DLSS深度学习超级采样是什么？

说到DLSS深度学习超级采样就不得不提到NVIDIA RTX 20系显卡的Tensor Core张量计算单元。Tensor Core是专门为深度学习设计的，有助于提高训练神经网络所需的性能。在加入Tensor Core之后，NVIDIA还为其构建了一个新的神经图形框架Neural Graphics Framework（简称NGX），其可以在游戏中实现诸如DLSS深度学习超采样、AI Super Rez超级分辨率、AI Slow-Mo慢动作、AI InPainting等功能。

DLSS深度学习超级采样从本质上严格来说不是抗锯齿，而是一种超级采样技术，但在使用中和抗锯齿技术有异曲同工之妙。从名字上和早期的抗锯齿方法SSAA（超级采样抗锯齿Super-Sampling Anti-aliasing）有那么一些相似。SSAA是一种简单粗暴的抗锯齿方法，其所有计算均是在本地系统实时完成，虽然效果还不错，但对性能的消耗过于巨大，对于游戏玩家来说并不算一个特别好的选择。

DLSS需要进行深度学习之后才能应用在游戏中

而DLSS采用的方法和SSAA也有那么一些相似，不过其是针对每一个游戏建立起对应的训练网络，收集数千个以64×超级采样生成参考画面，经过对像素点进行64次偏移着色合成输出后，理论上画面细节具有近乎完美的图像效果。同时还会生成正常的渲染图像，然后要求DLSS网络响应输出对应结果，观察与64×超级采样画面差异，调整网络权重，经过多次迭代以后，DLSS自行学习产生的结果将具有与64×超级采样画面相同质量的细节，还可以避免TAA产生的运动模糊等问题。而且其有一个非常很重要的改变就是：显卡不再将所有的运算都在本地执行，通过图灵架构的Tensor Core张量计算单元，跟位于NVIDIA总部的土星-V（Saturn-V）超级计算机(660节点、5280颗V100 GPU核心)来进行深度学习，获得四两拔千斤的效果，通过庞大的AI训练，能够以很小的代价获得更好的采样效果，夸张点说就是以FXAA抗锯齿的性能损失，换回SSAA抗锯齿的画质，听起来是不是很梦幻。这也就是为什么RTX 20系列显卡需要装载Tensor Core的原因。同样，这也意味着DLSS并不能随时开启，必须让游戏先跑出自己的DLSS训练网络，然后通过GeForce Experience分发给玩家，这让DLSS的使用有了不小的限制。

NVIDIA官方表示开启DLSS后在4K下2080Ti能达到1080Ti开启TAA两倍的性能表现

虽然有了两款游戏支持 但仍限制颇多

虽然游戏支持了DLSS，但要体验DLSS却依旧有着颇多的限制。不同的RTX 20系列显卡在《战地5》和《地铁：离去》中开启的条件也是不同的。在《战地5》中要开启DLSS必须先开启DXR光线追踪。而RTX 2080 Ti只能在4K分辨率下开启DLSS，而RTX 2080则可以在2K/4K分辨率开启DLSS，RTX 2060和RTX 2070则可以在1080P/2K/4K分辨率下开启DLSS，似乎越高端的显卡限制越多。

在《地铁：离去》中的限制和《战地5》又略有不同，RTX 2060只能在开启DXR光线追踪时在1080P和2K分辨率下开启DLSS，RTX 2070则可以在1080P/2K/4K分辨率下开启光线追踪的同时开启DLSS，4K分辨率下关闭DXR光线追踪也可以开启DLSS。而RTX 2080和RTX 2080 Ti则只能在2K/4K分辨率下开启DXR光线追踪时开启DLSS和4K分辨率下关闭DXR时开启DLSS。限制条件相对于《战地5》来说更加混乱。

虽然对于这样的限制目前NVIDIA没有让人非常信服的解释，但是也可以看出DLSS在目前来说成熟度还不够，还处在需要大量学习的阶段。

游戏实测 开启DLSS帧速有大提升

测试平台：

CPU：Intel 酷睿i7-8700K

内存：技嘉AORUS RGB DDR4 3200 8GB × 4

主板：技嘉Z390 AORUS PRO WIFI

硬盘：西部数据Black NVMe SSD 1TB

显卡：技嘉AORUS GeForce RTX 2080Ti XTREME大雕

         技嘉AORUS GeForce RTX 2080小雕

技嘉GeForce RTX 2070 GAMING OC WHITE

技嘉GeForce RTX 2060 GAMING OC PRO 6G

电源：航嘉MVP K850

操作系统：Windows10 64bit 1809 专业版

显示驱动：419.17

3DMark DLSS测试

从3DMark的DLSS测试中我们可以看到，DLSS对于帧速的提升非常巨大，特别是在4K分辨率下有接近翻倍的帧速提升（RTX 2060在4K下的表现没有参考意义），表现非常强势。

《地铁：离去》游戏测试

在游戏测试中开启DLSS后和3DMark测试一样帧速得到了提升，但实际游戏中帧速提升没有3DMark中那么明显，不过依旧是在4K分辨率下提升的幅度最大。在2K和1080P分辨率下，提升幅度没有3DMark中那么明显，这或许也是DLSS最开始并不支持低分辨率的原因之一。这也就是说，对使用甜品级的RTX 2060的玩家来说，如果想要指望DLSS来提升开启光线追踪后的游戏性能体验，那么目前还无法获得颠覆性的体验，只是锦上添花罢了。

画面效果对比 DLSS可能有些糟

既然帧速上有不小的提升，那么DLSS在画质方面的表现又如何呢？我们在大家熟悉的《战地5》中进行了画面对比。设置方面我们采用了最高画质，DXR光线追踪质量最高。从三个分辨率下的画面质量对比可以看到，在1080P分辨率下开启DLSS后，场景中的画面变得比较“朦胧”，树叶和树枝变得比较模糊，和TAA抗锯齿相比锐度降低了不少。2K分辨率下，这个现象得到了一定的缓解，但物体边缘看上去仍然比较“糊”。4K分辨率下的情况就好了很多，部分场景不细看已经无法区分和TAA的差别。

开启DLSS后，树叶的锐度明显低于关闭时的表现

从这个对比可以看到地面材质和树枝在开启DLSS后也变得有些模糊

从目前的体验来说，DLSS在游戏中的画面表现可以说是不太尽如人意，这和DLSS的工作原理有着很大的关系。而NVIDIA官方也曾表示过DLSS在高分辨率下会比较优秀。

总结：4K光追好搭档但画质仍需提升

从测试中我们可以看到，DLSS确实是光线追踪的好搭档，在光线追踪上损失掉的帧速通过DLSS能补回来不少，但是目前的画面表现确实有些让人无法接受。现在DLSS目前在游戏上的“深度学习”时间还不够，无法为玩家提供足够的画质支撑。目前看来，4K分辨率下还可以尝试，但1080P下无论是帧速还是画质都无法让人觉得满意，不值得推荐开启。虽然我们支持NVIDIA不断在技术上进行创新的态度，但是对于玩家来说，落到实处的创新才更有意义，DLSS显然还需要更多的时间和进一步的进化来证明自己的实力，否则恐怕又会变成下一个PhysX。不过好在NVIDIA也承诺过要优化低分辨率下的表现，我们也期待DLSS 能为主流玩家带来更大的价值。