися до версії 2.0, запрацював ще вищий множник мультигенератора кадрів x6 та більш якісні моделі нейромережі.

Останні зменшують гоустінг та мерехтіння при роботі масштабатора але роздувають і так великий перелік існуючих пресетів новими буквами, якщо лізти обирати їх вручну

На верхівці тепер L - це найякісніший варіант з трохи меншим FPS, а на сходинку нижче йде “M” - тут навпаки трохи менше якість зате швидкість вища. Nvidia найкраще адаптувала їх до різних режимів - Ultra Performance 4K та Performance відповідно але ніщо не заважає вам обрати новий пресет вручну, в парі з будь яким рівнем масштабування - Performance, Balanced, Quality та іншими.

Звісно, за умови, що у вас RTX 50 або 40. Для старіших серій RTX 20 та 30 оновлення доступне але важке, через відсутність нативної підтримки обчислень FP8. Тому для них краще обирати DLSS 4 - наприклад, пресет К.

Або залишити цей вибір на розсуд NVIDIA, що ми і рекомендуємо. В такому випадку драйвер автоматично підбирає найкращий варіант під конкретну відеокарту та навіть обраний рівень масштабування. Наприклад, при виборі Ultra Performance може підрубити L, а при Quality - вже М. Все для забезпечення ідеального балансу між якістю та кількістю FPS.

Нещодавно NVIDIA випустила оновлену DLSS 4.5 Ray Reconstruction, яка працює на усіх відеокартах RTX. Нова модель базується на вдосконаленому “трансформері” і обробляє на 20% більше параметрів та забезпечує на 35% більшу обчислювальну потужність порівняно з попередньою версією без зниження загальної продуктивності. Це значно покращує точність освітлення, стабільність зображення в динамічних сценах та деталізацію дрібних об'єктів у проєктах із трасуванням променів і шляху.

DLSS 5

Днями ж була представлена вже й нова версія DLLS 5 з нейронним рендерингом, чутки, зливи і експерименти моддерів про яку влітку призвели до значних холіварів у ваших інтернетах.  Спочатку деякі приклади були занадто схожі на якийсь бьюті-фільтр на стероїдах. Були сумніви, що показані демо дійсно базуються на геометрії, як казав Хуанг. Але знайшлися й прихильники такого підходу, як серед гравців, які сподіваюсь на нове життя старих хітів зі значно покращеною графікою, так і серед розробників, котрі роблять акцент на помітному покращенні сприйняття матеріалів, а, можливо, і на прискоренні виходу новинок.

Як заявляють розробники, DLSS 5 має широкі можливості з різними рівнями втручання у сцену, моделі та матеріали,  а оптимізація дозволить побачити це все як на RTX 5050 так і на старших прискорювачах. У будь-якому випадку “п’ятірку” зможуть налаштовувати розробники ігор, адже в їх інструментах буде можливість працювати з окремими складовими.

Наприклад, наблизити до кінематографічної якості  тільки міміку або покращувати шкіру й волосся, змінити виключно освітлення оточення та інтенсивність обробки всього цього. Ймовірно, це спростить життя відносно маленьким студіям, які не можуть наймати акторів для моушн-кепчур та не мають бюджету для глибокої деталізації.

Проте, нейронний рендеринг - це майбутнє, яким всі ми будемо користуватись за милу душу, дайте тільки час.

Буде так само, як з хейтом DLSS та RT свого часу. А тепер всі масово юзають. Так деякі розробники ігор зловживають оптимізацією через DLSS, але то питання до них, а не до технології.

Ну що ж, тепер трішки більше практики додамо. Як все працює станом на сьогодні, з усіма останніми оновленнями драйверів та ігор.

Градації DLSS

Спочатку варто нагадати, що ступінь помітності роботи DLSS залежать від рівня налаштувань технології. Впевнені, що всі їх вже знають:

• DLAA - 100% оригінального кадру + покращення деталізації нейромережею з мінімальним просіданням частоти кадрів
• Quality - коефіцієнт масштабування 1,5x або 66,7% кадру
• Balanced - коефіцієнт 1,72x або 58% кадру
• Performance - це вже 2x, тобто 50% від потрібної роздільності кадру
• і на завершення Ultra Performance - коефіцієнт масштабування 3x. Тут вже ренедериться всього 33,3% від потрібної роздільної здатності

Чим більше оригінальних пікселів, тим краще нейромережі її розтягнуть. Тому не дивно, що коли ми граємо на Full HD моніторі і підрубаємо DLSS в режимі ультра продуктивності, на виході отримуємо тріііішки мильця. Ну а що ви хотіли, коли картинка відрендерилась в 640х360. У вас в смартфоні вдвічі більше на діагональ 6 дюймів, а тут на скільки - на 22 дюйми? Дякуюйте, що по екрану не силуети бігають і перестаньте називати DLSS милогенератором!

Так от. Для 1080p у більшості випадків найоптимальніший режим буде  - Якість. У більших роздільностях може задовольнити і Баланс, а подеколи й Продуктивний режим, якщо у компанії з оновленими алгоритматми Трансформер. Давайте перевіримо це наочно… 

Як бачимо, тільки продуктивні пресети помітно впливають на якість картинки, якщо придивлятися, але значно додають FPS. Тож такі оптимізації, при правильному застосуванні, дозволяють полегшити системі роботу з трасування променів, а тим паче з трасуванням шляху.

Ray Tracing vs Path Tracing

Наскільки важким є Ray Tracing ми вже з’ясували. Але навіть такий метод має свої спрощення - відбувається часткова обробка об’єктів, частини сцени або променів. Решта відтворюється традиційним растеризаційним методом. В свою чергу Path Tracing - це можна сказати повноформатне трасування, коли кожен піксель створюється шляхом симуляції сотень променів і їхніх відображень у сцені. Це ще більше підіймає навантаження на GPU. Так, що навіть RTX 5080 починає підкашлювати.

Давайте подивимось, як справляється DLSS 4.5 з оновленю моделлю трансформер у трасуванні променів та Path Tracing.

У Cyberpunk 2077 перехід до пресету RT Overdrive, який і активує Path Tracing, забезпечує: більш природне освітлення, тобто світло відбивається від поверхонь кілька разів, створюючи м'якші та правдивші переходи між світлом і тінями; точні відбиття на поверхнях, калюжах та склі, які мають повну роздільну здатність і відображають усі об'єкти навколо, а не лише те, що потрапило на екран; а також реалістичні тіні від сонця та інших джерел світла, котрі стають більш чіткими та м'якими. При цьому втрачається щонайменше третина продуктивності - така ціна за реалістичнішу картинку.

Для Resident Evil Requiem увімкнення трасування шляху, як ми вже не так давно розбирали, забезпечує новий рівень ігрового досвіду, адже тепер освітлення стає реалістичнішим -  світло природно розсіюється по приміщеннях, відбивається від поверхонь і підсвічує темні кути. Тіні теж стають точнішими, до того ж їх стає більше, навіть персонаж тепер починає їх відкидати, якщо яскраве джерело залишається позаду. Додаються реалістичні заломлення у склі та складні дзеркальні відбиття. Тож завдяки покращеній роботі зі світлом і темрявою посилюється відчуття страху. Додаткове навантаження на GPU забирає приблизно стільки ж FPS, як і у інших іграх.

Ефекти Path Tracing у Doom: The Dark Ages найпомітніші на матеріалах, які реалістичніше збирають відбиття з урахуванням форми, кольору та яскравості навколишніх джерел освітлення. Звісно, цей ефект досягається завдяки тим же покращенням глобального освітлення і точності тіней. Однак ціна нової візуалізаціх надо велика - частота кадрів падає вдвічі з лишком, особливо якщо використовувати звичайний “денойзер”.

Адже механіка DLSS, в чистому вигляді, не завжди добре справляється з “шумами”, які є наслідком роботи алгоритмів трасування променів. Тому з версії 3.5 Nvidia додала ще одну функцію, яка працює на “розумних” тензорних ядрах - Ray Reconstruction. А у версії 4.5 цю технологію додатково покращили, щоб на всіх картах GeForce RTX збільшити ефективність без помітної втрати продуктивності.

Ray Reconstruction

Що це таке і нащо його вмикати, коли вже хочете щоб з монітора гріли справжні промені сонця? По суті - це шумодав для трасування променів.

До появи Ray Reconstruction розрахунки трасування променів у іграх покладалися на традиційні фільтри денойзингу, які згладжували шум, але часто розмивали текстури, втрачали дрібні деталі або створювали артефакти під час руху.

В свою чергу RR замінює ці фільтри нейромережею, натренованою NVIDIA на мільйонах реальних і трасованих кадрів. Вона аналізує: дані про рух об’єктів, глибину сцени, кольори сусідніх пікселів і навіть кілька попередніх кадрів.

З версією DLSS 4.5 у Ray Reconstruction використовуються алгоритми Transformer 2.0, які забезпечують на 35% кращу продуктивність і навчаються на покращеному наборі даних. Це дозволяє ще краще обробляти сцени з трасуванням і джерелами освітлення складної геометрії, а також мінімізувати артефакти на дрібних рухомих деталях.

У Doom можливість увімкнення Ray Reconstruction з'являється після активації Path Tracing, як заміна шумодаву NVIDIA. На статичній картинці результат малопомітний, а от у динаміці мерехтіння окремих пікселів на поверхнях з відображеннями практично зникає. Окремим приємним моментом є продуктивність: оновлені алгоритми Ray Reconstruction забезпечують кілька додаткових FPS при кращій якості зображення.

Half-Life 2 RTX ще наочніше демонструє переваги Ray Reconstruction, адже за замовчуванням додаткового згладжування взагалі немає, тому і статична картинка на дрібних деталях має дратівливе мерехтіння, а у динаміці ШІМ тільки посилюється. Активація “реконструкції променів” фактично повністю прибирає артефакти на статичній картинці, а під час руху їх стає на порядки менше за того ж рівня частоти кадрів.

Також, наприклад, на травичці, особливо коли вона освітлюється декількома джерелами, добре видно різницю між старим CNN підходом і новою моделлю Transformer, наочніше за все під час перемикання режимів.

Frame Generation

Ось ми підібрались до ще однієї кіллер-фічі, яку започаткувала NVIDIA. Чесно, це геніальна штука. Важко уявити, як ще довго ми би чекали можливості пограти в 4К при 300 кадрів за секунду з усіма ультра-трасуваннями, якби не це.

Ідея не нова. От, наприклад, телевізори вже багато років вміють в інтерполяцію кадрів. Такі режими домальовують один або декілька кадрів, щоб зробити картинку плавнішою. Для геймінгу на ТВ це не дуже підходить, а от кіно якесь динамічне або спорт - те що треба. Звісно “тру 120 Гц” працюють краще і точніше але для більшості і такі режими норм.

От тільки перенести таку ідею в ігри - що? Правильно, наааабагато складніше. Адже тут вам не пласке зображення, а тривимірне. І все це взаємодіє з міль’ярдами полігонів, шейдерами та іншим. В іграх картинка жива і вона має такою здаватися для геймера з точки зору плавності та затримок.

З оновленням DLSS 4.5 мультигенератор RTX 50 може домалювати до 5 додаткових кадрів в режимі х6. Тобто 1 буде справжнім, а 5 - штучними. Тоді як RTX 40 могли тільки в подвоєння або Frame Generator без слова Мульти.

Як це працює? Оптичний потоковий акселератор або Optical Flow Accelerator, аналізує два останні кадри й обчислює, куди і як об’єкти рухаються.

Tensor Cores із ШІ-моделлю DLSS беруть: попередній кадр, поточний кадр, оптичний потік, глибину сцени, вектори руху від рушія гри, і нейромережа прогнозує новий кадр, який виглядає так, ніби його справді відрендерив GPU. І це відбувається значно швидше, ніж повноцінний рендер кадрів!

Таким чином ми легко можемо нагодувати багатогерцовий монітор та значно покращити плавність ігроладу.

На додачу є ще й  Динамічний мультигенератор. Тобто там де треба множник може бути максимальний, а там де не треба - навпаки мінімальний. Таким чином стабільно тримається задана частота при оптимальному навантаженні заліза. Працює це, щоправда, лише з високочастотними моніторами.

Для прикладу візьмемо бенчмарк у Doom: The Dark Ages при максимально важких налаштуваннях графіким, тобто Ультра Кошмар з Трасуванням Шляху. Щоб у 4K не спостерігати слайдшо з відразу доведеться активувати інтелектуальне масштабування DLSS у Збалансованому режимі. Та навіть так маємо в середньому лише трішки більше 40-а FPS з помітною недостатністю плавності.

Додавання хоча б двократного генератору кадрів практично подвоює FPS - тепер маємо майже 80. При цьому і плавність зображення стає значно крашою, хоча в реальному ігроладі це відчувалося б як дещо середнє між реальною частотою кадрів і моніторингом.

Трикратний мультигенератор кадрів вже забезпечує понад сотню FPS і на око помітну майже ідеальну плавність. Проте, зверніть увагу на рідкісні та дуже рідкісні події - реальна частота кадрів стала дещо меншою, що гравець може відчути, та про це ми скажемо далі.

Режим MFG 4x доводить спостерігаєму частоту кадрів до 140-ка в середньому з візуально такою ж плавною картинкою.

Мульти-фрейм генератор 5x доводить частоту оновлення картинки до більш ніж 160 разів за секунду, що оцінили б власники швидких моніторів.

Ну і максимальний MFG 6x доводить частоту кадрів по моніторингу до 190 FPS при чудовій плавності, але базова частота кадрів просіла ще сильніше, що в реальному ігроладі могло б призвести до збільшення затримки керування і деяких незручностей.

Звідки береться негатив стосовно цієї технології? Маркетологи NVIDIA трохи недопрацювали, показуючи як 28 fps перетворюються на 242.

Точніше вони зробили все гарно але погано акцентували увагу, що це заслуга ще й DLSS.

Гравці навалювали графіку на максимум, так що і з DLSS було біля 30 кадрів, додавали MFG на такій низькій базовій частоті кадрів і отримували суттєві артефакти та затримки керування адже оригінальних кадрів дуже мало.

В ідеалі на старті має бути хоча б близько 60-ти. Адже з кожним переходом від х2 до х3 та х4 і так далі, базова частота трохи просідає.

Тому 60 фпс - це як необхідний мінімум вихідних даних для рушія. Тільки потім можна додавати MFG.

Важливий момент, який хочеться дослідити в контексті мультигенератора:як там інпутлаг?

Це такий негативний ефект, який з’являється через буферизацію кадрів. Адже щоб згенерувати новий кадр MFG чекає обробки двох сусідніх. Тому екран показує вже не поточний стан, а трохи “минуле”, бо система потребує даних із наступного кадру. Така затримка зазвичай становить 1–2 кадри, що на 60 FPS дорівнює ~16–33 мс.

Так з’являється затримка між натисканням кнопки миші та пострілом на екрані. Звісно, чим більше кадрів ми хочемо додати, тим більше система чекає буфер і тим вищі затримки.

NVIDIA Reflex

Для боротьби з ним NVIDIA зробила окремий інструмент - технологію Reflex, яку в поколінні RTX 50 обіцяли суттєво прокачати до 2-ї версії, щоб динамічно керувати чергою рендерингу кадрів, скорочуючи “GPU queue”, і підтримувати новий режим Frame Warp. Щоправда поки що далі анонсу і технічної демонстрації не зайшло.

А от перше покоління технології активно застосовується у багатьох іграх, зменшуючи затримку керування, що особливо важливо після увімкнення MFG.

Якщо коротко, то NVIDIA Reflex синхронізує роботу процесора та відеокарти так, щоб уникнути черги кадрів у рендерингу. Це у найгіршому випадку скорочує час від натискання миші чи клавіші до дії на екрані на 30%, а в середньому на 50. В перспективі input lag може зменшуватися до 75% навіть при активному Frame Generation, а керування у грі відчувається таким же швидким і точним. Більше того, цю технологію можна підрубати і без генерації кадрів - щоб отримувати менші затримки в нативній роздільності.

Таким чином ми пройшлись по всих основних складових DLSS. Тепер спробуємо фіналізувати все реальним геймплеєм. Задача така - отримати максимально плавний геймплей з мінімальною втратою якості.

У 4K без підтримки технологій прискорення рендеру Cyberpunk 2077 на максимальному пресеті RT Overdrive насилу видає 20 кадрів за секунду. Ні про яку плавність ігроладу, звісно, й говорити не варто, до того ж маємо відчутніу затримку в керуванні. Просто збалансованого DLSS виявляється замало для отримання стабільних 60 FPS. Щоб не погіршувати якість чудової картинки помітніше, можна скористатися Multi-Frame Generation хоча б у режимі 2x, хоча нам ще більше сподобалося 3x. Тепер маємо іна моніторингу за 120 кадрів за секунду, які відчуваються як стабільні 80-90, так ще й помітної затримки у керування тепер немає.

Рушій Death Stranding 2: On the Beach не такий важкий, тому навіть Дуже Високі налаштування у рідних 4K для GeForce RTX 5080 не проблема. Можна ще й DLAA згладжування додати, все одно в середньому буде під 80 FPS, хоча в деякі моменти й можна побачити просадки нижче 60-ти. От щоб їх уникнути без впливу на якість картинки, можна просто активувати двократний генератор кадрів - тепер бачимо 100 FPS у найважчі моменти, а у середньому 130.

Без апскейлерів у Forza Horizon 6 на максимальному персеті Extreme+RT трішки бракує плавності, адже і середня частота кадрів далеко не 60, а місцями взагалі є просадки до 46-ти. В цілому вже Якісний DLSS добре бустить FPS, але якщо ще й додати двократний генератор кадрів, то будуть дуже плавні близько 130 кадрів за секунду з дуже чутливим керуванням.

Якщо за допомогою Resident Evil Requiem максимально ускладнити життя графічного прискорювача завдяки максимальній графіці з трасуванням шляху і DLAA, то на екрані буде лише трішки більше 20 кадрів за секунду з відчутним “інпут лаг”. Зручний мікс бустерів з DLSS в якісному режимі і двократного генератору кадрів повертає грабельність без помітного впливу на якість картинки.

Оновлена S.T.A.L.K.E.R. 2: Серце Чорнобиля цілком пристойно йде на RTX 5080 з чистим Епічним пресетом графіки. Так, не завжди є 60 FPS, але близько того, тому досить грабельно. І тут можна було задовольнитися чимось одним - або якісним DLSS, або двократним генератором кадрів. Але якщо увімкнути обидва бустери, то отримаємо просто чудовий геймплей з близько 130 кадрів за секунду, відсутністю затримок керування, якісною картинкою та запасом для важких сцен.

Висновок

Впровадивши трасування променів в масовий сегмент компанія NVIDIA підштовхнула всю індустрію ігор та задала вектор розвитку на роки. І створивши дуже важкого монстра сама ж виготовила для нього їжу, щоб він якось жив та нормально рухався вперед – DLSS. Ця технологія, а точніше – цілий пакет технологій дійсно досягли такого рівня, коли магічним чином 60 fps перетворюють на 120, 180 або під 300. І це не лише маркетингова фішка, а дійсно корисний інструмент, щоб встигати за геймерськими забаганками в 4К з Path Tracing. Адже залізо вже не встигає. А перспектива така, що вже є деякі ігри з вбудованим трасуванням, які без його підтримки взагалі не запускаються.

Так, деякі розробники ліняться, економлять на оптимізації – мовляв, ДЛСС вам геймери в поміч, якщо ваші дрова не тягнуть. Але це не має принижувати досягнення технології, як такої. В більшості випадків з нею можна легко отримувати x2 чи x3, а то й x4 чи x6 до частоти кадрів, без суттєвої втрати чіткості або сильного впливу на відгук керування. Актуальною моделлю трансформер, в купі з реконструкцією променів та генерацією кадрів ВЖЕ ЗАРАЗ можна та потрібно користуватись. Так, в Full HD не треба нахабніти з режимами нижче якості, проте в Quad HD та особливо – 4К, можна роздивитись варіант продуктивності або баланса.

Присвячуємо цей матеріал нашому колезі, другу і брату Сергію Черноівану. Він дуже багато часу і зусиль вклав у проект, більшість тестів і порівнянь на Youtube каналі було зроблено його руками, дуже багато матеріалу він відзняв, допомагав і з тестами на сайт та оформленням. Чорнетку цього матеріалу ми починали ще з ним. Тепер згадуємо лише хороше. До речі, саме Сергій запропонував усі відео закінчувати: “Слава Україні!”

Автор: Денис Козіолек