Průvodce světem technologií NVIDIA: DLSS 3 a Frame Generation – snímky navíc pro plynulejší hraní | Kapitola 2

DLSS a výkon

Jak pomůže generování snímků zvýšit snímkové frekvence, jsem pro ilustraci změřil na GeForce RTX 4070 Ti Super. Ve všech obvyklých nastaveních klasického DLSS jsem změřil, o kolik se zvedne snímková frekvence po zapnutí generování snímků. 

Testováno je ve hře Gray Zone Warfare na třech nejpoužívanějších rozlišeních – 1920 × 1080 bodů, 2560 × 1440 bodů a 3840 × 2160 bodů.

Testoval jsem na sestavě, kterou běžně používáme pro testy grafických karet. Jako procesor posloužil Core i7-13700K se všemi jádry přetaktovanými na 5,2 GHz. V BIOSu je aktivní reBAR. Operační systém je Windows 11 23H2, s deaktivovaným VBS (Virtualization-based Security) pro vyšší herní výkon. Testy probíhaly na ovladačích NVIDIA ve verzi 555.99.

Použitá grafická karta

Pro test je použitá grafická karta Gigabyte GeForce RTX 4070 Ti Super Windforce OC 16G. Je osazená rozměrným 2,5slotovým chladičem s trojicí protiběžných 80mm ventilátorů. Má chladič s velkou měděnou základnou, která kromě čipu chladí i paměti. V zadní třetině karty je chladič volně průchozí pro lepší odvod ohřátého vzduchu přímo nad kartu. Zadní stranu chrání kovový backplate. 

i Zdroj: PCTuning.cz

i Zdroj: PCTuning.cz

i Zdroj: PCTuning.cz

Použité nastavení

Vše jsem testoval s grafikou na maximálních detailech. Gray Zone Warfare má specifikum v tom, že ani na nejnižších detailech není prostředí o mnoho zjednodušené a výrazně méně náročné na rendering. Výraznějšího zlepšení výkonu dosáhnete spíše změnou měřítka rozlišení než snížením detailů. Hra podporuje i režim TSR (Temporal Super Resolution), což je jednodušší alternativa k DLSS přímo od vývojářů Unreal Engine. 

V aktuální verzi ve výchozím nastavení neběží většina z globálních nastavení grafiky bez supersamplingu (upscalingu). Pokud je jako metoda Anti-Aliasingu/Upscalingu zvoleno TSR, mění se měřítko (kvalita upsamplingu) v závislosti na globální úrovni detailů. 

Pro srovnání v nativním rozlišení jsem tedy testoval s globálním nastavením Epic a zvolil režim TSR a s měřítkem na plných 100 %. U testů DLSS se pak měřítko výchozího rozlišení měnilo v závislosti na nastavené kvalitě DLSS.

i Zdroj: PCTuning.cz

i Zdroj: PCTuning.cz

i Zdroj: PCTuning.cz

i Zdroj: PCTuning.cz

V nejvyšším rozlišení 4K jsem navíc otestoval režim DLSS Ultra Performance. Vznikl pro použití v rozlišení 8K a využívá měřítko pouze 33,3 %. V 8K se mírná degradace obrazu tolik neprojeví, protože se při rozlišení 7680×4320 rekonstruuje na obraz s šestnáctkrát vyšším počtem obrazových bodů oproti základnímu Full HD s 1920 × 1080 bodů, a ze stejného důvodu není vhodný na nízká rozlišení.

Při testech jsem pro každé nastavení opakovaně měřil sedmdesátisekundovou procházku kolem plotu u domu blízko výchozího tábora, při níž byla snímková frekvence o něco nižší než na volném prostranství. Na videu je záznam z průchodu testu v nativním rozlišení ve 4K na GeForce RTX 4070 Ti Super.

i Zdroj: PCTuning.cz

S DLSS a generováním snímků i na RTX 4070 Ti Super dosahuje hra při maximálních detailech vysokých snímkových frekvencí i v rozlišení 4K. A zastavím se ještě u rozlišení rozlišení 1920 × 1080 bodů. Na světlejších pruzích je vidět, že hra narážela na limit ze strany procesoru a průměrný výkon byl se všemi řežimy DLSS téměř stejně vysoký. S nastavením DLSS Quality byla průměrná snímková frekvence kolem 107 sn./s. a ani se snížením kvality DLSS se už nedalo dostat výše. Frame Generation vám i v takovém případě přidá pořádnou porci snímků navíc.

Jak je to s kvalitou generovaných snímků?

Na obrázcích níže je ještě pět po sobě jdoucích statických snímků exportovaných ze záznamu. Obnovovací frekvence monitoru byla nastavená na 144 Hz s vynucenou vertikální synchronizací, aby ve snímcích nebyl tearing. Video bylo nahrané na záznamové kartě AverMedia GC573 při snímkové frekvenci 240 sn./s. 

Záznam byl nahrávaný na výkonnější RTX 4070 Ti Super, která v rozlišení 1920 × 1080 s aktivním generováním snímků zvládala maximální obnovovací frekvenci „monitoru“ i s režimem DLSS nastaveným na OFF.

Sekvence pěti snímků začíná renderovaným snímkem, druhý a čtvrtý je snímek generovaný s pomocí DLSS 3 Frame generation. Pro precizní srovnání je opět nezbytné rozklepnout jednotlivé obrázky před odkazy do záložek v plném rozlišení a pohlídat si, zda jsou zobrazené v měřítku 100%, případně je uložit. Pokud je otevřete jenom ve vyskakovacím okně na monitorech s nižším rozlišením, budou pravděpodobně zmenšené a rozostřené interpolací.

i Zdroj: PCTuning.cz

i Zdroj: PCTuning.cz

i Zdroj: PCTuning.cz

i Zdroj: PCTuning.cz

i Zdroj: PCTuning.cz

Na generovaných snímcích je znát, že jsou o něco méně ostré než renderované, ale to si uvědomíte až ve chvíli, kdy záznam krokujete snímek po snímku a srovnáváte rozdíly na úrovni pixelů. Další drobností, které jsem si všiml, je průsvitnější ukazatel snímkové frekvence. Ale to je opět něco, co při 144 snímcích za sekundu nepostřehnete, prostě vypadá trochu průhlednější než normálně. A ještě si lze na generovaných snímcích občas všimnout, že obraz uvnitř kolimátoru přesně neodpovídá tomu, co by za mělo být vidět za jeho sklem. Ale to bylo znát spíš při sklopené zbraní, při míření přes kolimátor už pozadí sedělo lépe. Podobné detaily nemáte šanci na snímku zobrazeném na sedm milisekund zaregistrovat. 

Jak to vypadá v pohybu?

Níže je ještě video v rozlišení 1920 × 1080 bodů. Je na něm srovnání hry v nativním rozlišení s vestavěným vyhlazováním TSR a měřítkem 100 % proti DLSS v režimu Balanced (vyvážený) s aktivním generováním snímků. Záznam se snímkovou frekvencí 240 sn./s se dá jen těžko věrně reprodukovat na většině monitorů a služeb pro sdílení videí vůbec. Je tedy zpomalený na přehratelných 60 snímků za sekundu (ve skutečnosti proběhla otočka čtyřikrát rychleji). Natáčené bylo na levnější 12GB GeForce RTX 4070 Super v provedení Aero od Gigabyte. Abych zamezil tearingu (roztržení obrazu bez aktivní vertikální synchronizace), v-sync jsem vynutil přes ovladače. 

Pokud ani tak nevidíte velké rozdíly, můžete ještě video v přehrávači zpomalit na čtvrtinovou rychlost (a dostanete se tak na 16násobné zpomalení). Na něm už je jasně znát, že je obraz při zhruba 180 snímcích za sekundu značně plynulejší než při 100 sn./s a také je vidět, že kvalita obrazu se dramaticky neliší a generované snímky jsou v tomto případě k nepoznání od těch renderovaných.

Většina lidí bude nejspíš spokojená už s výchozí snímkovou frekvencí 100 sn./s, nižší rozlišení jsem volil hlavně kvůli tomu, že je mezi hráči stále nejpoužívanější. V praxi ke generování snímků sáhnou spíše majitelé širokoúhlých či ultraširokých monitorů se 1440 řádky, s nimiž už nebudou výchozí snímkové frekvence u levnějších karet tak vysoké.

Ne vždy to bude dokonalé

Pochopitelně nastávají i situace, kdy není výsledek interpolace dokonalý. Hůře se vypořádá s tím, když přes obrazovku rychle proletí něco, co překrývá významnou část obrazu. Mezi oběma snímky tak vznikne velký rozdíl a AI musí mezi nim „vymyslet“ nějaký kompromis. A problémy mohou dělat i prostřihy v cutscénách, kdy se dva po sobě jdoucí diametrálně liší. 

Abych lépe vynikly artefakty, které mohou vznikat, vzal jsem RTX 4070 Super a nastavil na ni rozlišení 4K bez DLSS, abych se dostal na nízkou výchozí snímkovou frekvenci kolem 34 sn./s a interpolovaných 53 fps. Počkal jsem na vrtulník, který se mihne přes obraz. Opět série snímků, vystačíme si už i se třemi. První a poslední je renderovaný, uprostřed mezi nimi je generovaný snímek. V něm je vidět, že při velkém poskočení vrtulníku zůstává ve snímku navíc část nohou sedících vojáků, které nejsou dokonale vyretušované.

i Zdroj: PCTuning.cz

i Zdroj: PCTuning.cz

i Zdroj: PCTuning.cz

Proto je pro generování snímků optimální, když interpolace vychází ze snímkové frekvence, při níž mezi snímky nejsou příliš velké rozdíly. A vyšší základní frekvence je dobrá i kvůli rychlejší odezvě.

Nepředstavujte si, že když vám hra na slabší grafice ve 4K běží na základních 15 snímcích za sekundu, s DLSS z toho vyrobíte 25 a s generováním se dostanete na pohodových 45 snímků za sekundu na hraní na 60Hz monitoru. 

Jednak budou v obraze výraznější artefakty způsobené velkými rozdíly mezi snímky, ale hlavně pocítíte delší odezvu – při 25 snímcích za sekundu je většina současných akčních her už jen těžko hratelná právě kvůli tomu, že mají velké zpoždění za myší. Jen čistý rendering snímku zabere přes 40 ms a přidávají se k tomu i další režie na zpracování herního děje. Plynulost se s generováním snímků sice zlepší, ale hra zůstane podobně „líná“ jako s reflexem na základní frekvenci. Reflex může zkrátit frontu pro zpracování, nemůže však zařídit, aby karta dokázala snímek vykreslit v polovičním čase. To už by mohla rovnou místo 25 snímků za sekundu renderovat padesát.

Generování snímků tak má největší přínos v situacích, kdy máte solidní základ a chcete snímkovou frekvenci zvednout třeba kvůli tomu, že se na svém 165Hz herním panelu nechcete dívat na hru na 50 snímcích za sekundu. Ideálně funguje v kombinaci s adaptivní vertikální synchronizací (G-Sync či VRR). Díky ní odpadnou i problémy se zadrháváním obrazu s v-sync, kdy karta nestíhá dokončit snímek před překreslení monitoru a musí jedno překreslení přeskočit. Při adaptivní synchronizaci se vykreslí až ve chvíli, kdy je připravený a výsledek je mnohem plynulejší.

Frame Generation je sice součástí DLSS 3, ale může fungovat i nezávisle na DLSS. Lze jej kombinovat jak s DLSS, tak s DLAA, nebo jej používat v nativním rozlišení či s jinou metodou SuperSamplingu. Na nedostatky v obrazu generovaných snímků ale narazíte častěji než u DLSS, takže byste vždy měli jít nejprve cestou navyšování výkonu s pomocí Super Samplingu a až poté přistoupit k zapnutí Frame Generation.