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Deep Learning Super Sampling (DLSS 2.0) Erklärt

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Deep Learning Super Sampling (DLSS 2.0) Erklärt
Deep Learning Super Sampling (DLSS 2.0) Erklärt

Video: Deep Learning Super Sampling (DLSS 2.0) Erklärt

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Video: Was ist Deep Learning Super Sampling (DLSS)? - Nvidias neue Kantenglättung erklärt 2024, März
Anonim

DLSS oder Deep Learning Super Sampling ist Nvidias Technik für intelligentes Upscaling, mit der ein mit niedrigerer Auflösung gerendertes Bild auf eine Anzeige mit höherer Auflösung hochskaliert werden kann, wodurch mehr Leistung als beim nativen Rendering erzielt wird. Nvidi führte diese Technik mit der ersten Generation der RTX-Grafikkartenserie ein. DLSS ist nicht nur eine Technik für gewöhnliches Upscaling oder Supersampling, sondern verwendet AI, um die Qualität des Bildes, das mit niedrigerer Auflösung gerendert wurde, intelligent zu erhöhen, um die Bildqualität zu erhalten. Dies kann theoretisch das Beste aus beiden Welten bieten, da das angezeigte Bild immer noch von hoher Qualität ist und die Leistung gegenüber nativem Rendering ebenfalls verbessert wird.

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Notwendigkeit für DLSS

Warum brauchen wir so ausgefallene Upscaling-Techniken, um mehr Leistung zu erzielen? Die Realität ist, dass sich die Technologie neuerer Monitore viel schneller entwickelt als die Technologie unserer PC-Komponenten. Die neuesten Monitore bieten eine gestochen scharfe 4K-Auflösung mit Bildwiederholraten von bis zu 144 oder sogar 165 Hz. Die meisten Spieler betrachten heutzutage 1440p 144Hz als den Sweet Spot für High-End-Spiele. Das Fahren dieser Art von Auflösungen mit diesen Bildwiederholraten erfordert viel grafische Leistung. In modernen Spielen können möglicherweise nur die besten der besten GPUs 4K 60 FPS-Spiele verarbeiten, wobei alles auf Ultra eingestellt ist. Dies bedeutet, dass die Upscaling- oder DLSS-Supersampling-Technik nützlich sein kann, wenn Sie die Leistung verbessern möchten, aber keine Kompromisse bei der Bildqualität eingehen möchten.

DLSS kann auch für Spieler wichtig sein, die eine 4K-Auflösung anstreben möchten, aber nicht über die erforderliche grafische Leistung verfügen. Diese Spieler können sich für diese Aufgabe an DLSS wenden, da das Spiel mit einer niedrigeren Auflösung (z. B. 1440p) gerendert und dann intelligent auf 4K hochskaliert wird, um ein gestochen scharfes Bild bei noch höherer Leistung zu erzielen. DLSS ist eine sehr praktische RTX-Grafikkarte für den mittleren und Einstiegsbereich und ermöglicht es den Benutzern, mit höheren Auflösungen und komfortablen Frameraten zu spielen, ohne die Qualität zu beeinträchtigen.

Raytracing

Ein weiteres wichtiges Feature, das beim PC-Spielen in den Vordergrund gerückt wird, ist das Echtzeit-Raytracing. Nvidi kündigte Unterstützung für Raytracing mit seiner neuen RTX-Grafikkartenserie an. Raytracing ist eine Rendering-Technik, die ein genaues Rendern von Lichtpfaden in Spielen und anderen grafischen Anwendungen ermöglicht und zu einer viel höheren grafischen Wiedergabetreue führt, insbesondere bei Schatten, Reflexionen und globaler Beleuchtung. Raytracing bietet zwar einige beeindruckende Grafiken, hat jedoch großen Einfluss auf die Leistung. In vielen Spielen kann die Framerate im Vergleich zum herkömmlichen Rendering tatsächlich halbiert werden. Geben Sie DLSS ein.

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Durch die Verwendung der Leistung von DLSS (und jetzt des stark verbesserten DLSS 2.0) können Gamer mit Grafikkarten der RTX-Serie einen Großteil des mit Raytracing verbundenen Leistungsverlusts verringern und Raytraced-Bilder mit höherer Wiedergabetreue genießen, während die Framerate beibehalten wird. Diese Technik wird von Rezensenten und der Öffentlichkeit als äußerst beeindruckend angesehen, da sie das Raytracing bei hohen Auflösungen tatsächlich spielbar macht und fast genau die gleiche Bildqualität wie das traditionell gerenderte Bild beibehält. DLSS ist eine absolute Notwendigkeit, da Raytracing und Nvididid diese beiden Techniken gleichzeitig entwickeln und freigeben.

Traditionelles Upscaling

Upscaling- und Supersampling-Techniken gab es auch in der Vergangenheit. Tatsächlich sind diese in fast jedes moderne Spiel und sogar in die Bedienfelder von Nvidi und AMD integriert. Diese Techniken implementieren auch die gleiche grundlegende Upscaling-Methode wie DLSS. Sie nehmen Bilder mit niedrigerer Auflösung auf und skalieren sie hoch, um sie an Anzeigen mit höherer Auflösung anzupassen. Was unterscheidet sie also? Die Antwort besteht im Wesentlichen aus zwei Dingen.

  • Ausgabequalität: Die Ausgabebildqualität von traditionell hochskalierten Spielen ist im Allgemeinen niedriger als bei DLSS. Dies liegt daran, dass DLSS AI verwendet, um die Bildqualität zu berechnen und anzupassen, sodass der Unterschied zwischen nativen und hochskalierten Bildern minimiert werden kann. Bei herkömmlichen Upscaling-Techniken gibt es keine solche Verarbeitung, sodass die Ausgabebildqualität geringer ist als bei herkömmlichem Rendering und DLSS.
  • Performance-Hit: Ein weiterer großer Nachteil des traditionellen Supersamplings ist der Leistungseinbruch gegenüber DLSS. Diese Hochskalierung kann das Bild mit einer niedrigeren Auflösung rendern, bietet jedoch nicht annähernd genug Leistungsverbesserung, um den Verlust der Bildqualität zu rechtfertigen. DLSS behebt dieses Problem, indem es eine massive Leistungssteigerung bietet und gleichzeitig die Bildqualität extrem nahe an der nativen Qualität hält. Aus diesem Grund wird DLSS von vielen Technologieexperten und Gutachtern als „das nächste große Ding“bezeichnet.

Was macht DLSS einzigartig?

DLSS ist eine Technologie, die von Nvidia entwickelt wurde, dem weltweit führenden Unternehmen für bahnbrechende Arbeiten wie Deep Learning und Künstliche Intelligenz. Es ist verständlich, dass DLSS nur wenige Tricks im Ärmel hat, die sich traditionellen Upscaling-Techniken entziehen.

AI Upscaling

DLSS nutzt die Leistungsfähigkeit der KI, um intelligent zu berechnen, wie das Bild mit niedrigerer Auflösung gerendert werden soll, während die maximale Qualität erhalten bleibt. Es nutzt die Leistung der neuen RTX-Karten, um komplexe Berechnungen durchzuführen, und verwendet dann dieses Datto, um das endgültige Bild so anzupassen, dass es dem nativen Rendering so nahe wie möglich kommt. Dies ist eine äußerst beeindruckende Technologie, von der wir hoffen, dass sie sich weiterentwickelt, da viele DLSS sogar als „Zukunft des Spielens“bezeichnet haben.

Tensorkerne

Nvidihas hat der RTX-Serie von Grafikkarten, die als Tensorkerne bekannt sind, dedizierte Prozessorkerne hinzugefügt. Diese Kerne dienen als Rechenorte für Deep Learning und KI-Berechnungen. Diese schnellen und hochentwickelten Kerne werden auch für DLSS-Berechnungen verwendet. Die Technologie von DLSS nutzt die Deep-Learning-Funktionen dieser Kerne, um die Qualität zu erhalten und maximale Leistung beim Spielen zu erzielen. Dies bedeutet jedoch auch, dass DLSS nur auf die RTX-Grafikkartensuite mit Tensorkernen beschränkt ist und nicht für ältere GTX-Kartenserien oder Karten von AMD verwendet werden kann.

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Kein Treffer für die visuelle Qualität

Das Markenzeichen von DLSS ist die äußerst beeindruckende Erhaltung der Qualität. Bei Verwendung der herkömmlichen Hochskalierung mithilfe der Spielmenüs können Spieler definitiv einen Mangel an Schärfe und Schärfe des Spiels feststellen, nachdem es mit einer niedrigeren Auflösung gerendert wurde. Dies ist bei Verwendung von DLSS kein Problem. Obwohl das Bild mit einer niedrigeren Auflösung gerendert wird (häufig bis zu 66% der ursprünglichen Auflösung), ist das resultierende hochskalierte Bild weitaus besser als das, was Sie mit einer herkömmlichen Hochskalierung erzielen würden. Es ist so beeindruckend, dass die meisten Spieler den Unterschied zwischen einem Bild, das nativ mit der höheren Auflösung gerendert wurde, und einem von DLSS hochskalierten Bild nicht erkennen können. Dies ist eine bahnbrechende Leistung beim Spielen, da Spieler immer nach einem Gleichgewicht zwischen Qualität und Leistung suchen. Mit DLSS haben sie die Chance, beides zu bekommen.

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Signifikante Leistungssteigerungen

Der bemerkenswerteste Vorteil von DLSS und wohl der gesamte Anreiz hinter seiner Entwicklung ist die signifikante Leistungssteigerung, während DLSS eingeschaltet ist. Diese Leistung beruht auf der einfachen Tatsache, dass DLSS das Spiel mit einer niedrigeren Auflösung rendert und es dann mithilfe von AI hochskaliert, um es an die Ausgabeauflösung des Monitors anzupassen. Mithilfe der Deep-Learning-Funktionen der Grafikkarten der RTX-Serie kann DLSS das Bild in einer Qualität ausgeben, die dem nativ gerenderten Bild entspricht.

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Macht Raytracing spielbar

Raytracing tauchte 2018 aus dem Nichts auf und wurde plötzlich zur Vorreiterrolle bei PC-Spielen, da Nvidipush diese Funktion hart nutzte und sogar ihre neuen Grafikkarten als „RTX“anstelle ihres üblichen GTX-Namensschemas brandmarkte. Während Raytracing eine interessante und einzigartige Funktion ist, die die visuelle Qualität des Spiels verbessert, ist die Spielebranche noch nicht bereit, vollständig auf Raytraced-Rendering gegenüber herkömmlichem gerastertem Rendering umzusteigen.

Ein großer Grund dafür ist der Performance-Hit, der mit Raytracing einhergeht. Durch einfaches Aktivieren von Raytracing können bei einigen Spielen Leistungseinbußen von bis zur HÄLFTE der ursprünglichen Framerate auftreten. Dies bedeutet, dass Sie selbst bei den meisten High-End-Grafikkarten erhebliche Leistungseinbußen hinnehmen.

Hier kommt DLSS ins Spiel. DLSS kann diese neue Funktion auch in den anspruchsvollsten Spielen spielbar machen. Durch Rendern des Bildes mit niedrigerer Auflösung und späteres Hochskalieren ohne Verlust der visuellen Qualität kann DLSS den Leistungsverlust kompensieren, den Raytracing normalerweise für Spiele mit sich bringt. Aus diesem Grund unterstützen die meisten Spiele, die Raytracing unterstützen, auch DLSS, sodass sie zusammen für ein nahezu perfektes Erlebnis verwendet werden können.

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Anpassbare Voreinstellungen

DLSS 2.0 verbessert das von DLSS festgelegte Framework weiter und führt anpassbarere Voreinstellungen ein. Jetzt können Benutzer aus 3 Voreinstellungen auswählen, die als Qualität, Ausgewogen und Leistung bezeichnet werden. Alle 3 Voreinstellungen verbessern die Leistung in gewisser Weise, während die Qualitätsvoreinstellung sogar die Bildqualität gegenüber nativem Rendering verbessern kann! DLSS 2.0 hat jetzt auch eine UltrPerformance-Voreinstellung für 8K-Spiele mit der GeForce RTX 3090 eingeführt, die tatsächlich 8K-Spiele ermöglicht.

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Unter der Haube

Nvidihas erklärte die Mechanik hinter seiner DLSS 2.0-Technologie auf seiner offiziellen Website. Wir wissen, dass Nvidi ein System namens Neural Graphics Framework oder NGX verwendet, das die Fähigkeit eines NGX-basierten Supercomputers nutzt, um KI-Berechnungen zu lernen und besser zu werden. DLSS 2.0 verfügt über zwei primäre Eingänge in das AI-Netzwerk:

  • Von der Spiel-Engine gerenderte Alias-Bilder mit niedriger Auflösung
  • Bewegungsvektoren mit niedriger Auflösung aus denselben Bildern - auch von der Spiel-Engine generiert

Nvidithen verwendet einen Prozess, der als zeitliches Feedback bekannt ist, um zu „schätzen“, wie der Frame aussehen wird. Dann verwendet ein spezieller Typ eines AI-Autoencoders den Stromrahmen mit niedriger Auflösung und den vorherigen Rahmen mit hoher Auflösung, um pixelweise zu bestimmen, wie ein Stromrahmen höherer Qualität erzeugt werden soll. Gleichzeitig unternimmt Nvidiis Schritte, um das Verständnis des Supercomputers für den Prozess zu verbessern:

Während des Trainingsprozesses wird das Ausgabebild mit einem offline gerenderten 16K-Referenzbild von ultrahoher Qualität verglichen, und der Unterschied wird zurück in das Netzwerk übertragen, damit es weiter lernen und seine Ergebnisse verbessern kann. Dieser Vorgang wird auf dem Supercomputer zehntausend Mal wiederholt, bis das Netzwerk zuverlässig Bilder mit hoher Qualität und hoher Auflösung ausgibt.

Sobald das Netzwerk trainiert ist, liefert NGX das AI-Modell an Ihren GeForce RTX-PC oder Laptop viGame Ready Drivers und OTupdates. Mit Turings Tensorkernen, die bis zu 110 Teraflops dedizierter KI-Leistung liefern, kann das DLSS-Netzwerk gleichzeitig mit einem intensiven 3D-Spiel in Echtzeit ausgeführt werden. Dies war vor Turing- und Tensorkernen einfach nicht möglich.

Unterstützung

DLSS ist eine relativ neue Technologie, die noch in den Kinderschuhen steckt. Während immer mehr Spiele diese Funktion unterstützen, gibt es immer noch einen riesigen Katalog älterer Spiele, die sie wahrscheinlich nie unterstützen werden. Wir können jedoch in Zukunft mit enormen Investitionen in DLSS und Raytracing rechnen, da sowohl Nvidi als auch AMD diese Funktionen jetzt unterstützen (AMD soll bald den DLSS-Konkurrenten bekannt geben) sowie die Konsolen der nächsten Generation, die PlayStation 5 und die Xbox-Serie X. X.

Vor kurzem hat Nvidihas mit der Veröffentlichung der RTX 3000-Serie seinen Katalog an Spielen erweitert, die diese Funktion unterstützen. DLSS 2.0 kommt jetzt zu Cyberpunk 2077, Call of Duty: Kalter Krieg der Black Ops, Fortnite, Watch Dogs Legion, Boundary und Bright Memory: Infinite. Andere bemerkenswerte Titel, die DLSS 2.0 bereits unterstützen, sind Death Stranding, Anthem, F1 2020, Control, Deliver Us The Moon, MechWarrior 5 und Wolfenstein: Youngblood.

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Obwohl diese Bibliothek keineswegs gigantisch ist, sollte man das zukünftige Potenzial der Technologie berücksichtigen, das so beeindruckend ist wie DLSS. Mit seiner massiven Leistungsverbesserung und seinem vielfältigen Funktionsumfang kann DLSS in naher Zukunft das Herzstück des Spielens sein, insbesondere wenn bahnbrechende Technologien wie Raytracing in den Vordergrund rücken. Nvidialso behauptet, dass seine DLSS-Technologie durch KI weiter gelernt und verbessert wird. Dies ist eine gute Sache für alle PC-Spieler, die eine atemberaubende Grafik bei hohen Frameraten genießen möchten.

Fazit

DLSS oder Deep Learning Super Sampling ist eine unglaublich beeindruckende Technologie, die von Nvidia entwickelt wurde. Es bietet eine große Leistungsverbesserung gegenüber herkömmlichem nativem Rendering, ohne dabei die Bildqualität zu beeinträchtigen. Dies ist möglich durch umfangreiche Arbeiten in den Bereichen KI und Deep Learning von Nvidia.

DLSS nutzt die Leistung der Grafikkarten der RTX-Serie und bietet eine nahezu ununterscheidbare Bildqualität für die native Auflösung sowie eine große Bildrate, die Raytracing und höhere Auflösungen wie 4K spielbar macht. DLSS erweitert seine Bibliothek mit unterstützten Spielen weiter und wir hoffen, dass es auch weiterhin besser wird, damit Spieler die Grafik, die sie lieben, bei den gewünschten Frameraten genießen können.

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