Krajší a súčasne plynulejší obraz v hrách. Novinky DirectX 12 Ultimate a test NVIDIA DLSS 2.0

Technológie
1

Špeciálny projekt

Herná grafika hardvérové možnosti grafických kariet predbieha v každej dobe, no teraz ešte intenzívnejšie, než kedykoľvek predtým. Dôvodom je nástup real-time ray tracingu v kombinácii s tým, že sme si už zvykli na monitory s vysokými obnovovacími frekvenciami, ktoré dávajú zmysel iba s rovnako rýchlym snímkovaním 3D renderu. Na jeho dosiahnutie sa musia používať rôzne triky šetriace výkon. A špeciálne v hrách s podporou DXR (DirectX Raytracing), kde je najviac potrebný. Aj preto Microsoft v marci predstavil nový štandard aplikačného rozhrania DirextX – 12 Ultimate. Ten okrem štandardizácie DXR štandardizuje viacero noviniek, ktoré sa už raytracingovej grafiky a skrášľovania obrazu netýkajú, ale naopak majú efektívne hospodáriť s dostupným výkonom.

VSR alebo Variable Rate Shading umožňuje vývojárom ovládať kvalitu shaderových efektov, ktorá sa môže odlišovať v rôznych častiach obrazu. Redukcia kvality má obvykle zmysel v miestach, ktorým v zápale hrania nevenujete príliš pozornosť. Typicky ide o periférne časti scény alebo detaily v pozadí, kde len ťažko rozoznáte nejaké veľké množstvo detailov. Úroveň kvality je pritom možné sa pritom pre jednotlivé bloky obrazu nastavuje individuálne.

K vyššej efektivite má prispieť aj technológia Mesh Shading na výpočet geometrie, ktorý predchádza nasvetlovaniu a textúrácii objektov. Oproti vertex a geometry shaderom je podstatne ďalej vo zo všeobecnovaní programovateĺnosti a prináša napríklad explicitný paralelizmus, ktorý bol predtým schovaný za abstrakciou. Jedná sa tak konečne o úplne programovateľné spracovanie geometrie. A nakoniec je podstatnou novinkou aj Sampler Feedback na prácu s textúrami. Vďaka spätnej väzbe a lepšiemu spravoavaniu dát hry, má program presnejšie informácie o tom, ktoré textúry sú naozaj používané a ktoré môžu zostať na diskovom úložisku, čím sa ušetrí miesto v operačnej pamäti.

DirectX 12 Ultimate je podporovaný OS Windows od verzie 2004, ale na jeho rozšírenie si ešte chvíľu počkáte. Každopádne v plnom rozsahu ho budú z aktuálnych grafických kariet podporovať iba GeForce RTX a ostatné grafiky (GeForce GTX a Radeony Navi) pre absenciu DXR 1.1 iba čiastočne.

Plnotučné GPU NVIDIA Turing sa tak ukazujú ako nadčasové karty, ktoré si držia slušný kredit i po dvoch rokoch od svojho vydania. A to sa k najzaujímavejšej časti ešte len blížime. NVIDIA totiž povýšila svoju technológiu DLSS do vyššej revízie (2.0), s ktorú sľubuje podstatne zaujímavejšie výsledky, než DLSS 1.0. Stať má za tým aj celkom odlišný prístup. Pripomeňme si, že cieľom DLSS (deep learning super sampling) je zvýšenie herného výkonu pri zachovaní čo najlepšej vizuálnej kvality. Na svoje fungovanie používa jadrá Tensor a techník strojového učenia.

Základný princíp spočíva v tom, že sa snímka renderuje v podstatne nižšom rozlíšení než je natívne a následne je použitý upscaling. V tomto prípade ho však obstaráva špeciálne trénovaná neurónová sieť, ktorá podľa na základe vlastných matematických metrík obrázok v nízkom rozlíšení vylepšuje. NVIDIA uvádza, že trénovanie upscalera prebieha na snímkach s mimoriadne vysokým rozlíšením 16K. Tento článok však nemá byť teoretický, ale predovšetkým praktický a preto sme si schopnosti DLSS 2.0 sami vyskúšali. Jedna vec je, ako je technológia prezentovaná a druhá, ako naozaj funguje a to si ideme teraz podrobne rozobrať.

Ešte predtým je dôležité dodať, že nasledujúce testy budú prebiehať na grafickej karte strednej triedy, na Gigabyte RTX 2060 Super Gaming OC 8G s ovládačmi Game Ready 451.67.


Okrem grafickej karty Gigabyte RTX 2060 Super Gaming OC 8G je testovacia zostava tvorená procesorom AMD Ryzen 3900X na doske Gigabyte B550 Aorus Pro

DLSS 2.0 v praxi

Sľubnú technológiu Nvidie sme najprv prevetrali v hre Control. Táto hra podporovala i pôvodné DLSS 1.0 a podporu DLSS 2.0 získala formou aktualizácie. Výkon v hre sme testovali v niekoľkých režimoch. Na obrázku nižšie sú štyri výseky z rovnakej z scény a ľavom hornom rohu je zobrazovaná aktuálna snímková frekvencia inak dynamického obrazu. Vždy testujeme v rozlíšení nastavenom na 2560 × 1440 px (1440p). Prvá snímka zľava reprezentuje natívne rozlíšenie bez DLSS.

V kombinácii so zapnutým ray tracingom je už chod hry s približne 30 fps značne nepohodlný. Všimnite si ale druhú snímku v poradí, ktorú by ste zrejme označili za najkrajšiu z radu. A aj pokiaľ nie, tak je minimálne najostrejšia. Tá už vznikla totiž za účasti DLSS 2.0 s vyšším z dostupných rozlíšením pre upscaling – 960p. Nárast fps je viac než 70-percentný, čo je pri porovnateľnej kvalite obrazu fascinujúce. Pozoruhodné je ale i porovnanie ostatných dvoch obrázkov. Asi sa zhodneme na tom, že ten vpravo je najmenej ostrý a najmenej kvalitný. Použité je pri ňom natívne rozlíšenie 720p. Úplne inak však vyzerá vedľajší s takisto 720p, ale už prehnaným cez DLSS 2.0. Rozdiel vo vizuálnej kvalite je jednoznačný a obrovský zatiaľ čo rozdiel vo výkone je minimálny.

Pri nastavení DLSS upscalovanom s nižšieho rozlíšenia (720p) je však vplyvom doostrovania zvýrazňovaním kontúr viditeľná najvýraznejšiu pixelizáciu – všimnite (a porovnajte) si napríklad bradu a celkovo tvár vyobrazenej hrdinky. Ale stále je výsledný vnem podstane lepší než v natívne nízkom rozlíšení.


Vplyv DLSS 2.0 na výsledný obraz v hre Control. Postupne zľava natívnych 1440p, DLSS 2.0 1440p@960p, DLSS 2.0 1440p@720p a natívnych 720p

Z hry Control tu máme ešte jednu porovnávajúcu sériu obrázkov. Teraz s jasným zapracovaním ray tracingových efektov. Tie sú na prvom obrázku ešte vypnuté a nastavenia na zvyšných už uhádnete – zľava je to natívnych 1440p, a cez DLSS 2.0 1440p@960p a 1440p@720p. Výkon DLSS s vyšším rozlíšením a najostrejším obrazom poťahuje plynulosťou nastavenie v natívnom rozlíšení bez ray tracingu a s menej kvalitné nastavenie DLSS ho dokonca výrazne predháňa. A pri takýchto pekných frekvenciách sa už začínajú rozpadať pôvodné tvrdenia o tom, či sú najlacnejšie GeForce RTX (2060 či 2060 Super) spôsobilé na hranie sa s ray tracingovou grafikou. Očividne sú.

Náročnejší používatelia budú mať zrejme stále výhrady k šumu v ray tracingovej grafike, ktorá vzniká redukciou a maskovaným neraytracovaných pixelov, no masy zrejme takéto drobnosti trápiť nebudú. Navyše ich vidieť iba na statických obrázkoch po výraznom zväčšené. V zápale boja si najskôr žiadnych nedostatkov nevšimnete a budete sa tešiť s realistickej reflexie povrchov.


Control v rozlíšení 1440p. Bez DXR, natívne s DXR, DLSS 2.0@960p s DXR a nakoniec DLSS 2.0@720p s DXR


Čiarový graf ukazuje, ako sa fps vyvíjajú na 30-sekundovej hernej sekvencii

Adaptácia DLSS 2.0 je aj v trojáčkovej novinke Death Stranding. Táto hra už síce DXR nepodporuje, ale DLSS 2.0 je pre každé rozlíšenie nastaviteľné v dvoch úrovniach. Na rozdiel od Controlu už nenastavujete rozlíšenie, z ktorého bude DLSS upscalovať, ale „slovné“ nastavenia Quality a Performance, ktoré nižším rozlíšeniam zodpovedajú.

Na prvej štvorici porovnávajúcich snímok sú nastavenia s DLSS 2.0 vpravo. Na tých zľava je DLSS vypnuté, ale na spodnej je na porovnanie hladkosti obrysov povolené TAA (Temporal anti-aliasing). Toto nastavenia zároveň žerie najviac výkonu, ale práve Death Stranding je veľmi dobre optimalizovaný a nejako zásadne to nevadí. Každopádne výkon s DLSS@quality je v našich podmienkach (na Gigabyte RTX 2060 Super Gaming OC 8G) a veľmi vysokými detailmi o 26 % vyšší aj keď v natívnom rozlíšené bez DLSS s TAA sú hrany o chlp jemnejšie. Treba však dodať, že tu porovnávame malý zväčšený výrez z pozadia.

Obrázky v ľavom stĺpci sú bez DLSS. Horný aj bez AA, spodný je už s TAA. Vpravo je potom obraz z DLSS 2.0 nastaveným s prioritou vysokej kvality (hore) a druhý s prioritou vysokého výkonu (dolu)

Z inej perspektívy, od chrbta hlavného hrdinu, by bol zaujímavý slepý test. Odhliadnuc od zubatej scény bez DLSS aj TAA/FXAA by ste podľa o trochu menej ostrého textu snímku s DLSS@performance zrejme identifikovali, avšak zvyšné priraďovanie by vás už najskôr poriadne potrápilo. Mojimi očami je síce predsa lepšie čitateľný text na batohu bez DLSS s TAA, ale vegetácia je ostrejšia s DLSS@quality. Nech je to tak či onak, podoba Death Strandingu i grafickyćh ovládačov sa budú v nasledujúcich dňoch zrejme formovať a odlišovať sa od súčasného stavu prezentovaného v článku. Už teraz ale platí to čo v Controle, pri porovnateľnej kvalite hra beží vždy rýchlejšie s DLSS než bez neho.


Death Stranding v rozlíšení 1440p. Postupne zľava natívne bez DXR, natívne s DXR, DLSS 2.0@960p s DXR a nakoniec DLSS 2.0@720p s DXR


Priebeh snímkovej frekvencie v lokaliteci, ktorú sme vybrali za účelom otestovania a porovnania jednotlivých režimov

Kvôli ktorým hrám?

Control a Death Stranding sme vybrali na ukážku a demonštráciu technológií a podporu DLSS 2.0 má, samozrejme viac hier. Z existujúcich titulov za zmienku stoja Mechwarrior 5: Mercenaries, Minecraft a podporu dostal aj Wolfenstein: Youngblood. Veľkým ťahákom s podporou DLSS 2.0 bude Cyberpunk 2077, ktorý má vyjsť už o dva mesiace. Očakávame, že bude pribúdať jeden titul za druhým. Adaptácia DLSS 2.0 bude totiž oveľa jednoduchšia ako v prípade DLSS 1.0, ktoré sa muselo trénovať na každú hru zvlášť. Tu už táto podmienka odpadá a uchopenie vývojármi je podstatne benevolentnejšie.

Aký hardvér potrebujete?

S DLSS 2.0 sú kompatibilné iba grafické karty GeForce RTX. Počnúc GeForce RTX 2060, ktorá sa dá na Alza.sk kúpiť od 300 eur s DPH. Konkrétne vo verzii Gigabyte Mini ITX OC 6G. Do bežného väčšieho počítača je však dobré si priplatiť za tichšiu verziu Windforce s dvojventilátorovým chladičom. Ak nevlastníte vysokorýchlostný monitor, tak výkon RTX 2060 bude vo full HD s DLSS dostatočný aj s raytracingovými efektami. K rýchlejším monitorom alebo do vyššieho rozlíšenia QHD odporúčame siahnuť aspoň po RTX 2060 s prívlastkom Super, ktorá má predovšetkým rýchlejšie GPU. Všeobecne za veľmi výhodné ponuky sú grafiky Gigabyte.

GeForce RTX 2060 Super Windforce OC 8G je aktuálne dostupná za cenu ľahko cez štyristo eur. Nad výkonnejšími variantmi (GeForce RTX 2070 Super a GeForce RTX 2080 Super) má zmysel uväzovať v prípade, že vlastníte rýchlejšie monitory s vysokým rozlíšením. Do QHD so 144 Hz bude ale na súčasné tituly a zrejme aj tie prichádzajúce stačiťGeForce  RTX 2070 Super.

Tieto grafiky už však majú vyššiu spotrebu a je dobré zväzovať varianty s trojventilátorovými chladičmi Windforce 3X, ktoré Gigabyte vyvíja a ladí k dokonalosti už viac než desať rokov. A na zlepšenie chladiacich vlastností (nižšia hlučnosť, vyššia efektivita) používa napríklad rôzne smery otáčania ventilátorov. Ten prostredný sa na zníženie turbulencií otáča v protismere dvoch krajných. Tak je to i na všetkých grafikách Gigabyte vrátane GeForce 2070 Super Windforce OC 3X 8G či Gaming OC 3X 8G. Na budú s DLSS 2.0 výkonnostne stačiť aj v rozlíšení UHD (4K).

Výhľadovo (tzn. na viac než dva roky) bude rozumná voľba výkonnejšia GeForce RTX 2080. A pokiaľ máte skrinku so sklenenou bočnicou a záleží vám i na vzhľade počítača, chybu neurobíte ani s prémiovejšou grafikou GeForce RTX 2080 Super Gigabyte Aorus 8G s dekoratívnymi osvetlenými prvkami RGB LED. Pre najväčších fajnšmekrov sú na Alze potom skladom aj nejaké tie GeForce RTX 2080 Ti. :)

Zobrazit Galériu

Ľubomír Samák

Všetky autorove články

1 komentár

.......................... reakcia na: Test DLSS 2.0 a DirectX 12 Ultimate: Krajší a plynulejší obraz v hrách

24.7.2020 17:07
ako sorry ale kvalita obrazu nikdy nebola domenou nvidie, len vykon... lenze tym ze mala vyssi vykon ako ati / amd, tak utoahla na vysssich detailov, lenze kvalita obrazu bola vzdy taka, ze maximalne detaily na nvidia karte boli kvalitou ako medium detaily na ati /amd... takze to bolo jedno :D
Reagovať

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať