NVIDIA深度学习超采样技术支持VR:4K、8K VR的福音?

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NVIDIA一直致力于显卡渲染能力优化,近期不仅推出RTX30系列显卡,还升级了深度学习超采样技术DLSS 2.1版,加入对VR的支持,有望大幅提升VR的渲染效率和画质。

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那么DLSS到底是什么呢?这项技术由NVIDIA在2018年发布,是一个基于RTX系列显卡的AI图像增强技术,特点是可通过后期处理消除锯齿等视觉失真情况,提升分辨率和渲染效率,让画面看起来更精细。

简单来讲,DLSS的原理是在超级计算机中输入超高分辨率的游戏图像后,超级电脑会将数据与低分辨率版本的图像对比,在经过几百万次尝试后,找出一种将低分辨率图像塑造成高分辨率图像的算法。

通常,若想要提升分辨率、消除模型边缘的锯齿效果,一般会使用对性能要求很高的超级采样抗锯齿或多重采样抗锯齿技术。如果采用FXAA、SMAA等后期处理锯齿的方式,对性能要求很低,但是画面会变得模糊。

经过实践,DLSS渲染的效果基本上与市面上许多游戏使用的时间性抗锯齿技术(TAA/temperal anti aliasing)相比画面更清晰。它还有一个优势在于,由于是RTX显卡自带技术,因此DLSS在效果与MSAA等抗锯齿技术相当的情况下,渲染效率更高,可节省更多算力,用于提升光线、纹理的渲染细节或刷新率。

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后来在今年3月份,NVIDIA宣布推出DLSS 2.0版,与1.0版相比,新版本的AI渲染速度可达到原来的二倍,也就是说同样分辨率和配置情况下,刷新率进一步提升。此外,DLSS 2.0支持4倍分辨率拉伸,1080p的渲染分辨率可通过DLSS 2.0拉伸至4K,进一步提升GPU效率。

而且,2.0版开始DLSS对所有游戏使用同一个学习模型,进一步降低开发者的使用门槛,为游戏集成DLSS技术变得更容易。目前,《PUBG》、《地狱之刃》、《古墓丽影》等二十几款大型已经支持DLSS技术,使用RTX系列显卡运行这些游戏的玩家,能体验到比一般同配置显卡效果更好的画质。

那么最新的DLSS 2.1版比原来有哪些提升?

  • 1,为8K游戏提供全新的超高性能模式:在GeForce RTX 3090显卡上运行8K游戏时,可选择9倍拉伸;
  • 2,支持VR;
  • 3,支持动态分辨率,也就是说不管输入缓冲器在帧与帧之间如何改变尺寸,都能保证固定的输出尺寸。如果渲染引擎支持动态分辨率,DLSS技术可用来提升渲染分辨率,匹配显示器配置。

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据NVIDIA公布的数据显示,RTX 3080显卡在4K分辨率运行时,开启DLSS可将游戏性能提升80%左右。那么DLSS 2.1新增对VR游戏和应用的支持,这对于VR有什么意义呢?

通常,为了降低延迟,VR对于刷新率有较高要求。PC VR游戏需要持续以80或90fps的刷新率运行,而为了保证高刷新率,可能会牺牲视觉保真度和渲染效率,因为游戏在90fps刷新率运行时渲染时间只有45fps运行时的一半。

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因此,DLSS 2.1有望提升VR的渲染效率,确保在达到刷新率要求的同时,也能保持清晰的VR视觉。

比如,在Valve Index上运行VR游戏可能只需要1440x800渲染分辨率,接着通过DLSS技术进行优化,将分辨率增强至Index显示屏支持的2880x1600分辨率。以更小的分辨率运行每一帧画面可节省更多GPU算力,这样就能支持对更高端的光线、粒子效果或绘制距离的渲染。就拿Index来讲,省下的GPU算力可用于提升整体刷新率(Index最高支持144Hz),从而进一步降低延迟。

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在DLSS技术出现之前,VR通常采用平滑插帧的方式来优化画面,其原理是当电脑显卡无法运行90fps刷新率时,可改为45fps,然后利用合成帧来填补每帧之间的空缺,让画面尽可能保持平滑过渡,以模拟90fps的效果。

Oculus、Steam、小派等平台均推出了各自的平滑插帧工具,目的是降低PC VR门槛,对低端PC也更友好。此外,保持高刷新率也能降低卡顿、伪影,甚至避免使用VR时可能产生的眩晕情况。

未来,如果DLSS技术广泛应用于VR游戏,不仅能提升画面分辨率,更好的适应分辨率不断提升的VR头显,甚至有望降低4K分辨率PC VR的配置门槛。

不过,NVIDIA并未解释DLSS 2.1具体将如何用于VR,尤其是8K超高性能模式是否支持VR,目前还无法确定。而且,目前似乎还未公布任何一款加入DLSS技术的VR游戏或demo。

目前,DLSS 2.1上线日期还未公布,不过大概率会与RTX 30系列显卡一同推出(预计9月17日发售),届时RTX 20系列显卡的DLSS技术应该也会更新至2.1版。

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