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阻击AMD NV发布提帧新技术适用所有游戏

11月16日NVIDIA一口气发布了两项新技术,都和帧率有关,分别是DLSS 2.3和基于空间缩放技术的NIS(NVIDIA Image Scaling),虽然后者同样用于提升帧数,但区别于DLSS的是,它不需要借助Tensor Core来进行AI学习。所以这意味着几乎所有显卡都能够使用,包括AMD显卡和即将发布的Intel显卡,另外最重要的是它能够支持所有游戏。

怎么样,是不是想到了AMD刚刚发布的FSR技术。其实NVIDIA的NIS技术最早在2019年便推出过,但NVIDIA认为以牺牲画质为前提的提升帧数,其实和调低分辨率效果一样,并不值得推广。但现在NVIDIA更新了空间缩放的算法,使其在画质和性能提升方面做到了较好的平衡。

当然,我认为更重要的因素还是AMD FSR以及Intel Xess的压力,双方都宣称可以支持所有显卡,而NVIDIA的DLSS由于技术原理不同则只能支持带有Tensor Core的RTX系列显卡。

01 DLSS 2.3 更新消除鬼影

下面我们先来看看本次发布的DLSS 2.3,该版本是对之前的DLSS进行技术升级,它更智能地使用了运动矢量来减少重影和提高图像质量。

DLSS 2.3可消除鬼影

不过DLSS 2.3的升级并不是此次发布的重点,官方给出了游戏中的两组对比,在《赛博朋克2077》中,高速行驶的车辆会留下部分残影,而DLSS 2.3则可以使之消除。

看清快速移动的物体

另外在《DOOM》中,燃烧后的火星同样会像打开了运动模糊一样运动,而在DLSS 2.3的升级后,我们能更清晰地看到这些快速移动的物体。

02 NIS 与 DLSS 的工作原理有何不同

需要说明的是,NIS并不等同于DLSS,甚至两种技术的算法和原理也完全不同,尽管NIS更新了图像缩放算法,但最适合的分辨率仍然是4K或者2K,并且NIS的缩放比率也要比DLSS更小。

空间缩放与DLSS的原理不同

首先来看两种算法如果要输出同一帧内容的工作流程,从本质上来说,DLSS是一种时间算法,如上图所示。DLSS生成的图像的原理类似于用相机拍摄长曝光,捕捉的时间越长,收集到的细节也就越多。

在多个不同帧之间,AI会通过运动矢量来跟踪对象并分析数据,并决定如何将它们结合在一起。从上图中的DLSS模型中,可以看到DLSS会通过中间帧和前后帧,收集总共超过600万像素后,再经由AI网络处理,最终输出只有350万像素的图形。

在处理同样一帧的内容上,空间缩放算法(包括AMD FSR和NVIDIA NIS)由于要缩放经过锐化再放大,所以会使用比当前分辨率还低的单一帧。即便在超高质量模式下,空间缩放算法也会使用仅有220万像素的图像,并使用固定的算法,最终输出350万像素的图像。

原生、空间缩放与DLSS三种效果对比

所以图像质量孰高孰低,一目了然。DLSS在演算的过程中应用到了更多前后帧的像素细节,并且AI会判断如何从低分辨率的输入帧,来逐像素来生成更高分辨率的图像。而DLSS的另一个优势就是运动意识,它使用来自前一帧的时间反馈,以及运动对象的运动矢量,以减少由缩放产生的运动伪影。

空间缩放算法则只能取一个像素点附近的低分辨率图像进行采样,然后缩放锐化。但要注意的是,锐化并不能从低分辨率图像中创建额外的细节,只能提高低分辨率信息中,已经存在的细节对比度。

03 如何开启NIS

由于NIS目前集成在GFE驱动中,所以不受游戏限制,但开启的方法这里需要特别说明,在开启NIS后,游戏中不会有明确的选项和标志,需要手动开启。

更新GFE驱动后,在右上角的设置中会新增图像缩放模块,这里可以选择不同渲染分辨率及锐化程度,由于开启NIS后需要在游戏中手动设置分辨率,所以为了方便对比效果,这里选择50%(1920×1080)。

开启图像缩放后,注意左下角会有要求优化所有游戏及应用程序的请求,该优化会在驱动中直接调节游戏分辨率。

如果优化成功后,在每个游戏中可以看到分辨率已经调节为1920×1080,但目前部分支持DLSS和FSR的游戏可能在这里无法自动优化,需要到游戏中手动调节。

因为NIS并不是在游戏中集成的设置,所以为了方便观察是否有效开启,在GFE驱动设置好后,还需要打开NVIDIA控制面板,在管理3D设置中,选择图像缩放,勾选覆盖指示器。

这样打开游戏后,如果NIS已经开启,在左上角会显示绿色的“NIS”标志,如果未开启,标志则是蓝色的,方便观察。

04 原生、FSR、NIS、DLSS画质对比

原理及方法了解了,下面通过游戏实测来进行两种算法的对比,这其中包括原生画质、AMD FSR、NVIDIA NIS、NVIDIA DLSS的几种效果对比。

《终结者:抵抗》画质对比

首先是《终结者:抵抗》中AMD FSR与NVIDIA NIS的两者对比,首先从帧数上,FSR相较原生画质提升154%,NIS提升179%。

从画面上来说,这一组我们主要对比栅栏的细节,因为作为空间缩放算法,这种细线是最容易丢失的,但对于玩家的观感影响也是比较大的。

FSR与NIS相比原生画质都会模糊很多,并且在栅栏的间隙中细节会有部分丢失,但整体效果几乎相同。

《Godfall》画质对比

在《Godfall》中,两种缩放算法的帧数提升依然是巨大的。但在这款AMD优化较强的游戏中,NIS的画质整体给人感觉噪点较多,比如雕像铠甲上的花纹。

《光明记忆:无限》画质对比

《光明记忆:无限》是刚刚发布的一款国产FPS游戏,虽然游戏基本是单人制作完成,但整体质量非常高,目前在steam共有12000篇评测,其中92%为好评,整体评价为特别好评。

光明记忆由于没有FSR选项,我们主要测试DLSS对比NIS的画面效果。在4K原生画质中,帧数为54帧,而DLSS和NIS分别提升为89%和174%。

在这张对比图中,窗户的栅栏非常明显,虽然是DLSS性能模式,但非常完好的保留了这种细线的细节,可以说几乎与原生画质无二,但NIS则会有缺失的部分。

除此之外,包括台阶的线条以及远处石头的轮廓,DLSS性能模式可以说非常接近原生画质了,而NIS则要逊色许多。

这当然不是技术不行,而是算法本身的问题,在这组对比中我们也能看出AI与固定算法的差距所在。

《永恒边缘》画质对比

《永恒边缘》同样是一款小制作游戏,这次我们来对比三种技术之间的差异,在帧数提升方面,FSR、NIS、DLSS分别为72%、79%和49%。

画质上,最右侧的DLSS基本完好的保留了原生画质的细节,FSR的截图从角色的头发细节可以看出锐化过度的痕迹,使用NIS的截图则与FSR正相反,细节的凹凸感少了许多。

也正是测了《永恒边缘》这款游戏,我才发现即使是同样的空间缩放算法,在不同游戏之间的优化也是不同的。

《死亡循环》FSR效果对比

下面我们通过《死亡循环》来详细对比一下DLSS和FSR的不同。在FSR的对比中,主要通过叶片、砖头和壁炉的金属轮廓能够看出差距。在性能模式中,砖头缝隙有着明显的锯齿感,并且金属栅栏以及叶片的边缘也更加模糊。

《死亡循环》DLSS效果对比

《死亡循环》同样提供了DLSS的优化选项,不过该游戏只提供了3种档位。但不知道是优化实在到位还是DLSS技术的提升,如果不是图片大小有差距,我甚至以为这是一张图片。

05 游戏中的滤镜功能

老电影滤镜

另外此次随着驱动的更新,玩家在游戏中可以按“ALT+F3”来呼出滤镜调节菜单,里面不仅包含了各种有意思的滤镜,比如上图的老电影效果,还可以调节游戏画面的锐化程度,并且即时显示,让用户可以根据自己需求来进行微调。

对比+其他元素

甚至滤镜中的效果还可以叠加,比如首先添加分屏功能,在右边画面中还能再添加水墨等其他元素,让用户更直观的了解不同效果的变化,同时对于有视频制作需求的朋友也大有用处。

06 NIS—— 一种折中的解决方案

由于测试时间为功能发布前,所以NIS功能仅在NVIDIA GFE驱动中可以使用,但部分游戏厂商已经将NIS SDK集成在了游戏中,我们还不得而知。

如果玩家使用AMD显卡或后续推出的Intel显卡,在集成了NIS SDK的游戏中同样能够开启,只是没有N卡适用范围广,但N卡目前也是经过改良优化空间算法,再次推出了能够造福全玩家的一种提帧技术。

而在本次的内部培训中,其实NVIDIA方面也多次说明,NIS只是为没有RTX显卡的用户提供的一种折中解决方案,但它的画质表现却远不如DLSS的AI算法来的精细。

最后套用NVIDIA官方的一句话,AI永远在学习,并且AI远比固定的空间缩放算法知道,高分辨率的图像应该如何表现。

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