הסבר על דגימת סופר למידה עמוקה (DLSS 2.0)

DLSS או Deep Learning Super Sampling היא הטכניקה של Nvidia להגדלה חכמה, שיכולה לקחת תמונה שניתנה ברזולוציה נמוכה יותר ולהעלות אותה לתצוגה ברזולוציה גבוהה יותר, ובכך לספק ביצועים רבים יותר מעיבוד מקורי. Nvidia הציגה טכניקה זו עם הדור הראשון של סדרת כרטיסי המסך RTX. DLSS היא לא רק טכניקה להגדלת קנה המידה או דגימת העל רגילה, אלא היא משתמשת ב- AI בכדי להגדיל בצורה חכמה את איכות התמונה שניתנה ברזולוציה נמוכה יותר כדי לשמור על איכות התמונה. תיאורטית זה יכול לספק את המיטב משני העולמות מכיוון שהתמונה המוצגת עדיין תהיה איכותית ואילו הביצועים ישופרו בהשוואה לעיבוד מקורי.

DLSS יכול אפילו לשפר את איכות התמונה ב- Wolfenstein: Youngblood - תמונה: Nvidia

צורך ב- DLSS

אז מדוע אנו זקוקים לטכניקות הגברת שדרוג כה מפוארות כדי לסחוט יותר ביצועים? ובכן, המציאות היא שהטכנולוגיה של צגים חדשים יותר מתפתחת בקצב מהיר בהרבה מהטכנולוגיה של רכיבי המחשב שלנו. המסכים החדשים יכולים לספק רזולוציית 4K חדה עם קצב רענון של עד 144 או אפילו 165 הרץ. רוב הגיימרים כיום רואים 1440p 144Hz את המקום המתוק למשחקים מתקדמים. לנהוג ברזולוציות מסוג זה בשיעורי רענון אלה נדרש כוח סוס גרפי רב. במשחקים מודרניים, רק מיטב המעבדים הטובים ביותר ב- GPU יוכלו להתמודד עם משחקי 4K 60 FPS עם הכל מוגדר כ- Ultra. המשמעות היא שאם אתה רוצה לשפר את הביצועים אבל לא רוצה להתפשר על איכות התמונה כל כך הרבה, שדרוג למעלה או טכניקת דגימת העל DLSS עשויים להועיל.

DLSS יכול להיות חשוב גם עבור אותם גיימרים שרוצים לכוון לרזולוציית 4K, אך אין להם כוח סוס גרפי לעשות זאת. גיימרים אלה יכולים לפנות ל- DLSS למשימה זו, מכיוון שהוא היה מעבד את המשחק ברזולוציה נמוכה יותר (נניח 1440p) ואז מעלה אותו בצורה חכמה ל -4 K לקבלת תמונה חדה אך עדיין ביצועים גבוהים יותר. DLSS יכול להגיע בכרטיסי גרפיקה RTX ברמה בינונית יותר וברמת כניסה ומאפשרים למשתמשים לשחק ברזולוציות גבוהות יותר במסגרות נוחות מבלי להתפשר על איכות גבוהה מדי.

רייטינג

מאפיין גדול נוסף שנדחק לקדמת המשחקים במחשבים אישיים הוא Raytracing בזמן אמת. Nvidia הודיעה על תמיכה במעקב רייטינג באמצעות סדרת כרטיסי המסך החדשה של RTX. Raytracing היא טכניקת עיבוד המספקת עיבוד מדויק של נתיבי אור במשחקים ויישומים גרפיים אחרים, וכתוצאה מכך נאמנות גרפית גבוהה בהרבה במיוחד בצללים, השתקפויות ותאורה גלובלית. הוא אמנם מספק חזותיים מדהימים, אך ל- Raytracing יש השפעה רבה על הביצועים. במשחקים רבים זה יכול למעשה לקצץ את המסגרת לשניים בהשוואה לעיבוד המסורתי. הזן DLSS.

Raytracing מגיע עם להיט ביצועים ענק - תמונה: Techspot

שימוש בכוחם של גיימרים מסוג DLSS (וכעת משחקי ה- DLSS 2.0 המשופרים בהרבה) עם סדרות כרטיסי המסך של RTX יכולים להקל על אובדן הביצועים שמגיע עם Raytracing, ויכולים ליהנות מתמונת מעקב ממוחזרת גבוהה יותר תוך שמירה על מסגרת גבוהה יותר. טכניקה זו נחשבת למרשימה ביותר על ידי הסוקרים והציבור הרחב בגלל העובדה שהיא יכולה להפוך את הרייטינג לרצף ברזולוציות גבוהות, והיא שומרת כמעט על איכות התמונה בדיוק כמו התמונה שניתנה באופן מסורתי. DLSS הוא הכרח מוחלט עם Raytracing ו- Nvidia עשו עבודה מצוינת בפיתוח ושחרור של שתי הטכניקות הללו בו זמנית.

שדרוג מסורתי

בעבר היו קיימות טכניקות שדרוג ודגימת על. למעשה, אלה מובנים כמעט בכל משחק מודרני ואפילו בלוחות הבקרה של Nvidia ו- AMD. טכניקות אלה מיישמות גם את אותה שיטת הגברת השדרוג הבסיסית כמו DLSS; הם מצלמים תמונה ברזולוציה נמוכה יותר ומשדרגים אותה כך שתתאים לתצוגה ברזולוציה גבוהה יותר. אז מה גורם להם להיות שונים? התשובה בעצם מסתכמת בשני דברים.

• איכות פלט: איכות תמונת הפלט של משחקים משודרגים באופן מסורתי נמוכה בדרך כלל מזו של DLSS. הסיבה לכך היא כי DLSS משתמש ב- AI כדי לחשב ולהתאים את איכות התמונה כך שניתן יהיה למזער את ההבדל בין תמונות מקוריות לתמונות מוגדלות. אין עיבוד כזה בטכניקות הגברת השדרוג המסורתיות, כך שאיכות תמונת הפלט נמוכה יותר מעיבוד מסורתי ומ- DLSS.
• להיט ביצועים: חסרון גדול נוסף של דגימת העל המסורתית הוא להיט הביצועים על DLSS. שדרוג זה יכול לעבד את התמונה ברזולוציה נמוכה יותר, אך היא אינה מספקת מספיק שיפור ביצועים בכדי להצדיק את אובדן איכות התמונה. DLSS מקלה על הבעיה על ידי מתן שיפור ביצועים מאסיבי, תוך שמירה על איכות התמונה קרובה מאוד לאיכות מקורית. זו הסיבה ש- DLSS מתויג כ'דבר הגדול הבא 'על ידי מומחי טק ובוחנים רבים.

מה הופך את DLSS לייחודי

DLSS היא טכנולוגיה שפותחה על ידי Nvidia, שהיא המובילה העולמית בעבודה פורצת דרך כמו למידה עמוקה ובינה מלאכותית. ניתן להבין כי ל- DLSS יש כמה טריקים בשרוול החומקים טכניקות הגברת שדרוג מסורתיות.

שדרוג AI

DLSS מנצלת את כוחה של AI לחשב בצורה חכמה כיצד לעבד את התמונה ברזולוציה נמוכה יותר תוך שמירה על איכות מקסימאלית שלמה. היא משתמשת בכוחם של כרטיסי ה- RTX החדשים לביצוע חישובים מורכבים ואז משתמשת בנתונים אלה בכדי להתאים את התמונה הסופית כך שתראה קרוב ככל האפשר לעיבוד מקורי. זוהי טכנולוגיה מרשימה ביותר שאנו מקווים שתמשיך להתפתח בהיותה רבים כיוון שאף כינו את DLSS כ'עתיד המשחקים '.

צבעים טנסור

Nvidia שמה ליבות עיבוד ייעודיות על סדרת כרטיסי המסך RTX המכונים Tensor Cores. ליבות אלה משמשות כאתרי חישוב למידה עמוקה וחישובי AI. ליבות מהירות ומתקדמות מאוד משמשות גם לחישובי DLSS. הטכנולוגיה של DLSS משתמשת בתכונות למידה עמוקות של ליבות אלה במטרה לשמר את האיכות ולספק ביצועים מרביים בזמן המשחק. עם זאת, המשמעות היא גם כי DLSS מוגבל רק לחבילת כרטיסי המסך RTX עם ליבות Tensor, ולא ניתן להשתמש בהן בסדרות כרטיסי GTX ישנות יותר, או בכרטיסי AMD לצורך העניין.

ליבות הטנסור של Nvidia מטפלות בעיבוד הנדרש ל- DLSS - תמונה: Nvidia

אין פגיעה באיכות החזותית

מאפיין ההיכר של DLSS הוא שמירת האיכות המרשימה ביותר. באמצעות שדרוג מסורתי באמצעות תפריטי המשחק, השחקנים יכולים בהחלט להבחין בחוסר חדות וחדות המשחק לאחר שהוצג ברזולוציה נמוכה יותר. זו אינה בעיה בעת שימוש ב- DLSS. למרות שהוא אכן מעבד את התמונה ברזולוציה נמוכה יותר (לרוב עד 66% מהרזולוציה המקורית), התמונה המוגדלת וכתוצאה מכך טובה בהרבה ממה שהיית יוצא ממדרוג מסורתי. זה כל כך מרשים שרוב השחקנים לא יכולים לזהות את ההבדל בין תמונה שניתנה באופן מקורי ברזולוציה גבוהה יותר, לבין תמונה המוגדלת על ידי DLSS. מדובר בהישג פורץ דרך במשחק מכיוון שגיימרים תמיד מחפשים איזון בין איכות לביצועים. עם DLSS, יש להם סיכוי להשיג את שניהם.

DLSS לא מציע פשרות באיכות החזותית. - תמונה: Nvidia

רווחי ביצועים משמעותיים

היתרון הבולט ביותר של DLSS וניתן לטעון כי כל התמריץ שעומד מאחורי פיתוחו הוא העלייה המשמעותית בביצועים בזמן ש- DLSS מופעל. ביצועים אלה נובעים מהעובדה הפשוטה ש- DLSS מעבד את המשחק ברזולוציה נמוכה יותר, ואז מגדיל אותו באמצעות AI על מנת להתאים לרזולוציית הפלט של הצג. באמצעות תכונות הלמידה העמוקה של סדרת כרטיסי המסך RTX, DLSS יכולה להפיק את התמונה באיכות התואמת את התמונה המוצגת באופן מקורי.

שליטה באמצעות מצב איכות DLSS מספק ביצועים ואיכות תמונה טובים בהרבה מהעיבוד המקורי - תמונה: Nvidia

הופך את Raytracing לנגן

Raytracing הופיע משום מקום בשנת 2018 ופתאום הפך לחזית המשחקים במחשבים אישיים כאשר Nvidia דחפה את התכונה הזו בחוזקה ואפילו מיתגה את כרטיסי המסך החדשים שלהם כ- 'RTX' במקום תוכנית השמות הרגילה שלהם ל- GTX. בעוד ש Raytracing הוא תכונה מעניינת וייחודית שמגדילה את האיכות הוויזואלית של המשחק, תעשיית המשחקים עדיין לא מוכנה לעבור לחלוטין לתצוגת raytraced על פני טיוח רוסטר מסורתי עדיין.

סיבה גדולה לכך היא להיט הביצועים שמגיע עם Raytracing. פשוט על ידי הפעלת Raytracing, חלק מהמשחקים יכולים לחוות אובדן ביצועים של עד HALF של המסגרת המקורית. המשמעות היא שאתה מתפשר משמעותית על הביצועים גם בכרטיסי המסך המתקדמים ביותר.

כאן נכנס DLSS. DLSS יכול למעשה להפוך את התכונה החדשה לנגינה אפילו במשחקים התובעניים ביותר. על ידי עיבוד התמונה ברזולוציה נמוכה יותר ובהמשך שדרוגה ללא הפסד לאיכות הוויזואלית, DLSS יכול לפצות על להיט הביצועים ש- Raytracing מביא בדרך כלל למשחקים. זו הסיבה שרוב המשחקים התומכים ב- Raytracing תומכים גם ב- DLSS כך שניתן להשתמש בהם יחד לחוויה כמעט מושלמת.

רווחי ביצועים משמעותיים בשליטה כאשר DLSS מופעל באמצעות RayTracing - תמונה: Nvidia

הגדרות קבועות מראש להתאמה אישית

DLSS 2.0 משפר עוד יותר את המסגרת שהונחה על ידי DLSS ומציג הגדרות קבועות מוגדרות מראש נוספות. כעת המשתמשים יכולים לבחור מבין 3 קביעות מוגדרות מראש הנקראות איכות, מאוזן וביצועים. כל 3 ההגדרות הקבועות מראש משפרות את הביצועים במובנים מסוימים, בעוד שהקביעה המוגדרת מראש יכולה אפילו לשפר את איכות התמונה בהשוואה לעיבוד מקורי! DLSS 2.0 הציגה כעת גם קביעת הגדרה קבועה מראש של Ultra Performance למשחקי 8K עם GeForce RTX 3090 שלמעשה מאפשרת משחקים 8K.

DLSS 2.0 חדש משתפר באופן משמעותי בהשוואה לדור הראשון - תמונה: Nvidia

מתחת למכסת המנוע

Nvidia הסבירה את המכניקה שמאחורי טכנולוגיית ה- DLSS 2.0 שלה באתר הרשמי שלה. אנו יודעים כי Nvidia משתמשת במערכת הנקראת Neural Graphics Framework או NGX, המשתמשת ביכולתו של מחשב-על המופעל על ידי NGX ללמוד ולהשתפר בחישובי AI. ל- DLSS 2.0 שתי כניסות עיקריות לרשת AI:

• תמונות בעלות רזולוציה נמוכה המופעלות על ידי מנוע המשחק
• וקטורי תנועה ברזולוציה נמוכה מאותן תמונות - נוצרים גם על ידי מנוע המשחק

Nvidia משתמשת בתהליך המכונה משוב זמני כדי 'להעריך' כיצד תראה המסגרת. לאחר מכן, סוג מיוחד של קידוד אוטומטי AI לוקח את המסגרת הנוכחית ברזולוציה נמוכה ואת המסגרת הקודמת ברזולוציה גבוהה כדי לקבוע על בסיס פיקסל אחר פיקסל כיצד ליצור פריים זרם באיכות גבוהה יותר. Nvidia נוקטת במקביל בצעדים לשיפור הבנת מחשב העל את התהליך:

בתהליך האימון, משווים את תמונת הפלט לתמונת הפניה באיכות 16K באיכות גבוהה במיוחד, וההבדל מועבר חזרה לרשת כדי שתוכל להמשיך ללמוד ולשפר את תוצאותיה. תהליך זה חוזר על עצמו עשרות אלפי פעמים במחשב העל עד שהרשת מפיקה תמונות ברזולוציה גבוהה באיכות גבוהה.

לאחר הכשרת הרשת, NGX מספק את דגם ה- AI למחשב ה- GeForce RTX או למחשב הנייד שלך באמצעות מנהלי התקנים מוכנים למשחק ועדכוני OTA. עם ליבות הטנסור של טיורינג שמספקות עד 110 טרפלופ של כוחות סוס ייעודיים של AI, ניתן להריץ את רשת DLSS בזמן אמת במקביל למשחק תלת מימד אינטנסיבי. זה פשוט לא היה אפשרי לפני ליבות טיורינג וטנסור.

תמיכה

DLSS היא טכנולוגיה חדשה יחסית שנמצאת עדיין בחיתוליה. בעוד שיותר ויותר משחקים מתחילים לתמוך בתכונה זו, עדיין קיים קטלוג ענק של משחקים ישנים שכנראה לעולם לא יתמכו בה. עם זאת, אנו יכולים לצפות להשקעה עצומה ב- DLSS וב- Raytracing להתקדם מכיוון שגם ל- Nvidia וגם ל- AMD יש תמיכה בתכונות אלה (AMD אמורה להכריז על מתחרה ב- DLSS בקרוב), כמו גם את קונסולות הדור הבא, פלייסטיישן 5 ו- Xbox Series X.

לאחרונה עם יציאת סדרת RTX 3000 הרחיבה Nvidia את קטלוג המשחקים התומכים בתכונה זו. DLSS 2.0 מגיע כעת לסייברפאנק 2077, Call of Duty: Black Ops War War, Fortnite, Watch Dogs Legion, Boundary ו- Bright Memory: Infinite. כותרים בולטים אחרים שכבר תומכים ב- DLSS 2.0 כוללים מיתת גדילה , הִמנוֹן , F1 2020, Control, Deliver Us The Moon, MechWarrior 5 ו- Wolfenstein: Youngblood.

רשימת המשחקים התומכים ב- DLSS 2.0 ממשיכה לגדול - תמונה: Nvidia

אף שספריה זו אינה ענקית בשום אופן, יש לזכור את הפוטנציאל העתידי של טכנולוגיה מרשימה כמו DLSS. עם שיפור הביצועים המסיבי שלו ומערך התכונות המגוון שלו, DLSS יכולה להוות את מרכז המשחק בעתיד הקרוב, במיוחד עם טכנולוגיות פורצות דרך כמו Raytracing שדוחפות לקדמת הבמה. Nvidia טוענת גם שטכנולוגיית ה- DLSS שלה ממשיכה ללמוד ולהשתפר באמצעות AI וזה דבר טוב לכל משחקני המחשבים המעוניינים ליהנות מוויזואליות מדהימה במסגרות גבוהות.

סיכום

DLSS או Deep Learning Super Sampling היא טכנולוגיה מרשימה להפליא שפותחה על ידי Nvidia. הוא מספק שיפור ביצועים גדול בהשוואה לעיבוד מקורי מסורתי, תוך שהוא לא מתפשר על איכות התמונה. זה אפשרי באמצעות עבודה מקיפה בתחומי ה- AI ולמידה מעמיקה על ידי Nvidia.

בעזרת DLSS סדרת כרטיסי המסך RTX, DLSS יכולה לספק איכות תמונה כמעט שאינה ניתנת להבחנה ברזולוציה מקורית, תוך שהיא מספקת בליטה גדולה למסגרת שיכולה להפוך לרזולוציות Raytracing ורזולוציות גבוהות יותר כמו 4K. DLSS ממשיכה להרחיב את ספריית המשחקים הנתמכים שלנו, ואנחנו מקווים שהיא תמשיך להשתפר גם כדי שגיימרים יוכלו ליהנות מהוויזואליות שהם אוהבים במסגרות שהם רוצים.