文|雷科技
2018 年英偉達剛推出深度學習超級采樣(DLSS)技術的時候,很多人并不看好英偉達的方向。但五年后的 2023 年,PC 游戲玩家已經離不開 DLSS、FSR(AMD)技術帶來的畫面性能提高了。
幾周前,英偉達宣布有超過 330 款已發布的游戲和應用支持 DLSS 技術,緊接著趕在德國科隆游戲展前,英偉達又發布了新一代深度學習超級采樣技術——DLSS 3.5。
DLSS 3.5 最大的升級在于引入 AI 模型支持的光線重建技術,可以為密集型光線追蹤游戲和應用創建更高質量的光線追蹤圖像。根據英偉達官方的測試,通過結合超分辨率、幀生成和光線重建技術,DLSS 3.5 與原生 4K 關閉 DLSS 渲染相比,可將《賽博朋克 2077 (Cyberpunk 2077)》幀率提高 5 倍。
另外英偉達還宣布,首批支持 DLSS 3.5 的游戲將包括《心靈殺手 2》《賽博朋克 2077:往日之影》《傳送門 RTX 版》等,將于秋季上線支持。
不過比起手機廠商宣傳的超分超幀效果,英偉達的 DLSS 3.5 多少還是有些「保守」了。
紅米 K60 至尊版、一加 Ace 2 Pro,還有 8 月 28 日剛剛發布的 realme GT5,都宣布了新的超分超幀規格:一加 Ace 2 Pro 支持 1.5K+120 幀同開,紅米 K60 至尊版和 realme GT5 支持 1.5K+144 幀同開。
考慮到實際處理,紅米 K60 至尊版和 realme GT5 是將 720P 的原生渲染分辨率放大 3 倍,再通過一插二將 48 幀插成 144 幀,約等于算出了 6 倍的畫面;一加 Ace 2 Pro 的超分與前者無疑,區別是超幀上是通過一插一將 60 幀插成 120 幀,約等于算出 4 倍畫面。
如果僅僅對比實際渲染分辨率/畫面和表現分辨率/畫面,英偉達 DLSS 3.5 看上去終于「追上」了手機廠商的超分超幀技術。但如果對兩者有所了解,就會知道手機廠商的超分超幀實際存在太多「水分」。
繞開 GPU,提高畫面性能
時至今日,英偉達 DLSS、AMD FSR 已經強有力地證明了超分超幀技術對于游戲畫面的革命性改變。一方面是現如今芯片性能、成本的進步并不足以滿足玩家在畫面上的追求;另一方面是超分、超幀在一定程度上繞開了傳統加大圖形渲染算力的方式,通過大幅減少性能開銷實現更好的畫面表現。
以《賽博朋克 2077》為例,即便 CDPR 優化到了現在,在 4K 畫質下的性能要求還是很高,幀數或者游戲畫面的流暢程度自然就很難高。DLSS 則是在性能一定的情況下,通過降低畫質來提高幀率和流暢度,同時再通過算法來提高畫質,做到畫質幾乎不劣化或者只是輕微劣化,以此實現不升級顯卡也能獲得幀數的提升。
到了 DLSS 3 上,英偉達還加入了幀生成技術(限 RTX 40 系顯卡)。我們都知道,視頻本質上是由一張張照片組成的,比如電影主流格式是 24 幀每秒,意味著 1 秒有 24 張照片。游戲也是同理,幀生成技術則是在兩張原始幀中間「AI 計算」生成一幀渲染畫面,從而實現更高的幀數和流暢度。
數毛社(Digital Foundry)的測試顯示,在 RTX 4090 這張卡上,《漫威蜘蛛俠》4K 畫質在開啟 DLSS 3 的性能表現甚至可以到關閉 DLSS 的 203.6%,并且可以將畫面劣化程度控制在基本無法感知的范疇內。
到了 DLSS 3.5,英偉達在原有 DLSS 技術的基礎上,把升級重點放在了光線追蹤上,具體技術細節可以參看官方的介紹,總而言之,DLSS 3.5 的半代升級主要是圍繞支持光線追蹤的游戲進行性能提高。
手機超分超幀,更多還是視頻顯示技術的游戲化
智能手機其實也看到了超分超幀技術在游戲場景的作用。2021 年 iQOO Neo5 就利用「獨立」顯示芯片實現了硬件 MEMC(運動預估和運動補償),把游戲幀數從最高 60 幀提升到了最高 90 幀、120 幀。
這兩年,各家手機廠商更是沒少宣傳超分超幀技術,主要也是因為游戲玩家對游戲畫面日益增長的追求與手機性能、發熱、功耗之間產生的矛盾。
就不說前兩年安卓旗艦普遍存在發熱卡頓問題,從驍龍 8 Gen 2 推出以來,其 GPU 峰值性能和能效都有了大幅增長,主流游戲如《原神》《王者榮耀》基本都實現了高負載流暢運行。但實際受限于性能(尤其是 GPU 算力)、續航、發熱以及游戲生態等因素,在手機上想要玩到高畫質、高幀率的游戲始終存在困難,超分超幀的技術路線則提供了一種提高畫質和幀數,同時又不需要大幅提高性能和功耗的的可能。
不過不同于 DLSS 對于 AI 越來越多的依賴,手機上的超分超幀還處于很早的階段。不管是一加 Ace 2 Pro,還是紅米 K60 至尊版和 realme GT5,實現超分超幀實際依賴的都還是 Pixelworks X7 顯示芯片。
按照 Pixelworks 介紹,X7 的超分是通過采用特定算法實現圖像超分辨率重建,生成紋理更清晰、細節更豐富的游戲畫面。另一方面,超幀更多還是 MEMC 技術的延續,這點從手機廠商在超分超幀技術上更多宣傳「獨立」顯示芯片而非 SoC AI 加速計算單元,也可以看出一二。
此外,超分超幀技術在手機上的應用效果也普遍存在爭議,一是對于畫質提升效果較小和劣化圖像的討論,二是表現在延遲問題上。
受限于實現原理,超分超幀畫面要先由手機 SoC 實際渲染,再傳到「獨立」顯示芯片進行計算處理,整個過程一定會增加畫面顯示延遲,如果像紅米 K60 至尊版一樣選擇「一插二」則意味著更大的延遲。
更何況,「獨立」顯示芯片與 SoC 之間還有傳輸、聯調等問題,也會不可避免地增加游戲畫面延遲。矛盾的是,不是所有游戲都有高幀率的需求,但對高幀率需求強烈的 FPS 游戲往往又對延遲有著較高要求。
事實上,如果我們留意手機發布會就會發現,廠商也明白當前手機超分超幀技術存在的問題,他們在宣傳自家超分超幀技術(大部分基于 Pixelworks 顯示芯片)的同時,往往還在繼續強調與游戲廠商的合作,包括開放高幀率、高畫質模式等。比如 realme GT5 就特別提到了首發英雄聯盟手游原生 144 幀模式,一加 Ace 2 Pro 宣傳首發支持《和平精英》90 幀+高清畫質(720P)。
試想一下,如果手機超分超幀技術已經足夠優秀了,手機廠商何必花錢求游戲廠商「開放」更高的游戲畫質和幀率。