DLSS 3.5 i Ray Tracing, czyli nowa rzeczywistość gier wideo

Źródło fot. Insomniac Games | CD Projekt RED

i

Moje najodleglejsze wspomnienie gamingowe sięga 2005 roku. Mając zaledwie siedem lat, na kupionym w dyskoncie pececie ogrywałem pożyczonego od znajomego Spider-Mana 2: The Game. Powstała na kanwie hitu Sama Raimiego „przygodówka” była moją ulubioną, bo jedyną, grą. Powiedzieć, że produkcję The Fizz Factor nadgryzł ząb czasu, to jak nic nie powiedzieć. Gdy po latach ponownie zajrzałem do Nowego Jorku, ten otwarty świat wydał mi się zabawnie mały, mechanika walk nieznośnie prosta, a zadania nużąco nieskomplikowane. Najgorsza okazała się jednak grafika. Wieżowce wyglądały jak wycięte z tektury. Detale pojawiały się, by nagle zniknąć. Płaskie, białe plamy imitowały chmury. Przykłady można by mnożyć w nieskończoność.

Na szczęście dla graczy i graczek czasy siermiężnej grafiki minęły. Dzięki DLSS i Ray Tracingowi wkroczyliśmy w erę realizmu.

Spider-Man 2: The Game w pełnej krasie. Źródło fot. GRYOnline.pl.

Przekonaj się, jak GeForce RTX 40 ożywia gry

Poligon Nvidii

W 2018 roku na rynek trafił Battlefield V. Choć wówczas niewielu graczy zdawało sobie z tego sprawę, tytuł ten przyniósł szereg technologicznych innowacji, które zmieniły oblicze gamingu. To właśnie w produkcji studia DICE po raz pierwszy zaimplementowano Ray Tracing, czyli śledzenie promieni – technologię wspieraną sprzętowo przez karty GeForce RTX od jej zarania.

Battlefield V z włączoną funkcją Ray Tracingu. Źródło fot. NVIDIA.

Dotychczas podstawową metodą tworzenia efektów świetlnych w grach była rasteryzacja. Deweloperzy musieli się nieźle napocić, aby obrazy wyświetlane na ekranie wyglądały wiarygodnie. Modelowanie oświetlenia wymagało opisywania właściwości poszczególnych pikseli – np. przy pomocy shaderów. Sztuczki projektantów dawały zadowalające rezultaty, lecz w większości wypadków nie odwzorowywały rzeczywistości w sposób wierny. Ray Tracing był interesujący, gdyż pozwolił cieszyć się realistyczną fizyką oświetlenia w grach, a także oszczędzał pracy programistom i grafikom. Od teraz to technologia śledzenia promieni przewidywała ruch wiązek światła z konkretnego źródła. Co ważniejsze, w przeciwieństwie do rasteryzacji potrafiła dynamicznie reagować na wydarzenia w grze.

W Battlefieldzie V Ray Tracing wykorzystano wyłącznie do modelowania odbić. Dla miłośników FPS-ów piękne refleksy w kałużach były niewiele znaczącym dodatkiem. Co gorsza, wyraźnie wpływały na płynność rozgrywki, drastycznie obniżając liczbę klatek na sekundę. Jakość grafiki czy klatkaż – oto jest pytanie. Na szczęście nie musimy dziś na nie odpowiadać. NVIDIA zaserwowała rozwiązanie, które uratowało śledzenie promieni od wyklęcia przez graczy.

Battlefield V z włączoną funkcją Ray Tracingu i DLSS. Źródło fot. NVIDIA.

Ratunkiem dla przeciążonych GeForce’ów RTX z serii 20 była technika Deep Learning Super Sampling (DLSS). Przy pomocy głębokiego uczenia oraz sztucznej inteligencji zwiększała wydajność gry, równocześnie gwarantując najwyższą jakość graficzną. Metoda ta polega na renderowaniu przez GPU obrazu o rozdzielczości niższej niż docelowa, który następnie zostaje przeskalowywany przez AI. Na początku niewielu deweloperów zdecydowało się na jej implementację. Dopiero premiera DLSS 2 skierowała oczy całej branży na Nvidię. Usprawnienia tej wersji sprawiły, że tytuły ze śledzeniem promieni zaczęły imponować nie tylko wizualnym rozmachem, lecz również grywalnością. Ray Tracing oraz DLSS tworzą zgrany duet niczym Ratchet i Clank.

Blask DLSS

Prawo Moore’a mówi, że moc obliczeniowa komputerów podwaja się co dwadzieścia cztery miesiące. Regułę współzałożyciela Intela można przenieść na dowolną miarę postępu technologicznego. Nie ma wątpliwości, że rozwój kart graficznych wpisuje się w ten wykładniczy trend. Po upowszechnieniu DLSS 2 nie musieliśmy długo czekać na kolejny przełom w rozwoju grafiki komputerowej.

Technicy Nvidii dwoili się i troili, aby zwiększyć wykorzystanie SI w funkcjonowaniu procesorów graficznych. Owocem ich wytężonych działań był DLSS 3. Technika ta czerpie garściami z możliwości układów GeForce RTX z serii 40. Dzięki rdzeniom Tensor czwartej generacji oraz akceleratorowi przepływu optycznego działanie generatywnej sztucznej inteligencji zostało nie tyle usprawnione, co wręcz zrewolucjonizowane.

Cyberpunk 2077 z włączoną funkcją Ray Tracingu i DLSS 3. Źródło fot. NVIDIA.

Dlaczego DLSS w wersji trzeciej jest tak wyjątkowy? Otóż „dopowiada” on nie tylko pojedyncze piksele, lecz całe klatki. Funkcja Frame Generation na podstawie wygenerowanych obrazów tworzy tzw. „międzyklatki”, zwiększając tym samym liczbę FPS-ów oraz zmniejszając czas renderowania. DLSS 3 zapewnia kilkakrotny wzrost wydajności gry, a wykorzystano go między innymi w takich tytułach jak Dying Light 2, Guardians of the Galaxy czy A Plague Tale: Requiem – w tym ostatnim doskonale widać wzrost klatek na sekundę wraz z przesiadką na coraz to nowszą generację kart graficznych RTX i techniki DLSS.

Wyłącznie za sprawą kart GeForce RTX 40 i techniki DLSS 3 bez RT wydajność w grze A Plague Tale: Requiem zwiększa się 2,5-krotnie. Źródło fot. NVIDIA.

DLSS 3 ledwo zadomowił się w grach AAA, tymczasem NVIDIA zaprezentowała niedawno kolejną odsłonę tej neuronowej supertechniki. DLSS 3.5 jest wypadkową dotychczasowych poszukiwań giganta z Santa Clara, który dzięki możliwościom RTX-ów z serii 40 sprawił, że najwyższa jakość grafiki oraz niezrównana wydajność są na wyciągnięcie ręki.

Czym właściwie jest DLSS 3.5? Jest to zbiór dobrze znanych rozwiązań, takich jak Super Resolution, Frame Generation oraz NVIDIA Reflex, poszerzony o Ray Reconstruction. W tym momencie zagęszczenie terminologii może przyprawić o zawrót głowy, lecz nie martwcie się – to dużo prostsze, niż się na pierwszy rzut oka wydaje. Filarami DLSS 3.5 są SR, który zwiększa rozdzielczość klatek, oraz FG, tworzący na podstawie „podrasowanych” obrazów międzyklatki. Ray Reconstruction to nowinka usprawniająca wykorzystywanie śledzenia promieni. Redukuje ona szumy, a także zwiększa szczegółowość odbić oraz głębię cieni, powstałych dzięki Ray Tracingowi. Reflex to cenny dodatek, zwłaszcza dla miłośników gier kompetytywnych. Pozwala zachować doskonałą responsywność gry poprzez optymalizację opóźnień.

Słowem, DLSS 3.5 to pakiet rozwiązań gwarantujących maksymalną frajdę z rozgrywki. To właśnie dzięki niemu Cyberpunk 2077 zachwyca pieczołowicie zaprojektowanym futurystycznym światem, pełnym świateł i barw, poruszanie się po którym stanowi czystą przyjemność.

Ścieżka innowacji

Obecnie na rynku dostępnych jest ponad pięćset aplikacji oraz gier, wykorzystujących techniki graficzne wspierane przez karty RTX. Super Resolution oraz Frame Generation wzbogaciły – a w kilku wypadkach nawet usprawniły – takie tytuły jak Dziedzictwo Hogwartu, Star Wars Jedi: Ocalały czy fenomenalny Spider-Man: Miles Morales.

Cofnijmy się najpierw nieco w przeszłość, do 2015 roku, kiedy to premierę miał Wiedźmin 3: Dziki Gon. Do tej pory gra robiła ogromne wrażenie pod względem gameplayowym, choć graficznie zdążyła się przez te wszystkie lata dość mocno zestarzeć. W grudniu 2022 roku deweloperzy ze studia CD Projekt RED wypuścili darmową „next-genową” aktualizację trzeciej części ich serii, która nie tylko usprawniła rozgrywkę, lecz także znacznie ulepszyła grafikę, poprawiając tekstury, zwiększając rozdzielczość i przede wszystkim dodając Ray Tracing. Pozwoliło to m.in. na znaczną poprawę oświetlenia, cieni oraz wydajności. Jest to świetny przykład tego, jak obecne technologie graficzne i najnowsze karty mogą wpłynąć na istniejące już od wielu lat na rynku gry.

Oto efekt zaimplementowania w 8-letniej grze odbić opartych na Ray Tracingu. Źródło: NVIDIA.

Spider-Man: Miles Morales, debiutując na pecetach, pokazał pełnię możliwości DLSS 3. Generowanie klatek w grze Insomniac Games wspomogło obciążające GPU śledzenie promieni i pozwoliło przemierzać pełen detali Nowy Jork z prędkością nawet 190 klatek na sekundę. Dużym usprawnieniem zagwarantowanym przez rozwiązania Nvidii jest szczegółowość odbić – zwłaszcza w przypadku odbić wewnątrzekranowych (Screen Space Reflections), stojących na zaskakująco wysokim poziomie. W szklanych ścianach wieżowców Miles Morales mógłby się przejrzeć, a to wszystko zasługa śledzenia promieni i generowania klatek.

Spider-Man: Miles Morales z wyłączonym oraz włączonym DLSS 3. Źródło fot. NVIDIA.

Na ten moment najwięcej na rozwiązaniach Nvidii skorzystał Cyberpunk 2077 wraz z dodatkiem Widmo wolności. W naszym rodzimym AAA nie tylko udanie zaimplementowano DLSS 3.5, ale również na niespotykaną dotąd skalę wykorzystano Path Tracing, czyli śledzenie ścieżek. Ray Tracing: Overdrive umożliwia obsługę niemal nielimitowanej liczby źródeł emisyjnych. To właśnie dzięki nowatorskiemu zastosowaniu metod symulowania oświetlenia Night City zapiera dech w piersiach. Neonowe miasto jest miejscem zdominowanym przez nasycone barwy, głębokie cienie i drobiazgowe odbicia. Cyberpunk 2077 to tour de force CD Projektu RED, który dzięki technikom DLSS łączy widowiskowość i wydajność.

Porównanie wydajności Cyberpunka 2077 z wykorzystaniem DLSS 2, 3 oraz 3.5. Źródło fot. NVIDIA.

Kolejna produkcja, która z powodzeniem wykorzystuje innowacyjne technologie graficznego giganta, to survival horror Alan Wake II. Gra się w niego z nieskrywaną przyjemnością właśnie dzięki Super Resolution oraz Frame Generation. Za sprawą pełnego Ray Tracingu cienie są głębokie i rozległe. Zarezerwowana dla DLSS 3.5 technologia Ray Reconstruction sprawiła, że oświetlenie wydaje się nie tylko diabelnie wiarygodne, lecz także bardzo responsywne. Elementy rozjaśnione przy pomocy śledzenia promieni są stabilne, a odbicia pełne szczególików.

Różnica jest widoczna gołym okiem. Źródło fot. NVIDIA.

Ładny, ale niegrywalny? Nie w przypadku Alana Wake’a II! Przebój studia Remedy dzięki wykorzystaniu Super Resolution i Frame Generation może pochwalić się klatkażem rzędu nawet 120 FPS-ów. W brawurowych scenach akcji, zamiast rozczarowujących 30 klatek na sekundę, możemy cieszyć się płynnymi 90 bez obawy o przeciążenie naszego GPU.

Klatkaż Alana Wake’a II po włączeniu DLSS 3.5. Źródło fot. NVIDIA.

Kolejne tytuły czerpiące z dobrodziejstw Nvidii poznajemy praktycznie każdego tygodnia. Gdy grałem na niższych ustawieniach, nieraz doskwierała mi myśl, że tracę wyjątkowe detale ukryte za fasadą maksymalnych wymagań sprzętowych. Dzięki nowym technologiom wykorzystującym AI niestraszne nam gamingowe FOMO. Jeżeli DLSS 3.5, Ray Tracing i Path Tracing zdominują przyszłość gier, to rysuje się ona w wyjątkowo jasnych barwach.