Optimera ray tracing-prestanda med DLSS 2.0

Vi granskar hur upplösningsskalning med DLSS 2.0 i spelet Control påverkar prestanda i 1080p och 4K med ray tracing aktiverat.

2. DLSS 2.0 – så fungerar det

Finska utvecklaren Remedy Entertainment har en lång historik av att ta fram speltitlar med tät och fängslande stämning. Detta har uppnåtts till viss del genom fingertoppskänsla för visuell design, men också att ligga i teknikens framkant sett till vilka funktioner som används i titlarnas spelmotor. Utvecklarens senaste alster Control är inget undantag.

Utöver stöd för ray tracing genom Microsofts DirectX 12-gränssnitt DirectX Raytracing bjuder Control även på stöd för DLSS. Ursprungligen användes den första versionen av DLSS för att genom att bildbehandla en lägre upplösning uppnå bättre prestanda. Även om bättre prestanda uppnåddes kom förbättringen också med märkbar effekt på bildkvaliteten, något DLSS 2.0 ska råda bot på.

Hur fungerar DLSS 2.0?

I sin grund är DLSS en teknik för att skala upp en grundupplösning till en högre sådan i realtid. Syftet med tekniken är att spelaren ska kunna få den bättre prestandan som rendering vid lägre upplösning ger, samtidigt som den bättre bildkvaliteten hos en högre upplösning uppnås. Med DLSS används Tensor-kärnorna i Nvidias Turing-arkitektur för att analysera bilden och konstruera en högupplöst version samtidigt som färre pixlar behöver beräknas för renderingen.

nvidia-dlss-2-0-architecture.jpg

Med DLSS 2.0 introduceras flera förbättringar ställt mot den första versionen. När en lägre upplösning skalas upp till en högre beräknas endast hälften av pixlarna, och en ny teknik för bildanalys ger skarpare detaljer i resultatet samtidigt som renderingen ger mer stabilt resultat ställt mot DLSS 1.0. Skalningen görs dessutom dubbelt så effektivt ställt mot föregångaren, vilket ger prestandaförbättringar.

DLSS 1.0 hade också en begränsning i att AI-systemet som beräknar uppskalningen var tvunget att tränas för varje individuellt spel, vilket begränsade hur många titlar som faktiskt anammade tekniken. Med DLSS 2.0 har Nvidia växlat till en mer generaliserad träningsmetod där ett nätverk av AI-beräkningar fungerar för spel i allmänhet, vilket gör det enklare för utvecklare att lägga till stöd för funktionen.

Den som vill använda DLSS 2.0 för att skala upp bildkvaliteten i spel har tre olika lägen att välja mellan. Dessa är Quality, Balanced och Performance. Som namnet antyder fokuserar Quality på högsta möjliga bildkvalitet medan Balanced logiskt nog slår an en balans mellan förbättrad prestanda och bildkvalitet. Med Performance-läget skalas upplösningen upp fyra gånger, vilket ger bäst prestanda men också störst påverkan på bildkvalitet.

Hur fungerar det rent tekniskt?

Med DLSS 2.0 används ett nätverk av Tensor-kapabla grafikkort för att träna på hur bilder i ett spel kan förbättras. Resultatet från dessa överförs till en superdator som analyserar lågupplösta versioner av bilderna och genererar högupplösta versioner av dessa. Ett AI-nätverk tar sedan den lågupplösta och högupplösta versionen av bilden och avgör på pixel-nivå hur bildkvaliteten kan förbättras utan att beräkna alla pixlarna i den slutgiltiga renderingen.

Control_detaljer_DLSS1.jpg

Granskning av detaljrikedom i Control med DLSS 1.0. Bildkälla: Nvidia

Control_detaljer_DLSS2.jpg

Här visas samma scen med DLSS 2.0 aktiverat. Bildkälla: Nvidia

Resultatet av dessa beräkningar kommuniceras också tillbaka till nätverket, som över tid blir bättre på att snabbare avgöra hur bättre bildkvalitet ser ut. Jämfört med DLSS 1.0 leder de nya algoritmerna och förbättrade effektiviteten också till att bildkvaliteten förbättras även i rörelse, något som var akilleshälen med teknikens första iteration. DLSS 2.0 ska också vara bättre på att återskapa små detaljer i bilder som renderas otydligt med föregångaren.

Så hur påverkar detta ray tracing?

Det enkla svaret är att DLSS 2.0 ger mer svängrum för den extra prestanda som krävs för beräkning av ray tracing. Det GeForce RTX 2080 Super vi använder i detta test tillhör prestandaklassen tillsammans med storasyskonet GeForce RTX 2080 Ti. Båda dessa kort kan hantera spel i 4K-upplösning, men vill du kombinera upplösningen med ray tracing räcker kapaciteten inte till.

Genom att beräkna pixlarna i en lägre upplösning frigörs resurser som kan användas för att implementera olika former av ray tracing. Spel kan använda tekniken för att beräkna ljussättning, skuggor, interaktion mellan objekt och även för ljud. Syftet med ray tracing är dock till stor del att uppnå bättre visuell kvalitet, och den uppskalning som sker med DLSS 2.0 är i slutändan inte samma sak som den äkta upplösningen. På nästa sida granskar vi därför hur stor skillnaden blir i praktiken.