Nvidia DLSS em Nioh 2: o maior desafio até ao momento para upscaling por IA?

Deep-learning super-sampling vs renderização de resolução nativa.

O DLSS da Nvidia evoluiu gradualmente para uma das inovações tecnológicas mais excitantes no espaço do PC. A ideia é notavelmente simples: o GPU produz a uma resolução nativa mais baixa, depois um algoritmo de IA leva esse frame e aumenta-a inteligentemente para uma contagem de pixéis muito maior. Há um ganho instantâneo de desempenho, mas notavelmente, também uma vantagem de qualidade em relação à resolução nativa de renderização. No passado, perguntámo-nos se este ganho de qualidade se resumia a mitigar os artefactos de anti-aliasing temporal - TAA - mas a recente chegada de uma atualização DLSS para Nioh 2 proporciona-nos um caso de teste interessante. A renderização básica de Nioh 2 carece muito de qualquer forma de anti serrilhamento. É praticamente tão cru quanto possível. Portanto, a questão é: pode o DLSS manter a sua vantagem de desempenho e ainda fornecer um aumento real da qualidade da imagem em comparação com a renderização de resolução nativa? Notavelmente, a resposta é: sim.

O DLSS foi - e essencialmente ainda é - um substituto do TAA. O anti-aliasing temporal utiliza eficazmente a informação de frames anteriores e integra-os no atual, tipicamente utilizando vetores de movimento para mapear onde os pixéis nos frames anteriores se situariam no frame a ser renderizado. Na melhor das hipóteses, está efetivamente a melhorar a qualidade da imagem, e é certamente o método AA de escolha nos jogos modernos. Mas pode ter os seus pontos negativos: ghosting e um acrescento de blur. O DLSS tem de facto pontos comuns com TAA, razão pela qual é geralmente considerado como um substituto - também requer os dados do vetor de movimento na reconstrução da sua imagem. O modo de desempenho DLSS reconstrói a partir de apenas 25% da resolução nativa - portanto, uma imagem DLSS de 4K é construída a partir de um frame nativo de 1080p. Entretanto, no outro extremo da escala está a qualidade DLSS, que neste exemplo seria gerada a partir de um frame de 1440p. Equilibrado é o outro modo principal, situado algures entre os dois.

Quanto às vantagens de desempenho, no caso de Nioh 2, o efeito é extraordinário. Nvidia RTX 2060 é o GPU menos capaz com funcionalidade DLSS e, no DLSS 4K, o modo de desempenho oferece mais de 50% de frame-rate extra, contra cerca de 32% para o modo de qualidade DLSS. Talvez a melhor utilização para este GPU seja a renderização de 1440p, onde o modo de qualidade DLSS garante que está sempre essencialmente a funcionar acima dos 60fps. Entretanto, no topo de gama absoluto, a RTX 3080 e RTX 3090 estão a fornecer jogos de 4K a 100fps ou mais - é uma experiência extraordinária num ecrã adequado. Mas como Nioh 2 não utiliza TAA, a qualidade da imagem mantém-se?

Uma visualização detalhada do DLSS em Nioh 2 - o upscaling da IA pode realmente corresponder ou ultrapassar a resolução nativa sem TAA?

A maior parte das nossas comparações são de natureza 4K, empilhando a resolução nativa renderizando ao modo de qualidade DLSS e, na maior parte das vezes, as notícias são muito boas. As bordas com efeito serrilhado da apresentação nativa foram-se, enquanto os detalhes são (com uma exceção) retidos. O aumento da qualidade da imagem explica-se principalmente pelo facto de o DLSS ser uma solução anti-aliasing eficaz, enquanto que a solução de pós-processamento existente em Nioh 2 ou é básica ou quase inexistente. É ainda mais visível em movimento: sem uma solução AA eficaz, há um brilho óbvio à medida que a jogabilidade se desenrola na apresentação padrão, enquanto o DLSS fornece consistência temporal de um quadro para o outro, o que significa um brilho muito reduzido. DLSS está efetivamente a proporcionar o que todos os títulos apoiados desde Wolfenstein Youngblood têm oferecido: melhor do que a qualidade nativa na maioria dos cenários. Em comparação com uma imagem muito crua, excluímos a vantagem DLSS como sendo exclusiva das apresentações TAA - funciona também para jogos com quase nenhum AA.

Portanto, para simplificar, Nioh 2 é outro jogo onde - utilizo esta frase - seria louco não usar DLSS. No entanto, há uma ou duas questões que se apresentam após uma inspeção mais atenta. Pode haver um ghosting muito ligeiro no movimento da folhagem, enquanto eu notei um artefacto estranho no efeito de profundidade de campo do jogo (embora limitado ao ecrã inicial, aparentemente). Mas talvez a maior questão seja que as texturas distantes podem aparentemente apresentar uma resolução mais baixa do que a reprodução nativa. Os artefactos originais exigiriam mais reequipamentos do algoritmo DLSS, mas felizmente os problemas mais percetíveis da textura são corrigidos e até mitigada pelo utilizador neste momento.

Tudo se resume à seleção do mip-map. Uma textura num jogo tem muitas versões de baixa resolução chamada mip-maps. Existem por muitas razões, mas uma delas é para reduzir o brilho e o aliasing à distância. Dito de forma simples, se se renderizar uma textura de alto detalhe numa área de baixo pixel, isto cria um brilho notável - talvez haja mais detalhe mas não o suficiente, resultando em efeitos cintilantes e cintilação. A solução é trocar numa textura de menor qualidade - um mip-map de menor resolução. À medida que a resolução se escalona mais alto, mais pixéis estão disponíveis para apresentar o detalhe, pelo que são utilizados mip-maps de maior qualidade. No entanto, pelo menos em Nioh 2, a seleção de mip-maps baseia-se na resolução interna DLSS, e não na sua resolução de saída, resultando num menor detalhe de textura visível em imagens distantes. Felizmente, como mostra o vídeo desta página, utilizar o Nvidia Profile Inspector e mudar a seleção de mip-maps para um valor negativo resolve essencialmente o problema.

4K Nativo4K DLSS Modo Qualidade
À distância normal do ecrã, a maior diferença entre DLSS versus nativo é o melhor anti-aliasing presente no DLSS.
4K Nativo4K DLSS Modo Qualidade4K DLSS Modo Equilibrado4K DLSS Modo Performance
Diminuindo a qualidade DLSS para os modos de menor precisão, verifica-se uma reconstrução de imagem menos perfeita.
4K Nativo4K DLSS Modo Qualidade (Default)4K DLSS Modo Qualidade (-0.5 LOD Bias)
O DLSS parece utilizar por defeito mip-maps impróprios, levando a texturas menos detalhadas à distância do que as nativas. Isto pode ser corrigido com tweaks ao LOD bias.
1080p Nativo1080p DLSS Modo Qualidade1080p DLSS Modo Performance
Mesmo a 1080p, a reconstrução é bastante fiel. O modo de qualidade é aumentado de 720p, o modo de desempenho de 540p!

Então, como deve ser implantado o DLSS? Isto aplica-se a todos os títulos que utilizam a tecnologia, não apenas Nioh 2, mas efetivamente, quanto maior for a sua resolução de saída, menos ganha com os modos de DLSS de maior qualidade - na nossa opinião pelo menos. Se estiver a jogar a 4K, o modo de desempenho DLSS com uma resolução nativa de 1080p faz muito sentido. No outro extremo da escala, DLSS com uma resolução de saída de 1080p ainda parece OK no modo de desempenho DLSS, mas recomendamos qualidade aqui, em vez disso, para manter esse efeito "melhor que o nativo". Se houver a sensação de que a imagem está 'desfocada' a 1080p ou mesmo qualquer resolução de saída, recomendaríamos que se investigasse a seleção negativa de mip-map através do Nvidia Profile Inspector - mas certamente no caso de Nioh 2 e Cyberpunk 2077 (para citar dois exemplos) pode fazer sentido para o programador corrigir em seleções de mip-map mais apropriadas para fornecer o aspeto pretendido.

Em última análise, a experiência Nioh 2 demonstra que o DLSS pode parecer como a renderização nativa sem a grande maioria dos problemas do TAA, mas ao mesmo tempo também proporciona melhor anti-aliasing - e o seu efeito acelerador do desempenho é tão profundo como sempre foi. E vale a pena manter tudo isto também no seu contexto: A IA está a tornar-se um aspeto mais importante da tecnologia em geral, mas o DLSS é apenas o início do seu impacto no jogo - e pode ter a certeza de que a Nvidia não vai parar por aí.

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Sobre o Autor

Alex Battaglia

Alex Battaglia

Colaborador

Ray-tracing radical, Turok technophile, Crysis cultist and motion-blur menace. When not doing Digital Foundry things, he can be found strolling through Berlin examining the city for rendering artefacts.

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