要更高的图像质量，也要更加流畅的游戏画面，相信这是所有玩家共同的梦想。但通常情况下，任何能够显著提高图像质量的新功能或新技术，都需要以牺牲部分性能为代价。例如，NVIDIA最新一代图灵显卡支持的光线追踪就能大幅提升图像质量，同时也会影响游戏性能。不过，得到AI和深度学习加持的DLSS却能帮助玩家同时兼顾图像质量和性能。经过一年多的学习和改进，DLSS也在多个方面得到升级，并“进化”至DLSS 2.0版本。那么DLSS 2.0究竟能给玩家们带来怎样的游戏体验呢，我们不妨来上一堂理论学习和测试相结合的实验课。 理论课：DLSS 2.0技术特点解析 在使用海量数据进行训练之后，DLSS已经在功能、图像质量和游戏性能得到升级。在理论知识学习部分，我们不妨从开启/关闭时的效果预览、升级前后的区别和工作原理这3个部分来了解一下DLSS 2.0。 DLSS
2.0开启/关闭效果预览 从NVIDIA分享的资料来看，在《飞向月球》(Deliver Us The Moon)和《德军总部: 新血脉》（Wolfenstein: Youngblood）中，DLSS 2.0在图像质量方面的表现非常喜人。例如在《飞向月球》中，打开DLSS之后，控制台屏幕上的图像呈现了更多细节。其原因在于，NVIDIA的深度学习算法可分析非常详细的图像序列，所以有时能看到在TAA模式下通常会丢失的细节。
▲ 相比DLSS关闭时，《飞向月球》打开DLSS之后，控制台的屏幕上呈现了更多图像细节。 此外，在《德军总部: 新血脉》中DLSS在图像质量方面的表现也不错。例如在下面两张对比图片中，DLSS保留了管道、栏杆、镜面光等关键线路上的细微渐变和细节。不仅如此，相比TAA模式下的原始图像，DLSS还增强了图片右侧的光栅，以及位于中心的建筑物上的管道。
▲ 在《德军总部: 新血脉》中，DLSS在图像质量上的表现也比TAA模式更加优秀。 除了在图像质量上拥有优异表现以外，DLSS
2.0在游戏性能方面的表现也值得点赞。例如，DLSS大幅提升了RTX
2060和RTX 2060 Super的性能，并让玩家能在开启光线追踪，以1080p/2.5K分辨率下和最高画质设定畅玩《飞向月球》。
▲ 在1080p分辨率下，开启光线追踪和DLSS之后，RTX 2060运行《飞向月球》的帧率达到74fps，比DLSS关闭时的帧率高出32fps之多。 不仅如此，DLSS还完美支持4K分辨率，并为RTX显卡带来约两倍的性能提升。例如在《德军总部: 新血脉》中，开启DLSS之后，全系RTX显卡都能在4K分辨率下给玩家们带来更流畅的游戏体验。此外在同样支持DLSS 2.0的《控制》中，DLSS还能让RTX 2070 Super及以上的显卡，在1440p分辨率下运行这款游戏的帧率达到60fps以上（游戏画质和光线追踪均为最高）。 DLSS升级前后的区别 作为一种AI算法，DLSS一直在学习和改进。那么目前最新的DLSS 2.0版本在哪些方面进行了升级呢？除了在图像质量和性能方面的提升以外，DLSS 2.0还为玩家提供了新的选项——可微调渲染分辨率，从而在图像质量和性能之间找到合适的平衡点。例如在《飞向月球》和《德军总部: 新血脉》中，DLSS就提供了质量、平衡和性能这3种模式，玩家可以根据实际需求进行选择。
▲ 《飞向月球》《德军总部: 新血脉》这两款游戏提供了质量、平衡和性能这3种模式供玩家选择 不仅如此，DLSS 2.0还能支持更多分辨率。例如，目前《古墓丽影：暗影》的DLSS还未升级，RTX 2080及以上显卡在1080p分辨率下运行这款游戏时就不能开启DLSS，而《飞向月球》《控制》《德军总部: 新血脉》支持DLSS 2.0，所以RTX
2080及以上显卡也能够在开启DLSS后，以1080p或更低的分辨率运行这3款游戏。
▲ 目前《古墓丽影：暗影》的DLSS还未升级，RTX 2080及以上显卡在开启DLSS后运行这款游戏时就不支持1080p分辨率。
▲ 《德军总部: 新血脉》支持DLSS 2.0，所以RTX
2080及以上显卡就能在开启DLSS后，以1080p甚至更低的分辨率运行这款游戏。 DLSS是如何工作的 目前大部分游戏在渲染完成后都并非直接输出至屏幕，而是需要进行一系列后处理。比如抗锯齿功能，包含TAA时间抗锯齿、FXAA快速自适应抗锯齿等。然而，这些抗锯齿或者其他优化图像的功能都存在问题，比如造成模糊、错误的处理图形元素等。对这种类型的问题而言，单纯依赖算法是不可能解决的。因为算法不可能知道图像中哪些东西是什么。不过对AI来说，这是一个非常好的应用场合。通过AI的对电脑进行数万、数十万次训练后，AI可以识别出不同的画面元素，并且可以自动补充以产生高质量的图形效果。
▲NVIDIAGeForce
RTX显卡的图灵核心都加入了为深度学习计算提供加速的Tensor Core（中文名为张量核心），借由深度学习带来的AI能力，图灵核心实现名为深度学习超级采样（Deep Learning Super
Sampling，简称DLSS）的技术。 这就是DLSS工作的基本原理。根据NVIDIA的数据，他们先是收集了游戏开启了64倍全屏幕抗锯齿的完美画质作为参考图样，然后获取正常渲染获取的原始图像，接下来训练DLSS匹配完美画质图样，通过每个输入要求DLSS产生输出，测量这些输出和完美画质图样之间的差距，并且根据差值调整网格权重，这个时候DLSS就具备了对某个应用程序画面优化的稳定的模型。 接下来用户通过NVIDIA
Geforce Experience等软件下载这个模型，并将其通过图灵GPU应用在对应的游戏上，就能够实现接近完美画质的图像。不仅如此，图灵核心的Tensor Cores拥有多达110 teraflops（每秒万亿次浮点运算）的专用AI功能计算能力，从而为玩家提供清晰的图像质量和大幅提升的游戏帧率，同时还大幅减少振铃效应或诸如闪屏之类的短暂伪影（英文名为temporal artifacts）。
▲ 图灵是第二个在民用级别GPU中加入张量核心的GPU，第一个是Volta架构的GV100。 实验课—深入探究DLSS 2.0的图像质量和性能表现 在理论知识解析中我们提到，DLSS 2.0可以提供和TAA时间抗锯齿相近的图像质量，同时还可以在开启光线追踪之后大幅提升游戏帧率。在实验环节我们不妨亲自动手测试一下，来看看开启DLSS前后，游戏画面和帧率将会有怎样的变化。 测试平台方面，我们使用的是以英特尔酷睿i9-7900X处理器、X299主板、DDR4 3000 8GB×4内存等硬件组成的平台。此外，为了让大家对DLSS 2.0的性能有更全面地认识，我们会使用包括NVIDIA GeForce RTX
2080 Ti和NVIDIA GeForce RTX 2080 Super在内的所有NVIDIA GeForce RTX显卡进行测试。 测试平台一览 处理器：英特尔酷睿i9-7900X 主板：X299 内存：DDR4 3000 8GB×4 显卡： NVIDIA
GeForce RTX 2080 Ti NVIDIA
GeForce RTX 2080 Super NVIDIA
GeForce RTX 2080 NVIDIA
GeForce RTX 2070 Super NVIDIA
GeForce RTX 2070 NVIDIA
GeForce RTX 2060 Super NVIDIA
GeForce RTX 2060 DLSS
2.0开启前后的图像质量对比 在进行图像质量对比时，我们使用的是NVIDIA
GeForce RTX 2080 Ti显卡。游戏画面设定方面，我们首先将分辨率调至4K（3840×2160），并将《飞向月球》和《德军总部: 新血脉》的画质和光线追踪等级均调至最高，然后再对比DLSS开启前后的游戏画面会呈现怎样的变化。 前文中我们提到，《飞向月球》和《德军总部: 新血脉》这两款游戏提供了质量、平衡和性能这3种DLSS模式，在进行图像质量对比时，我们统一选择“质量”模式。下面我们就通过《飞向月球》和《德军总部: 新血脉》的游戏截图来看看，DLSS 2.0究竟能够给我们带来怎样的游戏画面。
▲ 在《飞向月球》的这一场景中我们可以看到，开启DLSS之后，升降机外墙上的条形纹理更加清晰。
▲ 这是《飞向月球》另一个场景的截图，我们将平板电脑的显示屏放大之后可以看到，开启DLSS之后显示屏上我们可以依稀认出“还记得我们关于”“寻找方法提取其中的全系”等文字。而在关闭DLSS时，平板电脑显示屏上的文字根本无法辨别，这也进一步证明DLSS 2.0确实能给玩家提供更高质量的游戏画面。
▲ 在《德军总部: 新血脉》中，玩家们同样可以体验到DLSS带来的高质量游戏画面。例如对比上面两张截图我们可以看到，在使用TAA时间抗锯齿时，广告牌上的英文字母有明显的锯齿感。而当开启DLSS之后，这种锯齿感明显减弱。
▲ 由于DLSS从大量的超级采样图像中得到训练，这些用于训练的图像体积远超可以实时播放的图像体积，所以DLSS可以为玩家呈现因TAA时间抗锯齿而丢失的细节。例如在开启DLSS时，图中建筑物顶部的天线就能更清晰地呈现给玩家们。 DLSS开启前后的游戏帧率对比 在游戏帧率测试环节，除了前文中提到的《飞向月球》和《德军总部: 新血脉》之外，我们还将对同样支持光线追踪和DLSS的《控制》进行测试。游戏帧率测试将会在4K（3840×2160）、2.5K（2560×1440）、1080p（1920×1080）这3种分辨率下进行，同时上述3款游戏的画质和光线追踪等级均调至最高。需要说明的是，在4K分辨率下，我们会将《飞向月球》《德军总部: 新血脉》的DLSS设为“性能”模式，并在这一模式下测试这两款游戏的平均帧率。而在2.5K和1080p分辨率下，我们则会使用“质量”模式进行测试。此外，鉴于《控制》这款游戏中仅有DLSS开/关选项，所以我们直接测试DLSS开启前后的帧率表现。
在游戏画质和光线追踪等级均调至最高后，我们分别在1080p、2.5K和4K分辨率下对《控制》开启DLSS前后的游戏帧率进行了测试。从测试结果我们可以看到，在1080p分辨率并开启DLSS后，所有参测显卡运行《控制》的综合性能相比开启DLSS前提升约55%，并且RTX 2060也能以74fps的绝对流畅帧率运行《控制》。在2.5K分辨率下，7款参测显卡开启DLSS之后运行《控制》的综合性能比关闭DLSS时提升约81%，同时RTX
2070 Super及以上显卡在这一设定下运行《控制》的平均帧率均达到60fps以上。由于DLSS在显卡负载越高时，DLSS发挥的作用越大，所以从4K分辨率下的测试成绩我们可以看到，7款参测显卡开启DLSS之后运行《控制》的综合性能比关闭DLSS时提升逼近100%。 |
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