Technologie Nvidia DLSS na GeForce RTX v notebooku? Pro mobilní hraní ideální pomocník

Grafiky GeForce RTX přinesly technologii DLSS, která zvyšuje výrazně snímkové frekvence ve hrách díky využití výkonu Tensor jader. Ale zrychlení her na desktopu není její jediné využití. Možná by vás to hned nenapadlo, ale velké využití má DLSS i v herních noteboocích.

DLSS může na notebooku být stejně užitečné, nebo pro někoho možná i užitečnější, než na desktopu. Jeho hlavní funkce zvyšování FPS totiž zůstává, ale v notebooku poskytuje výhody navíc, které ve výkonné stolní mašině na řadu nepřijdou. V herním notebooku vám záleží na tom, jak dlouho dokáže vydržet při hraní na baterii a jak moc se přitom zahřeje.

A přesně s tím DLSS dokáže pomoci, proto je také zahrnuto mezi technologie Nvidia Max-Q, které jsou zaměřené právě na zlepšení mobility výkonných herních strojů, ale i obráceně – na to, aby herních schopností byly lepší i u takových notebooků, které jsou lehké, tenké a vysoce mobilní.

Co je to vlastně DLSS?

Z hraní na konzolích, ale i na PC asi víte, že někdy musíte snížit rozlišení, když vaše GPU nestíhá výkonnostní potřeby náročné hry. Nižší rozlišení znamená, že GPU bude zpracovávat méně obrazových bodů, takže stejnou scénu zvládne s výrazně vyššími FPS. Obraz s nižším rozlišením pak projde zvětšením (škálováním, upscalingem), aby vám pokryl celou obrazovku při původním vyšším rozlišení.

Jenže toto má samozřejmě nevýhodu: upscaling nejen že má pořád nižší kvalitu danou menším rozlišením zdrojového obrazu, ale navíc jsou vidět různé artefakty jako pixelizace (aliasing), ringing a obraz také může být rozmazaný. Je to tedy kompromis, kdy získáte výkon navíc – nebo lépe řečeno se stejně výkonným GPU dostanete víc FPS – ale obrazová kvalita a zážitek utrpí.

Technologie Nvidia DLSS má za cíl dosáhnout ve hrách stejného výrazného zrychlení (výrazně vyšších FPS), ale bez toho, aby tím utrpěl obraz. Klíčem k tomu je využití pokročilých technologií umělé inteligence a specializovaných jednotek, tzv. tensor jader. Ta najdete v grafikách GeForce RTX 2000 a RTX 3000 a jejich výkon měřící se v desítkách až stovkách TFLOPS he to, co dovoluje v reálném čase používat na každý snímek AI technologii, jako je DLSS. DLSS je jednou z největších výhod těchto GPU proti starším bez RTX technologií.

[video width="630" height="354" webm="https://www.cnews.cz/wp-content/uploads/2021/07/geforce-rtx-30-series-laptops-dlss-looping-video.webm" loop="true" autoplay="true"][/video]

DLSS je tvořeno místo obyčejného upscalingu velmi komplexní umělou inteligencí, která oproti obyčejnému upscalingovému algoritmu funguje jinak. Nvidia na firemním superpočítači shromažďuje korpus velkého množství snímků s herní grafikou, na němž je umělá inteligence trénována. Tento korpus obsahuje snímky vykreslené ve velmi vysokém rozlišení (až 16K s kvalitním vyhlazováním), ale zároveň ke každému z nich přísluší také jeho nekvalitní verze, která má nízké rozlišení a aliasing – vypadá tedy zhruba tak, jak by vypadaly snímky, kdybyste pustili hru na nízkém rozlišení kvůli úspoře výkonu.

Nvidia DLSS

Umělá inteligence se pak na těchto snímcích trénuje. Postupným trénováním se učí je zvětšovat a vylepšovat kvalitu – dostane snímek s nízkou kvalitou a učí se jej upravit tak, aby se co nejvíce podobal druhé verzi snímku s vysokou kvalitou. Krása technologie umělé inteligence je v tom, že neuronovou síť lze dlouhým trénováním naučit vylepšovat kvalitu a detaily snímku tak, že je překvapivě blízký tomu, jak vypadá onen vzorový vysoce kvalitní snímek. Upscalování pomocí umělé inteligence je velmi ostré, netrpí klasickým artefakty, které běžně škálování působí, a díky tomu není ihned viditelné, že obraz byl vykreslený na nižším rozlišení.

DLSS takto natrénovanou pokročilou neuronovou síť integruje do hry, kterou hrajete. Síť pak dělá to, v čem byla trénována: ze hry dostává snímky s nízkou kvalitou (kvůli nižšímu vykreslovacímu rozlišení) upravuje a vylepšuje je na vyšší rozlišení, což se naučila při trénování. Tím je proveden upscaling, který je mnohem kvalitnější než s běžnými metodami. Často ho dokonce divák může takto vytvořený snímek preferovat před tím vykresleným nativně ve vyšší kvalitě, protože vedle zvýšení rozlišení DLSS také vyhlazuje aliasing a potlačuje další artefakty.

Temporální rekonstrukce: klíč k překvapivě vysoké kvalitě

Toto ovšem není všechno. DLSS 2.0 a následující verze základní mechanismus dále vylepšily o temporální složku, což přineslo zásadní skok v obrazové kvalitě. V DLSS 2.0 a pozdějších verzích umělá inteligence jako vstup už nepoužívá jen jeden jediný aktuální snímek, ale i předchozí snímky, a to hned několik. DLSS 2.0 zároveň ze hry přebírá informaci o pohybových vektorech, které určují, kde byly objekty, které jsou nyní v určité pozici, situovány na předchozích snímcích. AI díky tomu může při škálování určité části obrazu jako vstup použít nejen její aktuální obraz, ale také obraz na předchozích snímcích, protože díky pohybovým vektorům lze tento objekt na předchozích snímcích nalézt.

DLSS 2.0 přináší řadu zlepšení proti původní verzi DLSS 1.0. Více podrobností v tomto článku.

AI pak dělá to, že kombinuje informace z těchto různých snímků zároveň s tím, jak obraz škáluje. Jde o technologii rekonstrukce obrazu, protože díky tomuto fungování je ve výstupu objekt prokreslený detailněji, než jak ho ukazují jednotlivé vstupní snímky – díky zkombinování informace z několika najednou AI obnoví detaily, které na některých snímcích chybí a běžný algoritmus by je nedokázal vyprodukovat.

DLSS 2.0 proti první generaci zapojuje jako zdroj i temporální sousedy aktuálního snímku

Tato komponenta značně zlepšuje kvalitu, což se pak kombinuje s výhodou pokročilého upscalování pomocí AI. Výsledkem je už velmi kvalitní obraz, který je ještě blíž snímku, který by byl vykreslený se skutečně plným rozlišení. Zatímco původní DLSS pracovalo s omezenými faktory zvětšení, DLSS 2.0 už je schopné dosáhnout velmi vysoké kvality, i když se škáluje 2×. Takže například 4K obraz je v režimu Performance vykreslován jen s rozlišením 1920 × 1080, které potřebuje mnohem méně výkonu, jak nejspíš dobře znáte z benchmarků grafik.

Režim DLSS Quality škáluje jen o polovinu (1,5×, tedy například z 1440p na 2160p neboli 4K), ale právě síla temporální rekonstrukce už u DLSS 2.0 dovoluje používat dokonce i 3× škálování (to dělá režim DLSS Ultra Performance). To znamená, že se z jednoho bodu škáluje a rekonstruuje 9 výsledných bodů a lze tak zobrazovat hru v rozlišení 8K (7680 × 4320 bodů) z reálně vykreslovaného rozlišení jen 2560 × 1440p. To pochopitelně masivně zvýší výkon a umožní vůbec v rozlišení 8K hrát, což by jinak dnešní GPU víceméně nezvládaly. A stále je to s kvalitou překvapivě dobrou na takový faktor škálování, kdy linie zůstávají velmi ostré a obraz realistický, takže v něm při běžném pohledu nejsou ihned jasné projevy toho, že je vykreslován v nižším rozlišení.

DLSS kombinací umelé inteligence a temporální rekonstrukce z více snímků získává výrazně lepší kvalitu obrazu, než je možné s bežným upscalingem

Temporální potlačení shimmeringu: když může DLSS být lepší než nativní obraz

Tato temporální rekonstrukce má navíc i pozitivní efekt, který nejenže kompenzuje negativa upscalingu, ale už přímo dosahuje zlepšení obrazu i oproti jeho nativní verzi. Zkombinováním více snímků totiž DLSS 2.0 také vyhlazuje některé artefakty jako je shimmering, kdy při pohybu kvůli nepřesnostem ve vykreslování hrany objektů vykazují nepřirozené změny mezi jednotlivými snímky.

Tyto chyby DLSS 2.0 vyhlazuje a výsledný efekt může dost pomoci. V situacích, kdy by takové artefakty byly výrazně rušivé, totiž i teoreticky méně kvalitní obraz poskytovaný DLSS může vypadat lépe než nativní na plném rozlišení. Právě proto, že byl působením DLSS odstraněn rušivý artefakt, který v plném nativním rozlišení přetrvává.

Víc FPS je znamená v notebooku delší hraní na baterii

V desktopovém herním počítači se DLSS využívá na to, abyste měli uspokojivou nebo vysokou snímkovou frekvenci tam, kde by to jinak nešlo – protože je hra velmi náročná, protože máte displej s velmi vysokým rozlišením, nebo třeba kvůli náročnosti raytracingových efektů.

V mobilní oblasti i toto hraje roli – nové notebooky mají často 4K obrazovky, které ještě nedávno byly zabijákem snímkových frekvencí i na desktopu. A v noteboocích, kde kvůli omezené spotřebě máme výkonu vždy méně, je to poznat o to víc. S DLSS najednou i s takto jemným displejem můžete hrát rychle jako na notebooku s na výkon mnohem méně náročnou FullHD obrazovkou.

Technologie DLSS přináší neuvěřitelný výkon (testování Nvidie ve vybraných hrách s režimem DLSS Performance)

Jenže ještě zajímavější aplikace nastávají, když hrajete na cestách a nemáte notebook v zásuvce. V té chvíli potřebujete co nejvíce snížit spotřebu, protože s ní nepřímo klesá doba, jak dlouho vám akumulátor vydrží. Zde se DLSS uplatňuje velmi dobře: když totiž se stejným výkonem GPU dokáže vyvinout výrazně vyšší snímkovou frekvenci, tak dokáže i obrácenou věc: dosáhnout stejné snímkové frekvence za spotřebování výrazně menší porce výkonu.

A to je přesně to, co při mobilním hraní potřebujete. GPU totiž k dosažení výkonu vždy musí spotřebovat elektřinu z akumulátoru, takže když od něj vyžadujete méně výkonu, spotřebuje i méně elektřiny. Může se totiž podtaktovat na nižší frekvenci, kde také často může snížit napětí a běžet efektivněji. Snížení výkonu třeba o 20 % tak může snížit jeho spotřebu ještě o vyšší číslo, protože spotřeba roste s výkonem rychleji než lineárně.

V noteboocích se kvůli prodloužení výdrže při hraní používají techniky jako Nvidia Battery Boost, které snižují o něco kvalitu, aby hraní nepotřebovalo tolik výkonu a mohla se snížit spotřeba. DLSS se s nimi přirozeně kombinuje, protože ve spolupráci s nimi dokáže ještě snížit potřebný výkon (a takty/spotřebu), s kterými GPU musí běžet.

Stejné FPS mnohem déle, než budete potřebovat zásuvku

Jinou strategií, kterou hráči často používají, je omezovač FPS, tedy zamknutí snímkové frekvence na určitou maximální hodnotu. A to proto, že pokud zvolíte nějakou komfortní hranici, jako třeba 60 snímků za sekundu, pořád si dobře zahrajete a nebude to o tolik horší, jako třeba 120 snímků za sekundu.

Nvidia Battery Boost

Toto je opět přesně práce pro DLSS: bez něj by třeba GPU ve vašem notebooku těch dejme tomu 60 snímků pořád nedávalo zas tak snadno, takže by muselo běžet poměrně blízko svému maximálnímu výkonu, například na 80–85 %.

Ale když zapnete DLSS, bude mít hra mnohem více FPS při stejné spotřebě a výkonu, takže při zamčení frekvence vám na těch fixních 60 FPS už může stačit třeba jen 50 % maximálního výkonu vaší grafiky. A to může její spotřebu už výrazně snížit, takže budete moci hrát o desítky procent déle, podle náročnosti her a úrovni presetu, který nastavíte.

Šance zazářit i pro levnější a úspornější GPU

Podle toho, jaké máte v notebooku GPU, vám ale i to běžné využití DLSS, kdy na spotřebu nehledíte a jen chcete co nejvyšší výkon, může přijít stejně nebo i víc vhod. Technologie RTX už dnes podporují i poměrně úsporné a dostupné grafické karty jako GeForce RTX 3050 a GeForce RTX 3050 Ti. Ačkoliv jde jen o „padesátkové“ modely, díky DLSS – zvlášť, když vám nebude vadit nastavit režimy Performance nebo dokonce Ultra Performance – už zvládnou i překvapivě vysoká rozlišení.

S DLSS už si najednou můžete troufnout i na rozlišení, která by před příchodem technologií RTX a tensor jader potřebovala o hodně výkonnější kategorie grafik. Výkonnostně jsou to možná právě tyto levnější grafiky a levnější herní notebooky s nimi, které mohou z výrazného zrychlení her díky DLSS nejvíc profitovat – protože tento účinný výkonnostní doping nejvíc potřebovaly.

Her s podporou DLSS pořád přibývá

A těžit z DLSS budou grafiky GeForce RTX moci čím dál víc, protože nejde o jednou hotovou funkci, ale něco, co se pořád vyvíjí a rozšiřuje. Technologie DLSS totiž sice nefunguje automaticky ve všech hrách, ale titulů, kde si ji můžete zapnout, pořád přibývá a do budoucna by se mohlo už jednat o většinu důležitých nových her.

Her s DLSS je již přes 55

Stále přibývají nové hry. Na začátku července dostala aktualizaci, díky níž v ní již můžete hrát s DLSS, populární hra Rust. Jen krátce předtím dostal technologii DLSS také Doom Eternal, Persistence, Rainbow Six Siege nebo No Man‘s Sky a LEGO Builder’s Journey.

Her, kde se dá využít DLSS, by po přidání podpory do Rust snad již mělo být 57 – ale počet se pořád zvyšuje, takže to už brzo nemusí být pravda. Během nejbližších dní podporu dostane (ve chvíli, když si toto přečtete, možná již bude venku) jiná pecka: Red Dead Redemption 2. A s ní rovnou i Red Dead Online. V budoucnu je podpora DLSS potvrzena i pro nejnovější díl herní série Battlefield – nazvaný Battlefield 2042.

Herní enginy umí DLSS, Linux už také umí DLSS

Technologie DLSS by možná brzy mohla dostávat do katalogu her, v kterých vám pomůže, ještě víc titulů. Je totiž již přímo nebo jako plugin integrována do nejpopulárnějších 3D enginů sloužících pro vývoj her, včetně Unreal Engine 4 a nejnověji Unreal Engine 5. Brzo se přidá také další významný engine: Unity 2021.2.

DLSS v herních enginech

Důležitost této integrace je velká: vývojáři her díky ní mají výrazně ušetřenou práci a přidání podpory DLSS do hry už není nijak významné břemeno. Díky tomu by se teď dostane do více a více titulů vyvíjených s těmito rozšířenými enginy. A DLSS dokonce brzo vstoupí i do hraní na Linuxu: linuxové ovladače již nyní podporují DLSS ve hrách používajících API Vulkan přes framework Proton. Brzy by měla přibýt také podpora také pro hry běžící nad API DirectX.

Umělá inteligence se pořád vyvíjí, DLSS už bude jenom lepší a lepší

Velkou výhodu má technologie DLSS ještě v tom, že umělá inteligence, na které je založená, se pořád vyvíjí, protože její trénování pořád pokračuje. Novější hry proto mají tuto technologii v aktuální verzi 2.2 zase o kousek lepší, takže při podrobném porovnávání můžete najít zlepšení proti tomu, jak tato technologie fungovala ve verzi 2.0 po svém uvedení.

Do budoucna můžete čekat, že se detaily a schopnost vylepšit obraz nebo potlačit rušivé artefakty zase zlepší. V obrazové kvalitě, ale dost možná dosáhne pokroků také v dosahovaném výkonu. A v noteboocích tudíž také vaše baterie zase vydrží o něco delší herní seanci.

Notebooky s GeForce RTX, na kterých můžete plně využít výhod Nvidia DLSS, si můžete vybrat například z přehledné nabídky na CZC.cz.