Новости про NVIDIA и сглаживание

Изначально технология анонсировалась как замена TAA без потери качества и производительности, однако по факту картинка оказалась немного мыльной. Даже на флагманском для DLSS проекте Battlefield V, алгоритмы пришлось дорабатывать.

Компания NVIDIA уверяет, что постоянно работает над улучшением качества. Она сообщила, что недавно обновила ядро DLSS, вошедшее в драйвер 418.91. Так, для Battlefield V сглаживание DLSS было улучшено для разрешения 4K и 2560x1440 пикс., что позволило поднять производительность на 40%. Также ведётся обучение для изображения разрешением 1920x1080 и 440x1440 пикселей.

Также компания готовит обновление для Metro Exodus, которое позволит увеличить резкость и общее качество картинки на всех разрешениях, которые не получили поддержки в день релиза игры. Объявлено, что NVIDIA работает над большим числом других игр, которые после тренировки ИИ получат заметное улучшение качества, включая оптимизацию HDR.

Директор по маркетингу AMD Саса Маринкович отмечает, что SMAA и TAA используются в нынешнем поколении открытых фреймворков. Эти фреймворки «будут широко реализованы в современных играх и исключительно хорошо работают на Radeon VII». Он считает, что лучше развивать имеющиеся разработки, а не вкладывать деньги в очередное проприетарное решение.

В AMD считают, что выход технологии DLSS на рынок был провальным из-за низкого проникновения (Market penetration). По сути, AMD в очередной раз решила противопоставить свои открытые решения против проприетарного решения от NV. Компания сравнила качество изображения улучшенного DLSS и TAA, отметив, что TAA работает с таким же качеством, но «без артефактов изображения, вызванных масштабированием и повышенной зернистостью в DLSS».

Всё это конечно так, только DLSS — это не о качестве, это о скорости. AMD же остаётся говорить лишь от лица конкурента, у которого нет альтернативного решения. Теоретически, AMD может внедрить похожее на DLSS решение средствами GPGPU, но пока до этого далеко, и всё что компании остаётся — пробивать себе дорогу доступной ценой.

Данная технология сглаживания расшифровывается как Deep Learning Super Sampling. Как следует из названия, её работа построена на глубоком обучении нейросетей, а потому, для работы необходимо наличие в видеоадаптерах тензорных ядер, которые присутствуют в ускорителях на базе GPU Volta и Turing.

Технология предлагает практически неотличимое от TAA сглаживание, но ценой намного меньшей нагрузки на GPU.

В видеоролике приведено сравнение работы сглаживания TAA на GeForce GTX 1080 Ti с DLSS на GeForce RTX 2080 Ti. Тест выполнялся в разрешении 4K.

Надо сказать, что результат хорош, однако на наш взгляд TAA справляется точнее, а DLSS слегка замыливает картинку. Кроме того, условия теста не равны, ведь RTX 2080 Ti заметно производительнее GTX 1080 Ti в типичных задачах. В любом случае, результат даёт NVIDIA право похвастать приростом частоты кадров на 20—30%.

В настоящее время DLSS поддерживают 25 игр, среди которых такие проекты как Darksiders III, Overkill's The Walking Dead, Ark: Survival Evolved, Atomic Heart, Final Fantasy XV, Hitman 2, Mechwarrior 5, PlayerUnknown’s Battlegrounds, Serious Sam 4: Planet Badass и Shadow of the Tomb Raider.

Технология DLSS является принципиально новой в мире видеоигр. Эта аббревиатура расшифровывается как Deep Learning Super Sampling, и как следует из названия, сглаживание осуществляется с использованием глубокого обучения. Это вроде как помощь сглаживанию искусственным интеллектом. Благодаря тому, что расчёты выполняются специализированными ядрами, этот метод практически не влияет на производительность.

На специальной презентации компания NVIDIA представила список первых 16 игр, которые будут поддерживать DLSS. Этот список включает:

• Ark: Survival Evolved
• Atomic Heart
• Dauntless
• Final Fantasy 15
• Fractured Lands
• Hitman 2
• Islands of Nyne
• Justice
• JX3
• Mechwarrior 5: Mercenaries
• PlayerUnknown’s Battlegrounds
• Remnant: From the Ashes
• Serious Sam 4: Planet Badass
• Shadow of the Tomb Raider
• The Forge Arena
• We Happy Few

Позднее список был расширен ещё девятью играми, среди которых:

• Darksiders III
• Deliver Us The Moon: Fortuna
• Fear the Wolves
• Hellblade: Senua’s Sacrifice
• KINETIK
• Outpost Zero
• Overkill’s The Walking Dead
• SCUM
• Stormdivers

Метод Temporal Anti-Aliasing стал одним из самым популярных вариантов сглаживания, поскольку он даёт неплохой результат, практически не влияя на производительность системы. Но, как и другие методы сглаживания, TAA характеризуется замыливанием, и это размытие тем больше заметно, чем больше на экране движущихся объектов.

Решением проблемы должен стать метод ATAA. Он должен исключить появление эффектов размытия и послесвечения, обеспечивая качество изображения, сравнимое с 8х Super-Sampling Anti-Aliasing (SSAA). Более удивительно то, что он остаётся в стандарте 33 мс, который является приемлемым для геймеров.

Секрет кроется в технологиях трассировки лучей и растеризации. Именно они, основанные на Microsoft DirectX Raytracing (DXR) API и NVIDIA RTX, являются краеугольными камнями Adaptive Temporal Anti-Aliasing.

Демонстрация работы ATAA приведена на основе сцены в Unreal Engine 4. Сцена представлена современным домом, рендер которого производится на карте NVIDIA Titan V стоимостью 3000 долларов. При отработке сцены задержки в методе 8x ATAA составили 18,4 мс, при 4-кратном суперсемплинге — 9,3 мс, и 4,6 мс при двукратном сглаживании. Разрешение составляло 1920х1080 пикс. Демонстрация включала изображения, полученные посредством ATAA, TAA, маску сегментации и адаптивную трассировку.

В играх новая технология появится не очень скоро, ведь пока нет ни одного проекта, где использовалась бы трассировка лучей. Кроме того, пока в мире нет ни одной видеокарты (дешевле 3000 долларов), способной на это. Вся надежда на Turing.

Новый ARM-процессор NVIDIA традиционно все называют Kal-El, однако, официальное название чипа — Tegra 3. Ожидается, что его производительность будет в разы больше, чем у предшественника. Так, в играх, которые будут оптимизированы для работы с Tegra 3, пользователи получат в 4 раза большую детализацию текстур, полигонов и шейдеров, и, конечно же, добавится сглаживание.

Большим недостатком современных высококлассных телефонов, вроде LG Optimus 2X, является то, что без сглаживания на большом экране телевизора игры выглядят весьма непривлекательно. Однако новый процессор Tegra 3 позволит решить эту проблему, по крайней мере, на некоторых играх.

Одна вещь понятна наверняка — грядут игры выглядящие куда лучше, чем Angry Birds. Ожидается, что новый чип позволит наслаждаться видеоиграми близкими по качеству к Quake 3.

На специальном сайте NVIDIA, посвящённом научным работам, появился анонс совместного с Мюнхенским техническим университетом исследования по разработке алгоритма полноэкранного сглаживания SRAA. SRAA расшифровывается как Subpixel Reconstruction Antialiasing и призвана уменьшать заметность пикселизации линий и границ плоскостей путём рендеринга проблемных участков с повышенным разрешением на этапе постобработки изображения. В этом отношении SRAA очень схожа с технологией Morphological Antialiasing, но работает с буферами глубины и картами нормалей, благодаря чему имеет лучшую совместимость с геометрией сцены и не требует переписывания уже использующихся шейдеров. В числе преимуществ называется также фиксированное время прохода по сцене, независимо от её сложности. Пока что документ с подробным описанием технологии недоступен, публикация ожидается в феврале.

Технологии имитации полноэкранного сглаживания с помощью пиксельных шейдеров, такие как MLAA, известны уже несколько лет (пример — отчет об исследовании технологии в Intel 2009 года), но до недавнего времени применялись в основном на игровых консолях ввиду ограниченности как функционала, так и производительности их графических ядер для осуществления «честного» сглаживания методами классического FSAA. Широкую известность технология получила после того, как в конце прошлого года c выходом видеокарт семейства Radeon 6000 AMD реализовала в драйвере Catalyst свою версию MLAA, в форме применяющейся в драйвере к готовому изображению игры постобработки.

Сейчас подобная технология востребована и на PC прежде всего в силу распространения принципов отложенного рендеринга (deferred shading) в игрaх (начиная с Crysis и S.T.A.L.K.E.R.), при которых досборка изображения осуществляется уже после его помещения в кадровый буфер, с помощью операций в двумерном пространстве кадра, в то время как традиционные алгоритмы FSAA должны отрабатывать на трёхмерной сцене до финального рендеринга. Если NVIDIA реализует свою технологию постсглаживания в драйвере, это будет положительно воспринято требовательными игроками, поскольку, несмотря на плотную работу NVIDIA с разработчиками по внедрению FSAA непосредственно в игры, многие игры выходят без поддержки функций полноэкранного сглаживания или его активация требует сложных действий в панели управления NVIDIA и иногда приводит к порче изображения вследствие насильственного вмешательства драйвера в логику работы движка игры.