在剛剛開幕的德國科隆游戲展2023（Gamescom 2023）上公布了眾多游戲宣傳片，還有實(shí)機(jī)畫面。不過我們今天說說NVIDIA同步更新的DLSS 3.5這項(xiàng)技術(shù)。

【資料圖】

RTX20系可開啟DLSS 3.5 ？

由于大部分的宣傳中都提到，DLSS 3.5不僅支持RTX 40系顯卡，所有RTX顯卡都可以開啟。所以玩家自動認(rèn)為RTX 20系也可以開啟它的上一個版本“DLSS 3.0”了，并不是。

本次DLSS 3.5并不是DLSS 3.0的直接版本迭代升級，而是在DLSS 3.0的基礎(chǔ)上增加了RR（Ray Reconstruction）功能。

簡單來說，RTX 4060可以享受到目前技術(shù)中的【SR+FG+RR】；RTX 2060可以享受到【SR+RR】，但因?yàn)榧尤肓薘R的DLSS統(tǒng)稱為3.5版本，所以才有以上的誤會。

光線追蹤是如何工作的

誤會解除，下面來看看DLSS 3.5的RR到底是什么。

首先在游戲場景中，不管是汽車、房子、樹木之類的物體，都是具有實(shí)體的幾何圖形和材質(zhì)，DLSS可以通過超分辨率根據(jù)模型來重建物體。

但目前的游戲中，光影效果正在扮演越來越重要的角色。而游戲場景中的所有物體，在光線照射到自身時，都可以根據(jù)材質(zhì)有不同反應(yīng)，比如鏡子有直接的反射，粗糙的表面會有漫反射等等。

但光本身不具備實(shí)體，如果對屏幕上的每個像素發(fā)射光線對計(jì)算的要求過高，所以通常的做法是使用光線采樣。將光線以噪點(diǎn)的圖像輸出，來確定光追場景的具體展現(xiàn)方式。

最終反映到畫面中，降噪器有兩種不同的處理方法還原光追畫面。

1.多幀累計(jì)：當(dāng)前幀和上一幀之中，保留好的像素，丟掉壞的像素，最終合成計(jì)算出光線效果

2.空間插值：查找當(dāng)前幀中的相鄰像素并混合，最終形成一張通過插值采樣得來的效果

而不同類型的光追效果其實(shí)要用到多種降噪器處理，才能算出相對滿意的畫面，不但增加了開發(fā)成本和復(fù)雜程度，而且多個降噪器同時工作，也極大降低了光追游戲中的幀數(shù)。

另外降噪器采用的多幀累計(jì)雖然增加了細(xì)節(jié)，但實(shí)際上是借取過去的光線，仍存在引入鬼影、消除動態(tài)效果并降低其他效果的風(fēng)險(xiǎn)。

圖像放大是光線追蹤照明管線的最后一個階段，也是以高幀率體驗(yàn)、細(xì)節(jié)豐富的關(guān)鍵。但隨著降噪消除或降低效果質(zhì)量，圖像放大器所使用的精細(xì)細(xì)節(jié)（稱為高頻信息）被去除，這就造成了我們在游戲時會看到很多鬼影、模糊、細(xì)節(jié)丟失的問題。

DLSS 3.5的“RR”是什么

DLSS 3.5引入的Ray Reconstruction（光線重建）則是專為“光線”開發(fā)的一套AI模型，它將需要人工設(shè)計(jì)的降噪器，替換為NVIDIA超算訓(xùn)練的AI網(wǎng)絡(luò)（在采樣光線之間生成更高質(zhì)量的像素），利用所有可用信息來解決上述問題，并為所有RTX GPU提升光線追蹤圖像質(zhì)量。

DLSS 3.5 訓(xùn)練的數(shù)據(jù)量是DLSS 3的5倍，可識別不同的光線追蹤效果，從而使用時間和空間數(shù)據(jù)，做出更明智的決策，并保留高頻信息以實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的升級。

光線重建使用離線渲染圖像進(jìn)行訓(xùn)練，這需要比實(shí)時游戲所需的更多的計(jì)算能力。相比傳統(tǒng)的降噪器，光線重建可以從訓(xùn)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，并在玩游戲時在游戲中重新創(chuàng)建這些模式。其最終效果比需要人工設(shè)計(jì)的降噪器更出色。

在《傳送門》RTX版中，關(guān)閉DLSS的情況下，降噪器難以處理空間插值，無法混合足夠的像素，從而產(chǎn)生斑點(diǎn)效果。

此外，降噪器無法從之前的幀中累積足夠的優(yōu)質(zhì)像素，導(dǎo)致光線上出現(xiàn)沸騰效果。開啟DLSS 3.5后，它可以識別與反射相關(guān)的特定模式，并保持圖像穩(wěn)定，同時混合相鄰像素以生成高質(zhì)量的反射。

在《賽博朋克2077》的以下場景中，汽車周圍不準(zhǔn)確的車頭燈照明是由于人工設(shè)計(jì)的降噪器引入了前一幀中不準(zhǔn)確的光照效果造成的。DLSS 3.5 準(zhǔn)確地生成光照，因此可以識別出車燈的光束，并看到光線在車前路邊反射。

《賽博朋克 2077》中的夜之城街道充滿了旋轉(zhuǎn)廣告牌和霓虹燈的反射。通過開啟 DLSS 3.5，整個城市的畫面質(zhì)量和清晰度得到了大幅提升：

可以看到在開啟DLSS 3.5后，不僅幀數(shù)再一次小幅提高，并且能正確模擬出光線的傳導(dǎo)，并進(jìn)一步影響周圍材質(zhì)的顏色變化。

總結(jié)

最后總結(jié)一下，其實(shí)DLSS 3.5增加了一個專門針對光線追蹤而開發(fā)的——光線重建AI模型，它并不依靠RTX 40系顯卡中的硬件單元，所以在所有RTX顯卡中均可開啟。

而DLSS 3.0的幀生成，則是依賴第四代Tensor Cores中最新引入的光流加速器（New Optical Flow Accelerator），光流加速器在原本DLSS 2的基礎(chǔ)上，還可以計(jì)算兩個連續(xù)幀內(nèi)的光流場，能夠捕捉游戲畫面從第1幀到第2幀的方向和速度，從中捕捉粒子、反射和光照等像素信息。并分別計(jì)算運(yùn)動矢量和光流來獲得精準(zhǔn)的陰影重建效果。

所以，這也是為何DLSS 3中的幀生成為RTX 40系顯卡獨(dú)享。

雖然RTX 20/30系顯卡同樣能夠開啟DLSS 3.5中的RR，但它的作用更多是“錦上添花”的效果，幀數(shù)提升有限。況且，即便RTX 4060相比RTX 3060的提升只有20%左右，但別忘了RTX 40系顯卡尤其加強(qiáng)的Tensor算力和L2緩存，在處理光追和DLSS時，都有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。

我們常說NVIDIA近幾年發(fā)力點(diǎn)一直在AI計(jì)算上，游戲卡似乎有些忽略。

但在RTX 40系顯卡中加強(qiáng)的AI性能，其實(shí)大部分用戶感知不大，而DLSS則相當(dāng)于一個針對AI，長期優(yōu)化的專屬軟件。我認(rèn)為無論是對于游戲玩家還是內(nèi)容創(chuàng)作者，都是值得投資的。

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