NVIDIA DLSS — технология масштабирования изображения¶

NVIDIA DLSS (Deep Learning Super Sampling) — технология увеличения разрешения изображения в компьютерных играх и профессиональных приложениях, разработанная компанией NVIDIA на основе методов глубокого обучения. Технология позволяет рендерить сцену в более низком разрешении, а затем с помощью нейросети восстанавливать детализацию, получая картинку сопоставимого качества с нативным высоким разрешением при значительно меньшей нагрузке на графический процессор.

¶Принцип работы

DLSS относится к классу методов апскейлинга (super resolution) на основе искусственного интеллекта. Вместо того чтобы рендерить каждый кадр в целевом разрешении (например, 3840×2160), графический процессор вычисляет сцену в пониженном разрешении (например, 1920×1080). Затем обученная нейронная сеть анализирует низкочастотное изображение, данные о движении объектов (motion vectors) и дополнительные буферы сцены, после чего генерирует кадр высокого разрешения.

Ключевое отличие DLSS от классических фильтров масштабирования (билинейная интерполяция, Lanczos) заключается в том, что нейросеть обучена на огромном наборе пар «низкое разрешение — эталонное высокое разрешение» и способна восстанавливать мелкие детали, резкие края и текстуры, которых нет во входном изображении.

¶Поколения технологии

¶DLSS 1.0 (2019)

Первая версия была представлена в феврале 2019 года вместе с видеокартами серии GeForce RTX 20 (архитектура Turing). Для каждого разрешения и каждой игры нейросеть обучалась отдельно, что требовало значительных трудозатрат и приводило к заметному размытию изображения. Качество было спорным, и технология получила неоднозначные отзывы.

¶DLSS 2.0 (2020)

Второе поколение, представленное в апреле 2020 года, стало качественным скачком. NVIDIA перешла к единой универсальной модели, обучаемой на множестве игр одновременно. Появились три режима качества: Performance, Balanced и Quality, а также режим Ultra Quality. Картинка стала заметно чётче, уменьшились артефакты в движении. DLSS 2.0 поддерживала только видеокарты GeForce RTX 20-й и 30-й серий на базе архитектур Turing и Ampere.

¶DLSS 3 (2022)

С выходом архитектуры Ada Lovelace (видеокарты GeForce RTX 40-й серии) в октябре 2022 года появилось третье поколение. Помимо апскейлинга, DLSS 3 включило технологию Frame Generation — генерацию промежуточных кадров с помощью нейросети, что дополнительно увеличивало частоту кадров. Для работы Frame Generation требовался видеопропускной канал PCIe 4.0 и поддержка аппаратного кодека Optical Flow Accelerator, поэтому функция доступна только на GPU серии RTX 40.

¶DLSS 3.5 (2023)

В 2023 году NVIDIA представила DLSS 3.5 с Ray Reconstruction — нейросетевым алгоритмом замены набора ручных денойзинг-фильтров в трассировке лучей. Модель обучена на суперкомпьютерах NVIDIA и способна адаптивно восстанавливать шумные данные трассировки, улучшая качество отражений и освещения.

¶Аппаратная поддержка

DLSS использует тензорные ядра (Tensor Cores), впервые появившиеся в архитектуре Turing. Для работы технологии требуется совместимая видеокарта NVIDIA GeForce RTX, Quadro или RTX A-series:

¶Поддержка в играх

К 2024 году технология DLSS поддерживалась более чем в 500 играх и приложениях. Среди наиболее известных проектов с поддержкой DLSS: Cyberpunk 2077, Alan Wake 2, Hogwarts Legacy, Microsoft Flight Simulator, Control, Death Stranding, Dying Light 2, Starfield. Технология интегрирована в игровые движки Unreal Engine, Unity, а также в проприетарные движки ряда студий.

¶Конкурентные технологии

Основным конкурентом DLSS является AMD FSR (FidelityFX Super Resolution), работающий на любых видеокартах и не требующий специализированных аппаратных блоков. Другой альтернативой выступает XeSS от Intel, использующий нейросети и аппаратное ускорение на графических процессорах Intel Arc. В отличие от этих решений, DLSS привязан к экосистеме NVIDIA, но, по многочисленным независимым тестам, демонстрирует высокое качество восстановления изображения.

¶Критика

Основные претензии к технологии связаны с привязкой к железу NVIDIA, эксклюзивным Frame Generation только для RTX 40-й серии и артефактами при генерации кадров (задержка ввода, размытие в динамичных сценах). Часть пользователей и обозревателей указывает на размытие мелких деталей и «мыльность» текстур в режимах Performance по сравнению с нативным разрешением.

¶Источники

• Официальная документация NVIDIA по технологии DLSS
• Обзоры и тесты DLSS на сайтах TechPowerUp, GamersNexus, Tom's Hardware
• Пресс-релизы NVIDIA Corporation (2019–2023)