大力水手”再迎更新：DLSS 3.5秋季上線，新增光線重建技術(shù)

說到DLSS，相信不少游戲玩家應該并不陌生，一部分人會戲稱它為“大力水手”，需顯卡上專用的AI處理器Tensor Core提供支持。它通過降低游戲內(nèi)的渲染分辨率，再通過人工智能算法模型和AI加速硬件單元(Tensor Core)填充高分辨率畫面并輸出，從而在保障畫質(zhì)的同時，提升游戲幀率，恰好能夠緩解實時光線追蹤對顯卡造成的負擔，與RTX?20系列顯卡同步誕生，并且持續(xù)迭代升級。去年，英偉達發(fā)布了RTX40系列顯卡，DLSS更新到了3.0版本，在超分辨率的基礎(chǔ)上增加了幀生成，讓游戲幀率獲得了成倍提升，可以說是效果拔群了。

　　在最近舉行的Gamescom?2023上，英偉達繼續(xù)發(fā)力，帶來了全新的DLSS 3.5，這次的重點不在幀率的提升，而是要提升畫面質(zhì)量。DLSS 3.5引入了光線重建技術(shù)(Ray Reconstruction，簡稱RR)，其目的就是為了解決在光線追蹤的游戲中，人工設(shè)計的降噪器導致畫面質(zhì)量下降的問題。

　　在光線追蹤時，對屏幕上的每個像素發(fā)射光線對計算的要求過高，所以會對光線進行采樣，向場景中的各個點發(fā)射少量光線，作為場景照明、反射率和陰影的代表性樣本，而輸出的就是帶有間隙和噪點的畫面，也就是光線追蹤是場景大概得一個樣子。

　　但這樣肯定是無法作為畫面輸出的，為了填補未計算光線追蹤的缺失像素，這時就要用到降噪器，一般會采用兩種辦法，在多幀中依時累積像素，或?qū)ζ溥M行空間插值以將相鄰像素混合在一起。通過這一過程后，帶有噪點的原始輸出就被轉(zhuǎn)化為光線追蹤圖像。

　　這一方法雖然能夠消除噪點，但所謂的人工設(shè)計的降噪器是需要開發(fā)者去完成的，這無疑增加了開發(fā)過程的復雜度和成本，而且為了盡可能保障畫面質(zhì)量，多個降噪器需要同時工作，這會影響游戲性能，導致幀率降低。而且通過累積多幀的像素以增加細節(jié)，需要借取過去的光線，仍存在引入鬼影、消除動態(tài)效果并降低其他效果的風險。

　　全新的光線重建技術(shù)便是來替代降噪器的，它是進階版AI驅(qū)動的神經(jīng)渲染器的一部分，通過將需要人工設(shè)計的降噪器替換為 NVIDIA 超級計算機訓練的AI網(wǎng)絡(luò)(在采樣光線之間生成更高質(zhì)量的像素)，為所有 GeForce RTX GPU提升光線追蹤圖像質(zhì)量。

　　相比與DLSS 3，DLSS 3.5訓練的數(shù)據(jù)量達到了其5倍，可識別不同的光線追蹤效果，從而可使用時間和空間數(shù)據(jù)做出更明智的決策，并保留高頻信息以實現(xiàn)更高質(zhì)量的升級。而且光線重建使用離線渲染圖像進行訓練，這需要比實時游戲所需的更多的計算能力，光線重建可以從訓練數(shù)據(jù)中識別光照模式，例如全局光照或環(huán)境光遮蔽的光照模式，并在玩家玩游戲時在游戲中重新創(chuàng)建這些模式。在筆者看來，光線重建技術(shù)就是通過前期大量的AI模型訓練，對光線追蹤過程中可能遇到的問題進行了深度的“預習”，所以在遇到這些問題時能夠更加游刃有余的進行處理，而且具有一定的普適性，能夠應用在不同的游戲中，并且最終效果比需要人工設(shè)計的降噪器更出色。

　　從官方給出的對比來看，以《賽博朋克2077》為例，DLSS 3.5準確的生成了光照，讓車燈的光束出現(xiàn)了正確的位置，并且能看到光線在車前路邊反射，相比之下未開啟DLSS的在光線處理上則出現(xiàn)了一些問題。

　　另外一個場景中，在DLSS 3.5的加持下，整體畫質(zhì)有著明顯提升，地面反射出的細節(jié)也更清晰。

　　除了游戲外，在創(chuàng)意設(shè)計這塊同樣可以發(fā)揮非常好的作用，能獲得更好的預覽內(nèi)容。

　　DLSS 3.5會在今年秋季正式上線，包括9月份發(fā)布的《賽博朋克?2077》(Cyberpunk?2077?)和《賽博朋克?2077：往日之影》，10月27日的《心靈殺手?2》，以及《傳送門》RTX版、Chaos Vantage、D5 渲染器和 NVIDIA Omniverse都會在秋季支持DLSS 3.5。

　　寫在最后

　　從超分辨率到幀生成，再到最新的光線重建，英偉達依靠著AI技術(shù)優(yōu)化游戲幀率，提升畫面質(zhì)量，幫助廣大游戲玩家不斷地提升游戲體驗，同時也深刻影響著游戲行業(yè)，在這一領(lǐng)域領(lǐng)先著其它廠商，你可以說RTX 40系列顯卡定價高，但無法否認它確實提供著最先進的技術(shù)。而這只是英偉達在AI領(lǐng)域布局的一小小部分，今年最火的生成式AI，其背后的大模型訓練都需要大量的英偉達專業(yè)顯卡做支撐，它無疑已經(jīng)成為了AIGC產(chǎn)業(yè)背后核心硬件、軟件技術(shù)的重要提供者，英偉達和AI的故事還很長很長。