Вчера

DLSS и его конкуренты: как работает масштабирование в современных играх

Вроде всё чётче — или где-то обман?

Дмитрий Кутузов

54779

6 статей

Мечтает о 8К гейминге в 60 fps с RTX 5090 и DLSS 4.0

Если вы внимательно наблюдаете за рынком видеокарт и играми, вероятно, вы встречали аббревиатуры DLSS, FSR, PSSR и XeSS. Все это — разные сущности технологии масштабирования изображения. Разбираемся, что они из себя представляют и почему именно DLSS лидирует на рынке.

Зачем нужна технология масштабирования

Предположим, вы приобрели монитор с разрешением 4K. Оказалось, что игры, которые комфортно шли на высоких или ультранастройках графики на старом Full HD мониторе, на новом стали работать с меньшей частотой кадров (FPS). Причина в том, что теперь игровые сцены обрабатываются в гораздо более высоком разрешении, и видеокарта не справляется с обеспечением той же плавности.

Здесь на помощь приходят технологии масштабирования в современных видеокартах. Они идут на уловку в виде отрисовки игровых сцен в более низком разрешении, а уже затем масштабировании их в тех же 4K. Но делается это не за счет просто масштабирования с растягиванием изображения, а при помощи изначального рендера в условном HD и масштабирования до разрешения монитора с помощью хитрых алгоритмов искусственного интеллекта.

Сама же технология появилась по причине того, что производители видеокарт уже несколько лет стоят на месте и не могут дать большого прироста в производительности. Что собственно и подтверждают тесты RTX 5090. При этом индустрия игр развивается семимильными шагами, и видеокарты просто не успевают за ней.

Какие технологии представлены на рынке

XeSS (Xe Super Sampling) от Intel была впервые представлена в 2022 году. В декабре 2024 года компания анонсировала XeSS 2, включающую новые функции, например генерацию кадров и снижение задержки (как у Nvidia). XeSS использует алгоритмы машинного обучения, чтобы повысить частоту кадров. На видеокартах Intel за обработку отвечают аппаратные XMX-ядра.

Технология доступна и на GPU конкурентов, хотя эффективность может быть ниже. XeSS предлагает несколько режимов работы, включая «Максимальная производительность» и «Максимальное качество», чтобы достичь баланса между качеством графики и количеством кадров.

AMD FidelityFX Super Resolution (FSR) была представлена в 2021 году как альтернатива Nvidia DLSS. В отличие от DLSS, основанного на машинном обучении, FSR использует традиционные методы апскейлинга и пространственную реконструкцию, что делает технологию независимой от количества RT-ядер видеокарты и совместимой с другими видеокартами, включая Nvidia.

AMD заявляет в среднем о приросте FPS в 3,3 раза при использовании FSR 3.1

Актуальная версия, FSR 4, была представлена в начале года на CES 2025, но она еще не добралась до видеокарт и будет доступна с релизом RX 9000. Эксперты отметили рост качества проработки быстро движущихся объектов, цветопередачу и улучшенный рендеринг прозрачных элементов — аспекты, в которых предыдущие версии FSR испытывали трудности.

PlayStation Spectral Super Resolution (PSSR) от Sony была впервые представлена в 2024 году вместе с приставкой PS 5 Pro. PSSR разработана для улучшения качества изображения и повышения производительности в играх, используя алгоритмы машинного обучения.

PSSR анализирует каждый кадр попиксельно, применяя алгоритмы машинного обучения для масштабирования изображения с более низкого разрешения до более высокого без значительной потери качества. Технология поддерживает динамическое разрешение и HDR, не требуя предварительной тренировки нейросети для каждой отдельной игры. Однако на практике PSSR сталкивается с проблемами в некоторых играх, особенно тех, которые используют освещение на основе трассировки лучей, что приводит к визуальным артефактам и снижению качества изображения. И как отмечают эксперты Digital Foundry, она лучше FSR, но немного хуже DLSS.

DLSS (сокращение от Deep Learning Super Scaling) — разработка Nvidia, которая, как считают эксперты, на данный момент лидирует в области технологий масштабирования.

Технология DLSS основана на глубоком обучении нейросетевой модели, которая, собственно, и помогает увеличить частоту кадров за счет рендеринга в низком разрешении. Это стало возможным благодаря появлению в видеокартах линейки Nvidia RTX тензорных ядер, отвечающих за математические операции с матрицами данных, — на этом принципе основана работа большинства современных нейросетей, в том числе DLSS.

https://journal.citilink.ru/articles/protestirovali-v-igrah-ps5-pro-i-ps5-stoit-li-obnovlyatsya/

Протестировали PS5 Pro и PS5 в играх: стоит ли обновляться?

История развития DLSS

Первая версия технологии DLSS 1 была представлена в конце 2018 года вместе с видеокартами Nvidia RTX 2000-й серии, поддерживающими трассировку лучей на аппаратном уровне. DLSS первой версии улучшала детализацию при масштабировании картинки, но она адаптировалась непосредственно под конкретную игру и требовала предварительного «обучения» со стороны разработчиков и специалистов Nvidia на основе большой выборки скриншотов в высоком разрешении из данной игры. В силу этого технология DLSS 1.0 имела существенные ограничения и не была достаточно универсальной.

DLSS 2 сделала большой шаг вперед, фактически представив новый алгоритм, не требующий доработки и предварительного обучения под конкретную игру. Можно сказать, что DLSS 1.0 была экспериментальной технологией, поддерживаемой несколькими крупными играми. В то время как все последующие версии DLSS основаны на второй версии, дополненные новыми алгоритмами и технологиями.

С выходом новой версии, DLSS 3.0, видеокарты линейки RTX 4000 получили возможность генерировать промежуточные кадры без реального обсчета игровой сцены, что позволило существенно повысить общую частоту кадров.

Эффективность DLSS 3 в сравнении с игрой Cyberopunk 2077 без DLSS в Cyberpunk. Источник: Nvidia

В то же время за счет этого удалось снизить нагрузку на видеокарту по сравнении с «честным» рендером этих кадров. И эта технология стала эксклюзивной для 4000-й серии, так как количества тензорных ядер в RTX 3000 и RTX 2000 недостаточно для анализа игровых сцен и дорисовки промежуточных кадров.

Впоследствии Nvidia выпустила DLSS 3.5, которая получила ряд улучшений по части отрисовки освещения и значительного увеличения четкости отражений благодаря новой технологии реконструкции лучей, попиксельно снижающей количество шумов. И что примечательно, DLSS 3.5 стала доступна для всех видеокарт линейки RTX, начиная с 2000-й серии.

Алгоритмы искусственного интеллекта, отвечающие за повышение детализации кадра, были доработаны и обучены на гораздо большей выборке, чем раньше, что позволило существенно улучшить детализацию изображения при масштабировании картинки и снизить количество артефактов.

Что умеет флагманская DLSS 4.0

Новейшая версия технологии — DLSS 4.0 — представлена вместе с RTX 5000-й серии. Она использует новую модель ИИ для улучшения детализации изображения, получившую название «Трансформер», и это самая прорывная технология на рынке. В том числе за счет нее появилась возможность генерации не одного, а сразу нескольких промежуточных кадров для повышения общей производительности и увеличения FPS, но возможность многокадровой генерации поддерживают только новейшие видеокарты серии Nvidia RTX 5000.

Теперь вместо одного промежуточного кадра можно создать до трех дополнительных кадров между «честно» отрендеренными. Проще говоря, сначала формируется один «честный» кадр, затем до трех сгенерированных и снова «честный». Алгоритмы анализируют сцены и движение объектов, прогнозируя, как изменится картинка в следующих кадрах. Традиционно доступны несколько режимов отрисовки — «производительность» и «качество». Примечательно, что в режиме «производительность» DLSS 4.0 способна выдавать даже более детализированное изображение, чем DLSS 3.5 в режиме «качество».

Текстуры с DLSS 4 выглядят четче, чем в DLSS 3 с пресетом «качество‎»‎. Источник: Reddit

При этом эксперты отмечают, что сгенерированная в режиме DLSS 4.0 картинка может выглядеть даже лучше, чем изначально выводимое изображение в родном разрешении монитора при тех же настройках графики. DLSS 4.0 намного лучше справляется с отрисовкой мелких элементов изображения при масштабировании — тонких линий, быстро движущихся объектов, спецэффектов, листвы, движущихся текстовых строк и так далее, при этом значительно снижая эффект размытия и шлейфов.

Качество текстур в DLSS 4 значительно выше, чем в прошлой версии. Источник: Techspot

Несмотря на все преимущества технологии, включая повышение FPS по сравнению с «честным» обсчетом кадров, у DLSS есть и свои недостатки. Один из них — задержка ввода, поскольку технология продолжает работать, опираясь на «реальную» частоту кадров в игре. Это может стать критичным, если эта частота слишком низкая, тогда управление ощущается «вязким» и плохо отзывчивым.

Частично эту проблему смягчает технология Nvidia Reflex, которая снижает задержку ввода. Однако у DLSS есть и другие нюансы: возможны шлейфы за движущимися объектами, размытие листвы и мелких деталей, а также характерная «шевеленка» в динамичных сценах. Технология также с трудом справляется с полупрозрачными текстурами на дальнем плане — например, проводами, сетчатыми заборами и прочими подобными элементами.

Насколько эффективна DLSS 4.0 в сравнении с прошлыми поколениями

Согласно тестам Nvidia, ПК с видеокартой GeForce RTX 5090 способен в среднем выдавать 289,5 FPS в Cyberpunk 2077 при максимальных настройках графики и разрешении 4K, используя DLSS 4.0 в режиме «производительность» с многокадровой генерацией и включенной реконструкцией лучей, которая улучшает детализацию освещения и четкость отражений. Для сравнения: без DLSS и других технологий, при тех же настройках и разрешении 4K «честная» производительность составляет всего 32,2 FPS.

Разница в производительности в 4K в Cyberpunk 2077 c DLSS и без него. Источник: Nvidia

По мнению профильных СМИ, на данный момент DLSS от Nvidia лидирует среди аналогичных технологий, а новейшая версия, DLSS 4.0, показывает качественный рывок по сравнению с предыдущей версией DLSS 3.5.