DLSS 3 i FSR 3: Przegląd technologii tworzących sztuczne klatki w grach wideo

Spis treści:

• Czym jest interpolacja klatek
• Jak działa DLSS 3
• Problemy i wady DLSS 3
• Jak działa FSR 3

Dzisiaj twórcy gier aktywnie wykorzystują technologie sztucznej rozdzielczości obrazu (RST), aby poprawić wydajność swoich gier. Technologie takie jak DLSS i FSR umożliwiają uzyskanie wyższych rozdzielczości bez znaczącego wpływu na kartę graficzną, dzięki czemu granie staje się płynniejsze i przyjemniejsze. Rozwiązania te stają się standardami branżowymi, pozwalając graczom cieszyć się wysokiej jakości grafiką nawet na słabszych komputerach. Korzystanie z takich technologii nie tylko poprawia percepcję wizualną, ale także optymalizuje zasoby, co jest ważnym aspektem nowoczesnego tworzenia gier.

Nowoczesne technologie stale się rozwijają. Karty graficzne są teraz w stanie nie tylko poprawiać jakość obrazu w oparciu o istniejące dane, ale także generować nowe klatki. Stało się to możliwe dzięki nowym wersjom znanych technologii – DLSS 3 firmy NVIDIA i FSR 3 firmy AMD. Inżynierowie tych firm twierdzą, że ich metoda generowania klatek podwaja liczbę klatek na sekundę w grach bez zauważalnej utraty jakości. Brzmi to imponująco i otwiera nowe horyzonty dla graczy i twórców gier.

Zespół redakcyjny Gamedev firmy Skillbox Media analizuje generatory klatek DLSS 3 i FSR 3. Artykuł omawia kluczowe cechy i zasady działania tych technologii, a także ich wpływ na wydajność i jakość grafiki we współczesnych grach. DLSS 3 firmy NVIDIA i FSR 3 firmy AMD oferują graczom możliwość poprawy efektów wizualnych i płynności rozgrywki. Zrozumienie tych technologii pomoże twórcom gier i graczom optymalnie wykorzystać ich zalety, aby osiągnąć najlepsze wrażenia z gry.

Treść jest ważną częścią każdego tekstu, ponieważ pomaga czytelnikom szybko poruszać się po materiale. Prawidłowo sformatowana treść poprawia zrozumienie i ułatwia nawigację. Umieszczanie słów kluczowych w nagłówkach i podtytułach nie tylko pomaga użytkownikom, ale także przyczynia się do poprawy pozycji strony w wynikach wyszukiwania (SEO). Pozwala to wyszukiwarkom lepiej indeksować treść, co z kolei zwiększa widoczność witryny. Optymalizacja treści obejmuje również użycie meta tagów, tytułów i opisów, co czyni ją atrakcyjniejszą dla wyszukiwarek. Zatem wysokiej jakości treść o przejrzystej strukturze stanowi fundament udanych treści internetowych, które odpowiadają na zapytania użytkowników i spełniają wymagania wyszukiwarek.

• Czym jest interpolacja klatek?
• Jak działa DLSS 3?
• Problemy i wady DLSS 3?
• Jak działa FSR 3?

Czym jest interpolacja klatek?

Stworzenie nieistniejącej klatki może wydawać się zadaniem rodem z science fiction, ale w praktyce jest znacznie prostsze. Nowoczesne technologie umożliwiają generowanie obiektów i złożonych panoram, uwzględniając niuanse oświetlenia. Wykorzystując algorytmy i sztuczną inteligencję, specjaliści mogą tworzyć wysokiej jakości obrazy, które wyglądają realistycznie i atrakcyjnie. Te postępy otwierają nowe horyzonty w sztuce wizualnej i projektowaniu, umożliwiając realizację koncepcji, które wcześniej były jedynie wyobrażalne. Interpolacja klatek nie generuje obrazów od podstaw. Zamiast tego analizuje dwie sąsiednie klatki i próbuje określić, co może znajdować się między nimi. Osiąga się to za pomocą metod przepływu optycznego, które śledzą ruch pikseli między klatkami. Jeśli widoczny obiekt przemieszcza się z lewej strony pierwszej klatki na prawą stronę drugiej, logiczne jest umieszczenie go w pozycji pośredniej. Takie podejście pozwala na płynną animację i lepszą percepcję wideo, co jest szczególnie ważne w nowoczesnych aplikacjach multimedialnych.

Technologie generowania obrazu zaczęły się rozwijać w połowie lat 70. XX wieku, ale zyskały na popularności wraz z pojawieniem się wyświetlaczy o wysokiej częstotliwości odświeżania. Stworzyło to kontrast między produkcją a konsumpcją treści. Większość filmów i programów telewizyjnych jest tworzona z myślą o 24 klatkach na sekundę, podczas gdy nowoczesne telewizory i monitory obsługują 60, 120, a nawet 240 klatek na sekundę. Aby to wykorzystać, producenci telewizorów zaczęli integrować technologie interpolacji klatek, które sprawiają, że oglądanie treści jest płynniejsze i bardziej dynamiczne. Technologie te poprawiają ogólną jakość obrazu i zapewniają widzom bardziej wciągające wrażenia.

Podczas oglądania sportu interpolacja klatek może być przydatna, zapewniając płynniejszy i bardziej dynamiczny obraz. Jednak proces ten często prowadzi do pojawienia się artefaktów w klatkach pośrednich, które mogą wyglądać nienaturalnie i rozmywająco. W wyniku ciągłego oglądania obiekty na ekranie mogą stracić ostrość i zamienić się w coś przypominającego bezkształtną galaretę. Efekt ten, znany jako „efekt opery mydlanej”, może znacząco negatywnie wpłynąć na odbiór treści.

Stworzenie idealnej klatki pośredniej w filmie za pomocą algorytmów matematycznych jest złożonym zadaniem. Po pierwsze, sąsiednie klatki mogą się od siebie znacząco różnić. Po drugie, algorytmy przetwarzają tylko zbiór pikseli, co ogranicza ich możliwości, ponieważ nie mają dostępu do informacji o rzeczywistym położeniu aktorów w kadrze. To sprawia, że ​​proces tworzenia klatek pośrednich jest nie tylko technicznie złożony, ale wymaga również głębokiego zrozumienia treści wizualnej.

Wielu reżyserów nie lubi wprowadzać sztucznych zmian w oryginalnym materiale. Standardowa częstotliwość 24 klatek na sekundę jest fundamentalna dla przemysłu filmowego, a niekontrolowane zwiększanie tej częstotliwości nie zawsze jest uzasadnione. Może to negatywnie wpłynąć na odbiór filmu i naruszyć jego artystyczną jedność.

Jak działa DLSS 3

Interpolacja w kinie często prowadzi do artefaktów i nie zawsze przynosi pożądany rezultat. Z kolei technologie interpolacji znalazły zastosowanie w branży gier. Dzieje się tak, ponieważ liczba klatek na sekundę w grach jest zazwyczaj znacznie wyższa niż w filmach, a w niektórych przypadkach nieograniczona. Nawet w projektach o charakterze kinowym minimalna liczba klatek na sekundę nigdy nie spada poniżej 30 kl./s. Zmniejsza to różnicę między kolejnymi obrazami, upraszczając proces renderowania klatek pośrednich dla technologii interpolacji. Pozwala to na płynniejsze i bardziej realistyczne animacje w grach, znacząco poprawiając ogólne wrażenia z gry.

Algorytmy generowania obrazu w grach wykorzystują nie tylko dane pikselowe na ekranie, ale także specjalistyczne informacje z silnika gry, co pozwala na dokładniejsze przetwarzanie klatek. Inżynierowie DLSS i FSR wykorzystali te zalety w rozwoju swoich systemów generowania klatek, znacząco poprawiając jakość obrazu i wydajność gier. Pozwala to deweloperom tworzyć bardziej szczegółowe światy i zapewnić płynną rozgrywkę bez utraty jakości wizualnej.

Pierwszym popularnym generatorem klatek był DLSS 3, wprowadzony przez firmę NVIDIA we wrześniu 2022 roku. Jest on podobny do rozwiązań stosowanych w telewizorach: karta graficzna tworzy dwie rzeczywiste klatki, formuje pole przepływu optycznego w celu oszacowania prędkości i kierunku ruchu pikseli, a następnie generuje klatkę pośrednią. Jednak pomimo podobnej struktury, DLSS 3 początkowo wykazał znacznie bardziej imponujące wyniki w porównaniu z podobnymi technologiami dla telewizorów. Ta innowacja otwiera nowe horyzonty w grach, zapewniając płynniejszą grafikę i wysoką wydajność.

Zamieszanie marketingowe

Zamieszanie marketingowe występuje, gdy firmom brakuje jasności w strategiach i podejściu do promocji produktów lub usług. Może to prowadzić do niespójnej komunikacji, błędów w pozycjonowaniu marki, a ostatecznie do spadku sprzedaży. Do głównych przyczyn nieporozumień marketingowych należą niejasne cele, brak strategii dotyczącej grupy docelowej oraz różnorodność kanałów reklamowych.

Aby zaradzić nieporozumieniom marketingowym, ważne jest przeprowadzenie audytu bieżących działań marketingowych, zidentyfikowanie kluczowych komunikatów i ustalenie jasnych celów. Opracowanie spójnej strategii opartej na zrozumieniu potrzeb klientów i specyfiki rynku pomoże uniknąć dalszych nieporozumień. Głównym celem powinno być stworzenie spójnej i zrozumiałej marki, która będzie łatwo dostrzegalna przez grupę docelową. Optymalizacja procesów marketingowych i ciągła analiza wyników pozwolą firmom nie tylko wyeliminować nieporozumienia, ale także poprawić skuteczność kampanii reklamowych. Właściwe wykorzystanie taktyk SEO odgrywa również kluczową rolę w zwiększaniu widoczności i przyciąganiu ruchu docelowego, co z kolei przyczynia się do rozwoju firmy. Wielu graczy nie do końca rozumie, czym jest DLSS, i jest to zrozumiałe, ponieważ obecnie akronim ten obejmuje cały szereg technologii. DLSS 2 ma na celu zwiększenie rozdzielczości obrazu bez obniżania wydajności. DLSS 3 z kolei działa jako generator klatek, co zapewnia płynniejszą rozgrywkę. Technologia Reflex, którą NVIDIA również uwzględnia w ekosystemie DLSS 3, to osobna technologia zaprojektowana w celu redukcji opóźnień w działaniu gry. Technologia ta jest znacznie starsza niż sztuczne ulepszanie grafiki firmy NVIDIA i pozostaje ważnym narzędziem do poprawy jakości gier.

Termin techniczny DLSS odnosi się w rzeczywistości tylko do jednej z trzech technologii, które firma łączy w jeden system. Skrót DLSS stał się marką sygnalizującą użytkownikom możliwość poprawy jakości obrazu w grach. Może to prowadzić do nieporozumień, zwłaszcza w kontekście kompatybilności technologii z różnymi kartami graficznymi. Na przykład DLSS 3 jest obsługiwany tylko przez nowoczesne karty graficzne, ale nie oznacza to, że posiadacze starszych modeli nie będą mogli czerpać z niego korzyści. Skalowanie rozdzielczości DLSS 2 jest nadal dostępne dla nich, umożliwiając lepszą grafikę i zwiększoną wydajność w grach.

Różnica między DLSS 3 a innymi technologiami polega na tym, że DLSS 3 unika efektu opery mydlanej, stosując bardziej kompleksowe podejście do generowania klatek. Algorytm uwzględnia nie tylko dane pikseli wyświetlane na ekranie, ale także wektory ruchu obiektów i mapy głębi. Te elementy, o których wspominaliśmy w poprzednim artykule, pozwalają algorytmowi dokładniej określić ruch kluczowych obiektów w scenie. W ten sposób DLSS 3 zapewnia bardziej realistyczne obrazy i płynne animacje, dzięki czemu gra staje się bardziej wciągająca.

Wektory ruchu mogą być używane do tworzenia pełnej klatki bez użycia przepływu optycznego, ale rezultat może być daleki od ideału. Dzieje się tak, ponieważ nie wszystkie obiekty w scenie są wyraźnie powiązane z wektorem ruchu. Niektóre elementy geometryczne zależą od innych obiektów. Na przykład cienie nie mają własnego ruchu, ale są całkowicie zależne od obiektu, który je rzuca, oraz od źródła światła. W rezultacie ruch takich obiektów może być nieliniowy, a wektory ruchu nie mogą dokładnie odzwierciedlać ich dynamiki. Z kolei przepływ optyczny jest w stanie dokładniej określić ruch obiektów w scenie.

NVIDIA wykorzystuje specjalistyczne akceleratory przepływu optycznego, które są obecne w kartach graficznych z serii RTX 4000. Dzięki temu technologia ta jest dostępna wyłącznie dla nowych procesorów graficznych. Co ważne, gry wideo zapewniają płynniejszy obraz w porównaniu z filmami, co przekłada się na mniejsze różnice między poszczególnymi klatkami. To podejście zapewnia wysoką wydajność i lepsze wrażenia wizualne w grach.

Filmy są renderowane z prędkością 24 klatek na sekundę, a każdy obraz wyświetlany jest na ekranie przez 41 milisekund. W dynamicznych filmach akcji scena może się w tym czasie dramatycznie zmieniać: w jednej klatce eksplozja dopiero się zaczyna, a w następnej jest już zakończona. Dla porównania, klasyczna liczba klatek na sekundę w grach wideo wynosi 60 klatek na sekundę, co pozwala na wyświetlanie każdej klatki na ekranie przez zaledwie 16 milisekund. W tym krótkim czasie obrazy zmieniają się mniej znacząco, co upraszcza proces konstruowania klatek. W takich warunkach algorytm jest w stanie lepiej unikać błędów.

Rozwiązanie firmy NVIDIA wywołało interesującą kontrowersję w społeczności graczy. Technologia DLSS 3 jest dostępna tylko na najnowszych kartach graficznych, podczas gdy użytkownicy starszego sprzętu rozpaczliwie potrzebują wyższej liczby klatek na sekundę. Aby DLSS 3 działał w pełni, gra musi osiągnąć co najmniej 60 klatek na sekundę bez użycia tej technologii. Stwarza to dodatkowe wyzwania dla graczy ze starszymi systemami, którzy chcą poprawić wrażenia z gry.

Korzyści z DLSS 3 nie zawsze są oczywiste. Im więcej klatek na sekundę potrzeba do komfortowej rozgrywki, tym trudniej technologii poradzić sobie z tym zadaniem. Korzyści z DLSS 3 są najbardziej zauważalne dla użytkowników niezbalansowanych komputerów wyposażonych w wydajną kartę graficzną, ale słaby procesor. W sytuacjach, gdy procesor staje się wąskim gardłem i nie może wykorzystać potencjału karty graficznej, DLSS 3 ukazuje swoje zalety, znacząco poprawiając wydajność w grach i zapewniając płynną rozgrywkę.

Problemy i wady DLSS 3

Pomimo swoich oczywistych zalet, DLSS nie zawsze zapewnia idealną rekonstrukcję klatek. Jednym z głównych problemów jest zależność wyniku od początkowej liczby klatek na sekundę. Doświadczenie pokazuje, że przy liczbie klatek na sekundę powyżej 60 na sekundę jakość obrazu staje się bardziej stabilna. Ponadto, nawet jeśli jedna z klatek okaże się nieudana, zostanie wyświetlona na ekranie tylko przez kilka milisekund, a w większości przypadków gracze nie zauważą wad.

Nie zaleca się obniżania liczby klatek na sekundę poniżej 30. Przy tak niskiej liczbie klatek na sekundę DLSS często popełnia błędy obliczeniowe, co negatywnie wpływa na jakość obrazu. Co więcej, występuje efekt kuli śnieżnej: wraz ze spadkiem liczby klatek na sekundę, każda klatka jest wyświetlana na ekranie dłużej, przez co niedoskonałości stają się bardziej widoczne. Aby uniknąć pogorszenia percepcji wizualnej, zaleca się utrzymanie liczby klatek na sekundę na poziomie co najmniej 30.

Problemy generatora nie ograniczają się tylko do jednego aspektu. Algorytm skutecznie śledzi stopniowe zmiany w klatkach, ale ma trudności z przewidywaniem natychmiastowych transformacji. Staje się to szczególnie widoczne w momentach, gdy w grze zachodzą nagłe zmiany. W takich przypadkach klatka pośrednia często zamienia się w artefakt, reprezentując mieszankę elementów pierwszej i drugiej klatki. Ta wada może negatywnie wpłynąć na jakość wizualną gry i ogólną dynamikę rozgrywki.

Zapętlone animacje i ostre efekty, takie jak błyski wylotowe czy drobne cząsteczki po eksplozjach, mogą znacząco wpłynąć na wrażenia wizualne. Często efekty te stają się rozmazane lub są ignorowane przez generator, co powoduje drgania obrazu. Może to negatywnie wpłynąć na ogólną jakość obrazu i powodować dyskomfort u widzów. Aby uniknąć takich problemów, ważne jest, aby zwrócić uwagę na optymalizację grafiki i ustawienie animacji, co poprawi stabilność wyświetlania i zwiększy zadowolenie użytkownika.

Interfejsy pozostają jednym z głównych problemów DLSS 3. Technologia ta nie przewiduje skutecznie ruchu ikon i wskaźników, co powoduje znaczne trudności. Początkowo prowadziło to do zauważalnych artefaktów we wszystkich grach obsługujących DLSS 3. Tekst i elementy interfejsu często drgały, co utrudniało ich odczytanie i obniżało ogólny komfort gry. Poprawa interfejsu to ważny krok w kierunku poprawy wrażeń użytkownika i wyeliminowania tych niedociągnięć.

Skala tego efektu w dużej mierze zależy od konkretnej gry. Na przykład w Hitman 3 interfejs ekranowy jest minimalistyczny, a sama gra mało dynamiczna, przez co liczba klatek na sekundę jest mniej zauważalna. Natomiast w F1 2023 imiona przeciwników pojawiają się w ramkach nad ich samochodami i poruszają się z nimi w synchronizacji, co tworzy bardziej żywe i wciągające wrażenia z gry. Różnice w podejściu do wyświetlania informacji na ekranie mogą znacząco wpłynąć na ogólne wrażenia z gry i postrzeganie tego, co dzieje się przez gracza.

Gracze często napotykają nieprzyjemne migotanie na ekranie, które znacznie pogarsza wrażenia z gry. Doświadczenie pokazuje, że rozwiązanie takich problemów wymaga dodatkowego wysiłku ze strony deweloperów, a także aktualizacji sterowników DLSS 3. W wielu grach, na przykład Cyberpunk 2077, interfejs został z czasem poprawiony, co poprawiło jakość wyświetlania i interakcję z użytkownikiem. Aby wyeliminować takie problemy, ważne jest śledzenie aktualizacji od deweloperów i regularne aktualizowanie sterowników, co pomoże zapewnić stabilną i komfortową rozgrywkę.

Jak działa FSR 3

W zeszłym roku AMD zaprezentowało swój nowy generator klatek, FSR 3. Podobnie jak w przypadku innych technologii firmy, nacisk położono na dostępność i wszechstronność. FSR 3 nie wymaga specjalistycznych jednostek obliczeniowych, co pozwala na jego używanie nawet na starszych kartach graficznych dowolnego producenta. Dzięki temu technologia ta jest szczególnie atrakcyjna dla użytkowników, którzy chcą poprawić wydajność gier bez konieczności wymiany sprzętu. FSR 3 oferuje prosty sposób na poprawę jakości grafiki i płynności rozgrywki, co z pewnością zainteresuje graczy i twórców gier.

Zarówno DLSS, jak i FSR wykorzystują mapy głębi i wektory ruchu otrzymane z silnika gry i tworzą pole przepływu optycznego do analizy przemieszczenia między dwoma obrazami. Główna różnica między tymi technologiami leży w metodach generowania pól optycznych. DLSS wykorzystuje algorytmy sztucznej inteligencji do poprawy jakości obrazu, podczas gdy FSR opiera się na bardziej tradycyjnych podejściach, dzięki czemu jest bardziej dostępny dla różnych platform do gier. Obie technologie mają na celu poprawę wydajności i jakości grafiki w grach, ale ich podejście do przetwarzania obrazu jest różne.

FSR nie wymaga specjalistycznych rdzeni akceleracyjnych, co upraszcza jego działanie. Algorytm dzieli obraz na bloki 8x8 pikseli i analizuje istotne zmiany w tych blokach. Chociaż ta metoda może negatywnie wpływać na jakość obrazu, FSR 3 od samego początku dawał imponujące rezultaty w praktyce. Technologia ta poprawia wydajność grafiki bez konieczności instalowania dodatkowego sprzętu, dzięki czemu jest dostępna dla szerokiego grona użytkowników.

Główne problemy z tą technologią nie dotyczą jakości obrazu, ale łatwości obsługi. Podobnie jak w przypadku DLSS, technologia ta może działać nieprawidłowo po włączeniu synchronizacji pionowej.

Do niedawna generator klatek AMD automatycznie aktywował upscaler FSR 2, ponieważ obie technologie korzystały z tych samych danych z silnika gry. Należy zauważyć, że nie ma między nimi bezpośredniej sprzeczności: technologie te mogą działać niezależnie. W nowej wersji technologii, FSR 3.1, generator klatek można łączyć z różnymi upscalerami, w tym DLSS konkurencji, lub całkowicie wyłączyć. Zapewnia to większą elastyczność twórcom gier i użytkownikom, umożliwiając im optymalizację grafiki w grze pod kątem indywidualnych preferencji i możliwości sprzętowych.

Technologie generowania klatek szybko wkroczyły do ​​branży gier, od samego początku przynosząc dobre rezultaty. Obiecują one dalszą poprawę w przyszłości, ale ich prawdziwa wartość nie jest jeszcze jasna. Wielu graczy liczy na darmowy wzrost wydajności, ale warto zauważyć, że technologie takie jak DLSS i FSR nie są w stanie przekształcić 30 kl./s w płynne 60 kl./s z wysoką jakością obrazu.

Aby te technologie działały efektywnie, wymagana jest wysoka natywna liczba klatek na sekundę. Tworzy to jednak pewien konflikt: użytkownicy kart graficznych o niskiej specyfikacji mają największe zapotrzebowanie na te technologie, podczas gdy są one zoptymalizowane przede wszystkim dla posiadaczy mocnego sprzętu.

Przeczytaj także:

• Co to jest DLSS i w jaki sposób ta technologia poprawia wydajność w grach?
• Co to jest FSR i w jaki sposób ta technologia zwiększa rozdzielczość w grach?