在虚幻引擎中探索DLSS 2.0

Nvidia宣布了DLSS 2.0，能够为所有游戏打开这种新的抗锯齿解决方案。不再需要像以前的迭代那样需要特定于游戏的深度学习。对于一个特别令人兴奋的独立开发者来说，进入Nvidia的超级计算机的机会非常渺茫。现在，将DLSS支持添加到虚幻引擎游戏中比以往任何时候都更容易！

除了新的游戏不可知算法外，我们还获得了大大改进的抗锯齿结果，老实说，这在像Control这样的游戏中看起来非常棒，有点令人难以置信（参见Digital Foundry的DLSS比较）。你将有机会通过下面我自己的实验了解DLSS在虚幻引擎中的表现。

为了进行测试，我使用了我的开源SurvivalGame（可在GitHub上找到）和Dekogon Studios的城市地铁列车资产。

什么是 DLSS？

DLSS 代表深度学习超级采样，在 2.0 迭代中，它可以使用 Nvidia RTX 卡的张量核心将较低分辨率的渲染缓冲区升级到所需的“原生”比例，比目前 UE4 中任何现有的高档算法都要好得多。在 DLSS 升级的同时，它正在执行抗锯齿，从而有效地从渲染场景和以降低的输入分辨率进行后期处理中获得性能。这种 AA 解决方案取代了 TAA，因此抖动的材料目前似乎与 DLSS 渲染不同（TAA 会软化抖动模式）。

请记住，混叠本身是在将场景栅格化为像素时发生的。更少的像素会导致更高的混叠，所以如果你问我，DLSS 实际上修复了大多数混叠，而我们提供的输入比原生低得多，这是非常惊人的。

使用DLSS在保持视觉保真度的同时提高性能的游戏是使用UE4构建的《拯救月球》。

开始

在这篇文章中，Nvidia为我连接了RTX显卡，并访问了Github上的虚幻引擎RTX/DLSS分支。有了这张新的显卡，我就可以对阴影、反射、环境光遮蔽，甚至是现在可用的完整路径追踪等进行光线追踪。但实际上最让我兴奋的是DLSS 2.0，它在虚幻引擎的上下文中最少。

内部分辨率会根据 DLSS 质量设置自动缩小。您可以从超性能、性能、平衡、质量和超质量中选择 5 种模式（尽管我的设置“不支持”最后一种模式）。最后，您可以选择锐化输出。

在我的测试中，内部分辨率可以下降到33%（在Ultra Performance中，适用于4K显示器），这大大节省了屏幕空间操作，例如像素着色器，后期处理和光线追踪。即使在性能和质量模式下为 50%，处理的像素仍然减少了 4 倍。从提供的 UI 来看，内部分辨率可以在预定义范围之间动态更改（例如，在质量模式下从 50% 到 69%）我目前不确定 DLSS 如何决定使用哪种确切的内部分辨率。

抗锯齿质量（DLSS 与 TAA）

虚幻引擎的默认抗锯齿解决方案是Temporal AA（TAA），因此这是Nvidia引擎中DLSS的主要竞争对手。

由于DLSS使用较低的内部分辨率，因此真正的测试是它是否可以在提高性能的同时保持最终图像质量。第二个主要好处是它如何扩展到 4K 显示器（不幸的是我的显示器只有 1440p），因为它可以使用更合理的内部分辨率在中档显卡上启用 4K 游戏。

这说明我经常不得不仔细检查屏幕截图，以确保我在TAA和DLSS之间有正确的屏幕截图。下面您将看到一些放大的比较，以便图像大小调整不会干扰，老实说，为了看到差异，这是必要的。

质量几乎相同，天花板灯略有误差，原始纹理中的白线被放大算法吹出，导致明显的条纹。我认为这应该在源纹理中“修复”。

反射看起来略有不同，这个场景在高反射材料上使用光线追踪反射。

DLSS 与 TAA 性能

为了比较质量和性能，我制作了一个快速视频，在3种不同的AA模式（TAA，DLSS质量和性能）之间切换，以查看差异。您会注意到，视觉质量通常很难看到，而帧速率同时有很大的飞跃。我什至认为质量模式在某些情况下可以唤起更高质量的图像（我发现启用 DLSS 后，我的树叶场景“感觉”更清晰）。

数字

请记住，这些数字取自我未优化的场景，以独立模式（在编辑器之外）运行，但不是烘焙版本。打开了几个RT功能来使系统紧张（包括光线追踪反射）。

森林场景（RTX On 2560×1440）

这个场景可能受到光线追踪反射的瓶颈，因此随着内部分辨率的降低，你会看到帧率的巨大提高。

• TAA 基线 ~35 FPS
• DLSS 质量 ~56 帧/秒 （+60%）
• ...平衡 ~65 帧/秒 （+85%）
• ...性能 ~75 帧/秒 （+114%）
• ...超高性能 ~98 FPS （+180%？！ – 在 1440p 上明显模糊，适用于 4K）

地铁列车（RTX On 2560×1024）

相机使用电影纵横比，因此高度为1024p。这个场景使用了类似的RTX设置，甚至在顶部使用了光线追踪的环境光遮蔽。

• TAA 基线 ~38 FPS
• DLSS 质量 ~69 帧/秒 （+82%）
• ...性能 ~100 帧/秒 （+163%）

地铁列车（RTX 关闭 2560×1024）

如果启用任何进一步的RT选项，内部分辨率之间的性能差异似乎有所缩小。虽然这只是一个单一的测试，你的里程可能会有所不同（与所有性能指标一样，GPU是一个复杂的野兽）

• TAA 基线 ~99 FPS
• DLSS 质量 ~158 帧/秒 （+60%）
• ...性能 ~164 帧/秒 （+65%）

渲染通道 （DLSS）

额外的渲染通道发生在后期处理期间，与传统的 AA 解决方案非常相似。在我的Nvidia RTX 2080 Ti上，升级到1440p的成本约为0.8-1.2ms。无论使用哪种质量模式，此数字似乎都是一致的。作为参考，全 1440p 的 TAA 在我的机器上花费大约 0.22 毫秒。

性能总结

DLSS 的性能潜力巨大，具体取决于游戏的渲染瓶颈。将内部分辨率降低 50% 对于支持 RTX 的游戏来说尤其大，因为光线追踪成本高度依赖于分辨率。

从视觉角度来看，光线追踪功能似乎在启用DLSS的情况下也能更好地工作。RTAO（光线追踪环境光遮蔽）与 TAA 结合使用时，会产生几乎像滚动水纹理一样的波浪图案。但是，在性能模式之上启用 DLSS 可以完全消除这些问题，并提供稳定的环境光遮蔽。

结论

在我的整个实验过程中，我对 DLSS 2.0 的结果印象深刻。事实上，这神奇地适用于任何开箱即用的游戏，而无需 Nvidia 超级计算机预处理，这一事实令人印象深刻。

图像质量仍然很高，有时甚至比TAA更清晰。我遇到了一些伪像，与我们全面看到的巨大性能提升相比，它们总体上很小。我很想在4K显示器上测试一下，这是该技术可以更加闪耀的地方。