NVIDIA DLSS 3.5, un pas înainte pentru RTX. Îmbunătățiri majore în Cyberpunk 2077 Phantom Liberty

Strategia celor de la NVIDIA, de a miza pe hardware dedicat efectelor bazate pe Ray Tracing, a dat rezultate încă de la apariția seriei GeForce RTX 20, din 2018. Nu este de mirare că NVIDIA deține o cotă de nu mai puțin de 77% din piața plăcilor video, dacă ar fi să ne luăm după cel mai recent sondaj hardware al celor de la Steam, din septembrie 2023. Iar evoluția implementării Ray Tracing-ului a continuat treptat, ajungându-se de la implementările hibrid, care combinau elementele rasterizate cu cele ray-traced, până la soluții Path Traced, redate în întregime prin Ray Tracing, cum ar fi Portal with RTX.

Diferențele vizuale dintre un joc rasterizat și unul Path Traced sunt evidente.

Un rol important în aceasta ascensiune l-a avut DLSS (Deep Learning Super Sampling), o tehnologie dezvoltată de NVIDIA în special pentru a spori performanța în jocurile care foloseau Ray Tracing. Efectele bazate pe Ray Tracing erau deosebit de pretențioase, iar DLSS își propunea, inițial, să ofere o gură de oxigen hardware-ului utilizat, apelând o serie de “trucuri vizuale” pentru a permite atingerea unor niveluri de performanță superioare. Pe scurt, procesele de renderizare a jocurilor rulau în rezoluții interne mai mici, iar tehnologia DLSS era capabilă să reconstruiască imaginile finale, în rezoluții ridicate, folosindu-se de rutine AI și machine learning. Diferențele față de imaginile redate nativ erau neglijabile, iar sporurile de performanță consistente, DLSS devenind astfel standardul în materie de upscaling dedicat jocuri video. De altfel, tehnologia NVIDIA a servit drept exemplu și pentru concurență, care nu a reușit încă să ajungă la soluții la fel de performante precum cele ale „taberei verzi”.

Generații de DLSS

De-a lungul anilor, DLSS a evoluat, noile versiuni majore aducând de fiecare dată elemente noi, tot mai necesare pentru a împinge și mai departe avansul tehnologic și vizual. Spre exemplu, DLSS 2.0 a abandonat ideea de “a antrena” algoritmii de reconstrucție pentru fiecare joc separat, AI-ul devenind capabil să utilizeze informațiile strânse din sute de titluri cu suport DLSS pentru a le aplica și pentru o eventuală lansare nouă. Artefactele nedorite, cauzate de procesul de reconstrucție, au dispărut, iar sporul performanță a devenit din ce în ce mai important, determinând chiar și jocurile fără suport pentru Ray Tracing să adopte DLSS, în cursa pentru un framerate cat mai ridicat.

Cu greu se pot găsi diferențe între rezoluțiile native ale jocurile și cele reconstruite cu DLSS.

DLSS 3.0 a adus un nou concept: Frame Generation. Astfel, rutinele AI nu erau capabile doar de reconstrucția unor imagini de rezoluție înaltă dintr-o sursă de rezoluție inferioară, ci chiar de generarea unor cadre complet noi, construite în întregime de către tehnologia bazată pe machine learning a celor de la NVIDIA. Astfel, unele jocuri au putut face pasul nestingherite către conceptul de Path Tracing (toate elementele vizuale sunt redate în întregime prin Ray Tracing), penalizarea drastică de performanță fiind compensată de cadrele suplimentare adăugate de DLSS 3.0 Frame Generation, rezultatul final dovedindu-se a fi suficient de fluent pentru a mulțumi utilizatorul final.

În fine, DLSS 3.5, tehnologia despre care vom discuta astăzi, face încă un pas pentru a „democratiza” utilizarea efectelor avansate de Ray Tracing în cat mai multe jocuri, adăugând o nouă tehnologie: Ray Reconstruction. Pentru a înțelege exact ce rol joaca o astfel de adăugire, trebuie să analizam un pic procesul de renderizare bazat pe Ray Tracing.

Ce este un denoiser?

Fără a intra în foarte multe detalii, o etapă importantă a afișării corecte a unei imagini renderizate cu ajutorul tehnicilor de Ray Tracing este reprezentantă de „denoising”-ul acesteia. O puteți lesne compara cu curățarea unui semnal audio de zgomotul de fond nedorit sau cu filtrele care încearcă să elimine puricii dintr-un clip video. Iar componenta responsabilă pentru acest proces poarta numele de „denoiser”. Spre deosebire însă de exemplele oferite mai sus, denoiser-ele utilizate pentru jocuri sunt nevoite să „curețe semnalul” în timp real, pentru a oferi o experiență de joc cât mai cursivă.

Un joc redat cu Ray Tracing cu și fără filtru de denoiser.

Astfel, în funcție de necesitățile vizuale ale jocului redat, denoiser-ul poate fi programat și ajustat pentru a fi mai eficient în anumite scenarii, cum ar fi, spre exemplu, menținerea unui efect cât mai „stabil” de eliminarea a zgomotului nedorit. Însă o asemenea abordare poate avea și efecte nedorite: agresivitatea efectului de denoising poate duce la apariția unor porțiuni neclare („blur-area” anumitor texturi, spre exemplu) sau întârzieri în ceea ce privește redarea unor schimbări importante apărute în scena căreia îi este aplicat filtrul de denoise (lag în ceea ce privește iluminarea unei camere întunecate la pornirea unei lumini sau aprinderea unei torțe, spre exemplu). Tocmai din această cauză, producătorii petrec o perioadă importantă din ciclul de dezvoltare a unui joc pentru a regla manual aceste denoisere, în încercarea de a obține rezultate cât mai apropiate de viziunea artistică inițială.

DLSS 3.5

Tocmai aici își propune să intervină DLSS 3.5 cu al său Ray Reconstruction: să elimine soluțiile denoiser reglate manual în favoarea unei soluții bazate pe AI, capabile să îmbunătățească și mai mult calitatea imaginilor și efectelor afișate.

Un exemplu concret în acest sens este legat de modul în care funcționau denoiserele standard în combinație cu mai vechile versiuni de DLSS. Filtrul de denoise era aplicat imaginii inițiale, renderizate în rezoluție inferioară, rezultatul obținut astfel fiind reconstruit și upscale-uit de DLSS pentru a atinge rezoluția vizată de utilizator. Rezultatul, deși aparent mulțumitor, suferea în ceea ce privește efectele redate cu Ray Tracing: reflexiile erau mult mai neclare decât restul imaginii, spre exemplu. Practic, în cazul obținerii unei imagini finale 4K, reflexiile afișau în continuare „semnalul” 1080p inițial.

Cyberpunk 2077 cu DLSS 3.5 și Ray Reconstruction activat: reflexii mai clare și detaliate

DLSS 3.5 corectează și acest neajuns, soluția de denoise bazată pe AI propusă de NVIDIA fiind acum capabilă de afișarea unor reflexii cu o claritate mult îmbunătățită, dar și de afișarea unor alte detalii, pe care soluțiile de denoise tradiționale nu reușeau să le redea corect.

Cyberpunk 2077 cu update-ul 2.0 și expansion-ul Phantom Liberty

Odată cu apariția expansion pack-ului Phantom Liberty, Cyberpunk 2077, jocul cu una dintre cele mai avansate implementări de Ray Tracing, a făcut pasul către update-ul 2.0, ce aduce suport pentru DLSS 3.5 și tehnologia Ray Reconstruction.

Mai exact, opțiunea de Ray Reconstruction apare în modul RT Overdrive, considerat experimental până acum. De ce? Din simplu motiv că acest mod activa varianta bazată pe Path Tracing a renderizării, întregul joc fiind redat cu Ray Tracing. Evident, performanța avea de suferit chiar și atunci când erau utilizate unele dintre cele mai performante componente hardware disponibile pentru gameri. Totuși, odată cu apariția DLSS 3.0 și Frame Generation, performanta s-a îmbunătățit considerabil pe seria 40 de plăci video GeForce RTX.

Cyberpunk 2077 cu DLSS 3.5 și Ray Reconstruction activat: reflexii mai clare și detaliate

Iar DLSS 3.5 reușește să îmbunătățească și mai mult calitatea cadrelor afișate, după cum puteți vedea în imaginile atașate. Reflexiile devin mult, mult mai clare, detaliile sunt păstrate mult mai bine în cazul anumitor texturi (cum ar fi fețele personajelor privite de aproape), apar o serie de umbre (ambient occlusion mai performant) acolo unde combinația de reconstrucție și denoisere standard nu reușea să le mențină afișate, iar ultimele urme de „zgomot vizual”, încă prezente în unele scene mai complexe când era folosit denoiser-ul standard, sunt eliminate complet.

Un alt aspect ce putea fi considerat problematic când vine vorba de Frame Generation, latența suplimentară adăugată de apariția cadrelor generate de AI, pare sa fie complet rezolvat în Cyberpunk 2077: Phantom Liberty. Prin activarea NVIDIA Reflex, nu am mai perceput niciun lag suplimentar între executarea comenzii și efectul redat pe ecran, nici măcar atunci când am optat pentru țintirea fină cu mouse-ul.

Pentru a afecta cât mai puțin nivelul calitativ al imaginilor, toate screenshot-urile comparative pe care le puteți admira în cadrul acestui articol au fost realizate folosind presetul grafic RT Overdrive, DLSS setat pe Quality și Ray Reconstruction pornit sau oprit, în funcție de caz (fiind evidențiate diferențele dintre denoiser-ul standard utilizat de joc și cel bazat pe AI livrat de tehnologia Ray Reconstruction din DLSS 3.5).

Cyberpunk 2077 cu DLSS 3.5 și Ray Reconstruction activat: texturile fețelor personajelor sunt mai clare

Boost de performanță

Deși scopul principal al DLSS 3.5 este îmbunătățirea calitativă a imaginilor afișate, tehnologia păstrează și o parte din ADN-ul edițiilor anterioare, oferind și un spor de performanță față de DLSS 3.0. Poate nu la fel de impresionante precum Frame Generation, aceste câteva cadre pe secundă în plus pot face totuși diferența atunci când este dorită o experiență de joc cât mai fluentă.

Pentru a evidenția sporul de performanță adus de DLSS 3.5, am realizat o serie de teste folosind benchmark-ul inclus in Cyberpunk 2077: Phantom Liberty, în două rezoluții – 2560×1440, aspect ratio 16:9 si 3440×1440, ultra wide, aspect ratio 21:9 – cu și fără DLSS (preset Quality), Rey Reconstruction sau Frame Generation. Sistemul folosit pentru aceste teste beneficiază de un procesor AMD Ryzen 9 5900X, 32 GB de memorie RAM și o placă video NVIDIA GeForce RTX 4080 cu 16 GB VRAM. Nu am folosit overclocking pentru niciuna dintre componente, pentru a reprezenta cât mai bine scenariul de utilizare tipic unui gamer normal.

Cyberpunk 2077 cu DLSS 3.5 și Ray Reconstruction activat: umbre mai accentuate și prezente, mai ales în mormanul de moloz din stânga sau sub ziar.

1440p (2560×1440):

• DLSS 3.0 Quality + Frame Generation: 94,20fps
• DLSS 3.5 Quality + Frame Generation + Ray Reconstruction: 99,95fps

• DLSS 3.0 Quality + No Frame Generation: 55,34fps
• DLSS 3.5 Quality + No Frame Generation + Ray Reconstruction: 59,62fps

• Fără DLSS: 29,22fps

Observăm un boost de performanță de aproximativ 4-5 cadre pe secundă în ambele cazuri, util mai ales în cazul în care nu se dorește, din varii motive, utilizarea funcției Frame Generation. Trebuie menționat că, împreună cu activarea NVIDIA Reflex, nu am perceput niciun lag suplimentar atunci când am pornit Frame Generation în Cyberpunk 2077, nici măcar atunci când am folosit mouse-ul pentru țintire.

3440×1440 Ultra-wide:

• DLSS 3.0 Quality + Frame Generation: 81,63fps
• DLSS 3.5 Quality + Frame Generation + Ray Reconstruction: 85,38fps

• DLSS 3.0 Quality + No Frame Generation: 47,94fps
• DLSS 3.5 Quality + No Frame Generation + Ray Reconstruction: 50,91fps

• Fără DLSS: 24,65fps

Din nou, observăm un spor de performanță care poate face o diferența atunci când se folosește un monitor sau TV capabil de VRR (G-SYNC), aducând framerate-ul în aria de funcționare a funcției de Variable Refresh Rate (48Hz+).

Cyberpunk 2077 cu DLSS 3.5 și Ray Reconstruction activat: detalii suplimentare în texturile străzii.

În concluzie, DLSS 3.5 reprezintă un nou pas înainte pentru ceea ce înseamnă renderizarea modernă în timp real, în special pentru jocurile video, oferind o combinație binevenită de imagini cu o calitate vizuală mai înaltă și un spor suplimentar de performanță. În aceste condiții, trebuie să mărturisesc că sunt foarte curios în ce direcție va merge evoluția DLSS în viitor și ce alte funcții vor mai fi preluate de rutinele bazate pe AI în generațiile următoare de jocuri video și hardware dedicat acestora.

Revenind însă în prezent, dacă sunteți în căutarea unui upgrade în ceea ce privește placa video sau întregul sistem PC pe care vă jucați, oferta NVIDIA este singura care poate fi recomandată în momentul de față: producătorul a construit un pachet complet cu ecosistemul RTX, transformând Ray Tracing-ul avansat într-o opțiune viabilă chiar acum, îmbunătățind calitatea imaginilor și performanța cu ajutorul DLSS și eliminând latența prin Reflex.