DLSS 4.5 w końcu kompletny? Testy nowego Ray Reconstruction

Półtora roku temu, podczas premiery DLSS 4.0 (pierwszy model transformacyjny - pisałem o nim w recenzji GeForce RTX 5090) poprawiono też działanie Rekonstrukcji Promieni, choć niestety w przypadku tej techniki wzrost jakości nie był aż tak spektakularny, jak w przypadku prostego upscalingu. W efekcie najnowsze gry stawiały nas - graczy posiadających RTXy - przed dylematem: wybrać ogólnie bardziej realistyczny i ładniejszy Path Tracing (który ostatnio coraz częściej wymusza aktywację Rekonstrukcji Promieni), czy pozostać przy skromnych efektach podstawowego śledzenia promieni, ale cieszyć oczy dużo wyższą ostrością i stabilnością obrazu generowanego przez samo DLSS 4.5 Super Resolution (abstrahując już od kolosalnego zysku na wydajności w tej drugiej opcji, gdy rezygnujemy z Path Tracingu). 

Jeżeli na tym etapie nie do końca wiecie, czym jest DLSS Ray Reconstruction, to na szybko wyjaśniam - to autorski model łączący w sobie funkcję odszumiającą i upscalującą, oczywiście bazujący na sieciach neuronowych obsługiwanych przez rdzenie Tensor na kartach NVIDIA GeForce RTX. Model ten znacznie szybciej i precyzyjniej obrabia surowy obraz wygenerowany przez silnik gry z wykorzystaniem Path Tracingu. Obraz jest mniej zaszumiony, światło działa stabilniej, cienie są lepiej zarysowane, a wszystkie efekty świetlne, w tym przede wszystkim odbicia, działają nieporównywalnie responsywniej, dając ostrzejszy obraz w ruchu i natychmiastową reakcję na zmiany oświetlenia. 

Wszystko to zwykle minimalnym kosztem wydajności (jako że odszumianie realizowane jest równolegle z upscalingiem, zatem obie funkcje działają na niższej rozdzielczości bazowej), a bywało i tak, że na kartach z mniejszą ilością vRAM DLSS RR oferował nawet znaczny wzrost wydajności względem "fabrycznego" odszumiania (co odkryłem testując na premierę Alan Wake 2). Po przejściu na DLSS 4.0 wzrosły wymagania sprzętowe samej technologii - tak pod względem pamięci graficznej, jak i mocy obliczeniowej. Najnowszy wariant bazujący na modelu transformacyjnym 4.5 do optymalnej pracy wymaga wsparcia dla obliczeń z precyzją FP8, którego nie posiadają karty z serii RTX 20/30 i na nich spadek wydajności będzie jeszcze większy (muszą wykonywać bardziej złożone obliczenia). 

Najnowsza odsłona Rekonstrukcji Promieni odpowiada drugiej generacji modelu transformacyjnego w DLSS Super Resolution (pracuje na 20 proc. większej liczbie parametrów), ale oczywiście tutaj model AI robi znacznie więcej i wyuczony jest pod kątem zupełnie innej pracy (upscalowanie innego obrazu źródłowego). Podobnie jednak jak w przypadku pokazanego w styczniu nowego upscalera, mamy tutaj do czynienia z wyprowadzeniem mapowania tonów na koniec kolejki renderowania, co pozwoli uzyskać większą dynamikę obrazu i zachować dużo więcej drobnych świecących detali (efektów cząsteczkowych). 

NVIDIA podtrzymuje swoje stanowisko i najnowszy model DLSS RR nadal ma być wspierany przez wszystkie karty graficzne z rodziny NVIDIA GeForce RTX. W mojej prywatnej ocenie śmiem powątpiewać w użyteczność tej funkcji na kartach z 6 GB vRAM (pierwszy RTX 2060 oraz okrojona wersja RTX 3050, a także część mobilnych RTX-ów), jako że zwyczajnie taka ilość vRAM nie pozwoli nawet uruchomić Path Tracingu, a ilość jednostek CUDA w tych kartach i tak wyklucza płynną grę w takich ustawieniach, ale cóż - w teorii się da. Rozsądnym minimum do komfortowego używania tych funkcji pozostaje GPU z 12 GB własnej pamięci. 

Pisząc krótko - nie. O ile Radeony nie słyną z wydajności w tych najwyższych ustawieniach obrazu (Path Tracing), to w niektórych grach można go również na nich aktywować. DLSS w każdej odmianie do poprawnego działania wymaga jednostek Tensor, a tych nie ma na kartach AMD. Posiadacze tych kart są zdani na łaskę alternatywnego pakietu FSR 4 (Redstone) i zaimplementowanego w nim Ray Regeneration. Niestety, mimo iż od jego debiutu minęło już pół roku, 'biblioteka' wspieranych gier nadal ogranicza się do pojedynczej pozycji – Call of Duty: Black Ops 7 (i to tylko w trybie multiplayer). Trudno więc na ten moment traktować rozwiązanie 'Czerwonych' jako realną alternatywę dla dojrzałego DLSS 4.5.

Nowa funkcja stanowi bezpośredni rozwój już obecnego modelu DLSS 4.0 Ray Reconstruction i każda gra wspierająca poprzedni model pozwoli też na aktywację najnowszego jego wcielenia, z tym zastrzeżeniem, że zwykle nie zrobi się to automatycznie. Starsze gry mogą wymagać wymuszenia przez NVIDIA App najnowszego modelu DLSS Rekonstrukcja Promieni na ustawieniach F (to nowy preset odpowiadający za model transformacyjny 2. gen. w przypadku DLSS RR). Ustawienia te można też wymusić jako globalne, analogicznie jak w przypadku opisanego wcześniej Dynamicznego Multi Frame Generation x6.

Do testów jakości oprawy wybrałem gry, w których osobiście najbardziej doskwiera mi specyfika działania. Dosyć już leciwy, ale dalej zachwycający oprawą graficzną (po aktywacji Path Tracingu) Alan Wake 2, nowszy Indiana Jones oraz tegoroczne hity - Pragmata i Resident Evil Requiem. Nie zabrakło też legendarnego już Cyberpunk 2077, którego NVIDIA traktuje trochę jak swoje demo technologiczne. W każdej z nich zmiany były widoczne gołym okiem i zawsze były bardzo pozytywne - aby w pełni wam zobrazować te różnice, przygotowałem nie tylko zdjęcia, ale też kilka krótkich porównań w formie filmów - zachęcam do klikania, bo pokazują więcej niż obrazy.

Jednym z głównych grzechów DLSS Ray Reconstruction od zawsze było większe smużenie za kontrastowymi obiektami - tak tymi przemieszczającymi się w tle, jak i za naszym protagonistą. W przypadku Alan Wake 2 efekt ten jest dosyć mocno dostrzegalny, zwłaszcza gdy postać stoi bezczynnie i samodzielnie lekko się porusza. Odświeżona Regeneracja Promieni robi tu znacznie lepszą robotę i smużenia nie da się dostrzec bez użycia lupy. Jeszcze ciekawiej jest w przypadku Cyberpunk 2077, w którym piesi obserwowani z daleka lubili pozostawiać za sobą powidok długi na kilka metrów albo całkowicie się zakamuflować po wyjściu zza przeszkody. Teraz obraz jest czysty jak w grze bez RR (zachowując wszystkie korzyści płynące z jego aktywacji).

Path Tracing (ogólnie) ma to do siebie, że generalnie renderuje dużo mniej informacji dotyczących tekstur, które w grach obecnie potrafią mieć bardzo wysoką rozdzielczość. Wynika to z ilości promieni, które faktycznie tworzą obraz (oświetlają scenę) i właśnie na barkach technik, takich jak Ray Reconstruction, spoczywa odzyskiwanie tych detali. Najnowszy model poczynił tu ogromny postęp, co łatwo zaobserwować nie tylko w Alan Wake 2, ale też w opartym o zupełnie inny silnik Indiana Jones. Przyjrzyjcie się teksturom podłogi, ale też innych obiektów.

Jedną z rewolucyjnych zmian w jakości oprawy, które wprowadziła już pierwsza wersja Rekonstrukcji Promieni była ostrość odbić - zwłaszcza tych, które faktycznie mają być wyraźne - zwykły denoiser w ruchu robi z nich niewidoczną papkę. Okazuje się, że na tym polu było jeszcze sporo do poprawy i nowy model oferuje realny wzrost jakości tych newralgicznych fragmentów obrazu, co widać w każdej testowanej grze, ale najlepiej chyba w Pragmacie, w której dosłownie całe otoczenie jest mniej lub bardziej refleksyjne i z nowym DLSS 4.5 RR ma się wrażenie, jakby człowiek sobie przypomniał, żeby założyć okulary korygujące.

Jest też pewna poprawa w jakości odbić w faktycznych lustrach (Resident Evil/Alan Wake 2), ale tutaj nadal daleko do ideału. Ostatecznie ogromnie zyskują też duże połacie wody - w szczególności w Indiana Jones zrobiło to na mnie duże wrażenie podczas pływania łódką w ostatniej lokacji. 

Wprowadzenie drugiego modelu transformacyjnego do DLSS Super Resolution (upscalera) właśnie w tej kwestii poczyniło ogromne zmiany. Zamiast wykonywać mapowanie tonów na małym źródle z silnika gry, jeszcze przed odszumianiem i przeskalowaniem, teraz jest ono generowane po tym, jak DLSS 4.5 skończy z daną klatką. Ma zatem do dyspozycji znacznie więcej informacji i poprawa widoczności różnych drobnych efektów jest zaiste znacząca. To samo teraz dotyczy DLSS 4.5 Ray Reconstruction i efekty cząsteczkowe, jak pyłki unoszące się w promieniach światła czy różne iskry, sprawiają wrażenie, jakby nagle było ich cztery razy więcej i były dwa razy jaśniejsze. Nawet lampa w kieszeni Alana faktycznie wygląda jak żarówka, a nie pasek ledowy.

Sprawdziłem, czy w ramach tych zmian responsywność światła w grach nie spadła - to zawsze był mocny atut DLSS RR, sprawiający, że gra wyglądała faktycznie realistycznie. Domyślnie algorytmy odszumiające uwzględniają informacje z wielu poprzednich klatek, zatem nagłe zgaszenie światła nie następuje w ich przypadku zero-jedynkowo. Obraz stopniowo ciemnieje wraz z nadpisywaniem starych próbek nowszymi (już bez światła). Tymczasem Rekonstrukcja Promieni z pakietu DLSS zdaje się brać pod uwagę informacje z gry i jeżeli światło gaśnie, to wszystkie poprzednie próbki lecą do kosza i nie są brane pod uwagę. 

Efekt? Scena reaguje natychmiast na zmianę światła - gasimy latarkę, to robi się ciemno, neon zmienia kolor, to otoczenie też od razu dostaje inną poświatę - to realnie podbija immersję i spieszę przekazać dobre wieści, że DLSS 4.5 Ray Reconstruction nadal działa w tej kwestii wyśmienicie. Poprawiono natomiast retencję mniejszych obiektów świetlnych, co dobrze widać np. w przypadku znikających nagle wiązek laserów w Pragmacie - stary model Regeneracji Promieni (D) potrafił pozostawić je częściowo na ekranie, podczas gdy nowy model (F) nawet takie drobne detale natychmiast wyłapuje i odpowiednio czyści obraz.

Ostatecznie w kwestii jakości obrazu trzeba by powiedzieć jeszcze jedną kwestię - nowy DLSS 4.5 Ray Reconstruction faktycznie korzysta z modelu transformacyjnego drugiej generacji, ale to zupełnie inny model niż w przypadku DLSS 4.5 Super Resolution. Efekty jego pracy mają zbliżony potencjał, ale zdecydowanie nie dadzą tego samego efektu, chociażby dlatego, że bazują na innych obrazach bazowych (zwłaszcza jeżeli dezaktywacja DLSS RR dezaktywuje też Path Tracing, jak ma to miejsce w Pragmacie i Residencie). Porównałem (w Cyberpunk) efekty upscalingu samodzielnego modelu Super Resolution oraz modelu Ray Reconstruction w najnowszych odsłonach i uważam, że nadal samodzielny upscaling daje ciut lepszy rezultat. 

Wynika to również z konieczności zarządzania zasobami, które DLSS RR musi podzielić na kilka zadań, ale cieszy fakt, że różnica jest obecnie tak mała, że zwykle niewidoczna gołym okiem podczas faktycznej gry. Gołym okiem natomiast widać, że zwykły DLSS 4.5 Super Resolution dziedziczy wszystkie problemy standardowego denoisera i przez to obraz generowany przez Path Tracing ogólnie prezentuje się znacznie lepiej po aktywacji Rekonstrukcji Promieni niż po samym procesie upscalingu - niezależnie, czy w tym celu użyjemy DLSS, czy FSR.

Testy jakości obrazu robiłem z pomocą karty z segmentu przemysłowo-profesjonalnego, stworzonej z myślą o pracy z AI, ale okazuje się, że można na niej też odpalać gry - mowa o GeForce RTX 5090 z 32 GB vRAM. Dzięki temu nie musiałem obawiać się o spadki wydajności podczas testów, choć i tak okazuje się, że nowy model Rekonstrukcji Promieni faktycznie nieco obniża FPS. Zwykle jest to spadek o 5 proc., ale bywa też, że płynność spadnie nawet nieco bardziej. Takiego spadku można spodziewać się na wszystkich GPU z serii GeForce RTX 40 i 50, pod warunkiem że wystarczy im vRAM na aktywację bardziej wymagającego modelu - RTX 5060 z 8 GB w Cyberpunk 2077 i w Pragmacie musiał kapitulować, nawet pomimo wybrania średnich detali i mocnego upscalingu w FHD.

Jeszcze gorzej mają się karty ze starszych rodzin, w których przypadku brakuje wsparcia dla obliczeń FP8, i model transformacyjny (czy to Super Resolution czy teraz Ray Reconstruction) znacznie bardziej obciąża GPU. Choć ku mojemu zaskoczeniu, konsekwentnie w przypadku tych kart Rekonstrukcja Promieni w ramach DLSS 4.5 działa lepiej niż poprzedni model DLSS 4.0 (D). Niestety nie na tyle lepiej, aby zaoferować wydajność chociażby na poziomie DLSS 3.5/3.7. Przetestowany GeForce RTX 3060, który to niedawno zaliczył drugą premierę w sklepach, nie cierpi przynajmniej na brak vRAM, który trapi ośmiogigabajtowe RTX z nowszych serii, ale przy jego wątłym zapasie wydajności raczej i tak wyklucza zabawę z Path Tracingiem, nawet w połączeniu z nową Rekonstrukcją Promieni.

Ostatnie testy dotyczyły zużycia stricte pamięci graficznej, na której NVIDIA lubi oszczędzać w przypadku kart dla graczy. Jej zużycie faktycznie wzrosło i w zależności od gry było to zapotrzebowanie na dodatkowy vRAM w zakresie od 200 MB do nawet ponad 1 GB! Dla RTX 5090 nie był to problem i w zasadzie dla RTX 3060 (12 GB) też nie, ponieważ obie karty szybciej dobijały do limitu wydajności samego GPU niż limitu vRAM, ale tego samego nie można powiedzieć o też przetestowanym GeForce RTX 5060 8 GB i w konsekwencji również RTX 5060 Ti 8 GB (pomimo iż ten drugi, w wersji z 16 GB vRAM, wszystkie te gry pozwala odpalić w QHD).

Gra czasem wczyta się płynnie, ale wystarczy chwilę pobiegać i pojawiają się spadki, a czasem nawet całkowity pokaz slajdów. Do tego na karcie z 8 GB vRAM nie mogłem przetestować Indiana Jones (z Path Tracingiem) z uwagi na niespełnienie minimalnych wymagań. A teraz pomyślcie, co by się stało, gdybym chciał jeszcze vRAM obciążyć generatorem klatek... To kolejny przykład pokazujący, że 8 GB to w tej generacji GPU dobra wartość tylko dla handheldów (i słabszego od nich Steam Machine).

Finalnie nowa technologia zrobiła na mnie ogromnie pozytywne wrażenie - jakość obrazu uległa znacznej poprawie i można powiedzieć, że gry z Path Tracingiem dostały właśnie nowy, wyższy tryb ustawień graficznych (dla użytkowników GeForce RTX). Szkoda w tym wszystkim, że NVIDIA nie zdołała tego modelu wypuścić jednocześnie z premierą DLSS 4.5 w styczniu tego roku, tak abyśmy mogli tegoroczne hity od razu ogrywać w tych najwyższych ustawieniach obrazu, bez stawania przed wspomnianym na wstępie dylematem - ostrość czy realistyczność obrazu. 

Obecnie, dzięki DLSS 4.5 Ray Reconstruction tego dylematu już nie ma, przynajmniej dla posiadaczy RTX z serii 40 i 50 z przynajmniej 12GB vRAM. Użytkownicy starszych RTX i tych nowych z 8 GB vRAM, jeżeli nie wymienią karty, będą musieli brać pod uwagę większy spadek wydajności na ich zestawie po aktywacji najnowszego DLSS 4.5 i możliwe, że lepiej będzie wymusić w NVIDIA App używanie starszego modelu (lub po prostu odpuszczenie gry z Path Tracingiem...).

Nie jest to technika dopracowana do perfekcji i widzę tutaj jeszcze pole do poprawy (choćby tego, że odszumiany obraz nie zawsze jest idealnie stabilny w ruchu), ale obecnie to bezsprzecznie najlepsza forma odbioru gier oferujących Path Tracing. Ciekawi mnie też, kiedy i w jakiej formie AMD odpowie na te nowości NVIDII, choć najpewniej będzie to wymagało nowszej generacji ich GPU, która faktycznie poradzi sobie z Path Tracingiem. Czas pokaże.