O que é o NVIDIA DLSS e como ele tornará o Ray Tracing mais rápido?

Na apresentação CES 2019 da NVIDIA, a empresa exibiu uma nova tecnologia chamada DLSS. Em demonstrações, tudo elimina o impacto no desempenho de jogos que permitem novos gráficos de traçado de raios em placas RTX. Mas como isso funciona?

O que é DLSS?

DLSS significa “super-sampling de aprendizado profundo”. Há duas partes nessa ideia, mas vamos nos concentrar no segundo primeiro: super-sampling.

A superamostragem é algo que você pode fazer na sua máquina agora mesmo com muitos jogos. Essencialmente, ele processa o jogo em uma resolução além do que seu monitor pode suportar. Isso parece estranho, mas pode ajudar a suavizar algumas das bordas ásperas em gráficos poligonais. As placas NVIDIA e AMD já suportam essa tecnologia, assim como alguns jogos de PC por conta própria. Para saber mais sobre super-amostragem, confira este artigo.

Agora, para a parte de "aprendizagem profunda". Aprendizagem profunda é algo de um termo nebuloso: basicamente significa toneladas e toneladas de cálculos executados em hardware de alta potência em um processo que melhora com o tempo. Algumas aplicações chamam isso de “inteligência artificial” (IA), mas isso é um equívoco; o sistema não está "aprendendo" em nenhum sentido humano, está ficando cada vez melhor em um processo repetitivo.

O sistema DLSS da NVIDIA executa super-sampling em um jogo específico, repetidas vezes, nas placas gráficas em seus enormes data centers. Ele calcula as melhores maneiras de aplicar a técnica de superamostragem a um jogo com processamento repetitivo nos visuais do jogo - os polígonos e texturas que compõem o que você vê na tela. A parte de aprendizagem profunda do processo entra em jogo aqui; o sistema aprende o máximo possível sobre a aparência do jogo e como torná-lo melhor.

Combine super-sampling para obter linhas de polígonos e texturas mais suaves, com aprendizado profundo para aplicar melhorias gerais em um jogo, e você obterá o DLSS. Técnicas de melhoria de imagem, já calculadas nos datacenters da NVIDIA, são aplicadas dinamicamente através dos núcleos de processamento Tensor no cartão RTX.

Os engenheiros da NVIDIA nos explicaram e demonstraram o processo, executando um benchmark gráfico na CES. As melhorias em uma configuração não DLSS foram impressionantes, com texturas e polígonos mais uniformes e uniformes. Isso era verdade mesmo quando a máquina DLSS estava exibindo seus gráficos em uma saída mais baixa (1080p) do que a máquina não DLSS (1440p).

Como faz um jogo correr mais rápido?

O sistema DLSS aplica melhorias generalizadas aos recursos visuais de um jogo, especialmente se você estiver executando o jogo com os aprimoramentos de rastreamento de raios da NVIDIA habilitados. Ray tracing, introduzido pela primeira vez com as placas da série RTX, permite reflexos mais precisos, sombras e difusão de luz com resultados surpreendentes. Já cobrimos as formas pelas quais o ray tracing pode melhorar o visual do jogo.

Infelizmente, o traçado de raios também aumenta a carga na GPU. A carga é tão alta que muitos jogos ficam abaixo da desejável marca de 60 quadros por segundo, mesmo ao usar as mais recentes placas NVIDIA e componentes de ponta no restante do PC..

O uso das melhorias pré-calculadas do DLSS, que as GPUs RTX nos datacenters da NVIDIA já atingiram o número reduzido, pode suavizar o desempenho de jogos habilitados para RTX. Em sua demonstração do CES, um jogo com traçado de raios e DLSS habilitado jogou dentro de um quadro ou dois do jogo rodando sem qualquer traçado de raio habilitado em tudo. Para simplificar, o DLSS permite que os jogos rodem muito mais rápido com efeitos de iluminação mais sofisticados.

A NVIDIA nos diz que o processo não é perfeito: habilitar o DLSS pode eliminar texturas ou geometrias em alguns casos raros. Mas no geral, a melhoria é dramática e vale a pena permitir, se for uma opção.

Meu cartão pode usar DLSS?

O DLSS é um recurso do núcleo de processamento Tensor proprietário da NVIDIA, presente na arquitetura da GPU Turing nos novos cartões RTX. Se você tiver uma placa gráfica GeForce RTX, poderá usar o DLSS. Se você não fizer, então você não pode. Então, as ainda populares placas GeForce GTX 900 e 1000 não podem tirar proveito do DLSS.

Preciso de uma conexão da Web para usá-lo?

Não. Embora o processo DLSS faça uso de vastas quantidades de enormes farms de servidores NVIDIA com hardware de computação em nuvem repletos de versões industriais de placas gráficas RTX, o processo é executado em seu PC local depois que o sistema é configurado e ativado. Apenas certifique-se de que você está executando os drivers mais recentes.

É meu jogo compatível com DLSS?

Aqui está o problema: a parte profunda de aprendizado do DLSS requer meses de processamento nos data centers da NVIDIA antes que ele possa ser aplicado aos jogos de PC. Assim, para cada novo jogo lançado, a NVIDIA precisa executar seus gigantescos arrays de GPU por um longo tempo para ter o DLSS pronto.

Assim que o trabalho pesado estiver concluído, a NVIDIA atualizará seus drivers de GPU e ativará o DLSS nos novos jogos, quando o desenvolvedor poderá ativá-lo por padrão ou permitir que ele seja uma opção gráfica no menu de configurações. Como o sistema de aprendizado profundo precisa analisar a geometria e as texturas de cada jogo individualmente para melhorar o desempenho desse jogo específico, não há como contornar essa abordagem de “um jogo por vez”. Ele ficará mais rápido à medida que a NVIDIA o melhorar, possivelmente reduzindo o tempo para semanas ou dias para um jogo - mas no momento leva um tempo.

No momento da redação (janeiro de 2019), apenas um jogo tem DLSS que você pode ativar em um PC de jogos em casa: Final Fantasy XV. Mesmo isso está em uma forma beta e só funciona nas resoluções mais altas. Os primeiros testes mostram que, de fato, ele aumenta as taxas de quadros em 10-15 FPS - aproximadamente a mesma quantidade que você perde ao habilitar o rastreamento de raios RTX em outros jogos. (Neste momento, o FFXV não suporta traçado de raios, por isso o aumento de DLSS não está sendo aplicado onde é realmente necessário.)

A NVIDIA anunciou uma lista de outros jogos existentes e futuros que darão suporte ao DLSS - presumivelmente, a empresa está executando seus centros de dados com capacidade de prepará-lo. No momento, a NVIDIA confirmou o suporte a DLSS para vinte e cinco jogos, com títulos notáveis ​​incluindo Lâmina Infernal: O Sacrifício de Senua, ARK: Sobrevivência Evoluída, Coração Atômico, Hitman 2, Mechwarrior V, Campos de Batalha de Playerunknown, Shadow of the Tomb Raider, e Nós, felizes, poucos. Na CES, a empresa também anunciou que Campo de batalha v e o próximo Hino suportará DLSS - o último pode até ter o processamento feito no momento em que estiver pronto para ser lançado.

Os jogos que suportarão efeitos de rastreamento de raios exclusivos RTX e o sistema DLSS de aumento de desempenho são uma lista resumida:

• Hino
• Coração atômico
• Campo de batalha v
• MechWarrior V
• Sombra do Incursor do Túmulo
• Justiça Online
• JX3

Naturalmente, esta lista crescerá à medida que os desenvolvedores se sintam mais confortáveis ​​com o ray tracing, a NVIDIA suaviza e acelera o processo de computação DLSS, e os jogadores de PC exigem acesso a todos os recursos de suas placas gráficas RTX..