在昨日的科隆遊戲展上，英偉達發布了全新 DLSS 3.5，該技術引入了光線重建技術，通過 NVIDIA 超級計算機訓練的 AI，可為密集型光線追蹤遊戲和應用創建更高質量的光線追蹤圖像。
NVIDIA DLSS 3.5深度講解：藉助 AI 提升光線追蹤
DLSS 3.5技術介紹
NVIDIA 是 AI 硬件和軟件的先驅，為各行業帶來令人難以置信的突破。 NVIDIA DLSS 是我們最早推出的主要 AI 算法之一，於五年前推出，通過GeForce RTX GPU 所搭載的 Tensor Core 實現神經渲染來提高性能。
自首次發布以來，DLSS 背後的 AI 模型一直在不斷學習，從而帶來更好的結果和新的創新，從而進一步提升性能：
如今我們再次推進渲染技術並推出了 NVIDIA DLSS 3.5，該技術採用光線重建技術，這是一種新的 AI 模型，可為密集型光線追蹤遊戲和應用創建更高質量的光線追蹤圖像。
“心靈殺手 2 (Alan Wake 2)”、“賽博朋克 2077 (Cyberpunk 2077)”、“賽博朋克 2077：往日之影 (Cyberpunk 2077: Phantom Liberty)”、“傳送門 RTX 版 (Portal with RTX)”、Chaos Vantage、D5 渲染器和 NVIDIA Omniverse 都將在今年秋季支持 NVIDIA DLSS 3.5。
在“賽博朋克 2077：往日之影 (Cyberpunk 2077: Phantom Liberty)”的獨家全新預告片中，您可以親身體驗以下優勢：
“藉助 DLSS 3.5 的智能技術和 AI 渲染力，您可以在“賽博朋克 2077：往日之影 (Cyberpunk 2077: Phantom Liberty)”的最新遊戲場景“狗鎮”中獲得出色體驗 — 獲得更清晰的畫面、更準確的照明和更高幀率。” — CD PROJEKT RED 藝術副總裁兼全球藝術總監，Jakub Knapik
要了解光線重建的優勢，我們先來看看光線追蹤是如何工作的。
首先，遊戲引擎生成場景的幾何圖形和材質，所有這些都具有基於物理性質的屬性，這些屬性會影響場景的外觀以及光線與場景交互的方式。然後，從相機的視角發射採樣光照，確定場景中光源的屬性以及光線照射到材質時的反應。例如，如果光線照射到鏡子上，就會生成反射。
然而，對屏幕上的每個像素髮射光線對計算的要求過高，即使對於需要在幾分鐘或幾小時內計算場景的離線渲染器也是如此。因此，必須使用光線採樣 — 它們向場景中的各個點發射少量光線，作為場景照明、反射率和陰影的代表性樣本。
輸出是帶有間隙和嘈聲的斑點圖像，足以確定光線追蹤時場景的外觀如何展現。
為了填充未計算光線追蹤的缺失像素，人工設計的降噪器使用兩種不同的方法：在多幀中依時累積像素，或對其進行空間插值以將相鄰像素混合在一起。通過此過程，帶噪聲的原始輸出會被轉換為光線追蹤圖像。
這些降噪器針對場景中存在的各種類型的光線追蹤照明進行人工調整和處理，增加了開發過程的複雜度和成本，同時為了使圖像質量最優多個降噪器通常同時工作，這降低了重度光線追蹤遊戲中的幀率。
每個需要人工設計的降噪器都會累積多幀的像素以增加細節，實際上是借取過去的光線，但仍存在引入鬼影、消除動態效果並降低其他效果的風險。
圖像放大是光線追蹤照明管線的最後一個階段，也是以高幀率體驗細節豐富、要求嚴苛的遊戲的關鍵。但隨着降噪消除或降低效果質量，圖像放大器所使用的精細細節(稱為高頻信息)被去除，使得需要人工調整的降噪器的局限性被放大。
DLSS 3.5 引入了光線重建技術，這也是進階版 AI 驅動的神經渲染器的一部分，通過將需要人工設計的降噪器替換為 NVIDIA 超級計算機訓練的 AI 網絡(在採樣光線之間生成更高質量的像素)，為所有 GeForce RTX GPU 提升光線追蹤圖像質量。
DLSS 3.5 訓練的數據量是 DLSS 3 的 5 倍，可識別不同的光線追蹤效果，從而可使用時間和空間數據做出更明智的決策，並保留高頻信息以實現更高質量的升級。
光線重建使用離線渲染圖像進行訓練，這需要比實時遊戲所需的更多的計算能力，光線重建可以從訓練數據中識別光照模式，例如全局光照或環境光遮蔽的光照模式，並在您玩遊戲時在遊戲中重新創建這些模式。其最終效果比需要人工設計的降噪器更出色。
在“傳送門 RTX 版 (Portal with RTX)”中，關閉 DLSS的情況下，降噪器難以處理空間插值，無法混合足夠的像素，從而產生斑點效果。此外，降噪器無法從之前的幀中累積足夠的優質像素，導致光線上出現沸騰效果。開啟 DLSS 3.5 后，它可以識別與反射相關的特定模式，並保持圖像穩定，同時混合相鄰像素以生成高質量的反射。
在“賽博朋克 2077 (Cyberpunk 2077)”的以下場景中，汽車周圍不準確的車頭燈照明是由於人工設計的降噪器引入了前一幀中不準確的光照效果造成的。DLSS 3.5 準確地生成光照，因此您可以識別出車燈的光束，並看到光線在車前路邊反射。
“賽博朋克 2077 (Cyberpunk 2077)”中的夜之城街道充滿了旋轉廣告牌和霓虹燈的反射。通過開啟 DLSS 3.5，整個城市的畫面質量和清晰度得到了大幅提升：
創意應用的內容種類繁多，傳統降噪器很難調整這些內容，因為它們需要針對每個場景進行人工設計。因此，在預覽內容時，你會得到次優的圖像質量。 藉助 DLSS 3.5，AI 神經網絡能夠識別所有類型的場景，在預覽時生成高質量圖像，而無需投入數小時進行最終渲染。 D5 渲染器是一款面向建築師和設計師的行業領先應用程序，將於今年秋季支持 DLSS 3.5。
“DLSS 光線重建與 D5 渲染器的集成是我們繼 DLSS SR 和 FG 之後與 NVIDIA 進行的第三次技術合作，這進一步提高了 D5 渲染器實時渲染功能的圖像質量。我們期待在未來與 NVIDIA 一起探索更多的可能性。” — D5 渲染器副總裁兼市場營銷負責人，Jessie Huang
藉助 DLSS 3.5, 我們將在您喜愛的遊戲中已有的深受玩家喜愛的增強功能的基礎上，進行免費升級，以提供更快、更好的遊戲體驗。
得益於 RTX，您的 PC 或筆記本電腦相當於同時擁有 2 種計算機的能力 – 第一個是 NVIDIA 超級計算機，它使用數十億個數據點訓練 DLSS AI 模型，以提高性能和圖像質量。 第二個來自您的 GeForce RTX 顯卡，配備專用的 Tensor Core，用於在內容中執行 AI 模型，加上專用的 RT Core、Shader Execution Reordering(着色器執行重排序)等創新技術，以及每個 RTX GPU 的原生功能，可提供一流的光線追蹤。
在“賽博朋克 2077 (Cyberpunk 2077)”中，如果沒有 AI 的強大功能，過載模式提供的精美全景光線追蹤將無法流暢運行。DLSS 超分辨率 (SR) 可從較低分辨率的輸入中重建 4K 圖像，從而實現性能提升和出色畫質。
為了在最苛刻、動作激烈的遊戲時刻進一步提升性能，我們在 GeForce RTX 40 系列 GPU 上啟用了 DLSS 幀生成 (FG)，它可以分析連續幀，以創建更多幀，從而進一步提高流暢度。
現在，NVIDIA DLSS 3.5 通過用光線重建 (RR) 替代多個需要人工設計的降噪器，進一步提高了光線追蹤效果的畫質。
DLSS 3.5 結合了超分辨率、幀生成和光線重建，與原生 4K 關閉 DLSS 渲染相比，可將“賽博朋克 2077 (Cyberpunk 2077)”幀率提高 5 倍。
請注意，具有多種光線追蹤效果的遊戲可能會有多個降噪器，這些降噪器被單個光線重建神經網絡取代。在這些情況下，光線重建還可以提升性能。在光線追蹤密集程度較低且降噪器較少的遊戲中，光線重建可提高圖像質量，但可能會輕微產生性能成本。
GeForce RTX 40 系列用戶可以將光線重建與幀生成相結合，以實現令人驚嘆的性能和畫質，而 GeForce RTX 20 和 30 系列用戶可以將光線重建與超分辨率和 DLAA 一同開啟。
光線重建可以在支持 DLSS 3.5 的光線追蹤遊戲中開啟。採用 DLSS 3.5 的光柵遊戲還支持超分辨率和 DLAA 的最新更新，但由於沒有光線追蹤效果，所以不會受益於光線重建。
DLSS 3.5 將於今年秋季登陸各大遊戲和應用
“心靈殺手 2 (Alan Wake 2)”、“賽博朋克 2077 (Cyberpunk 2077)”、“賽博朋克 2077：往日之影 (Cyberpunk 2077: Phantom Liberty)”、“傳送門 RTX 版 (Portal with RTX)”、Chaos Vantage、D5 渲染器和 NVIDIA Omniverse 將於今年秋季支持 NVIDIA DLSS 3.5。請參閱我們的 Gamescom 2023 RTX 遊戲和應用公告文章，詳細了解每款遊戲和應用集成 DLSS 3.5 的更多信息。
五年前，我們開啟了革命性的征程：通過神經渲染和人工智能重新定義圖形。DLSS 已取得了很大進步，而今開啟 DLSS 已成為最佳遊戲方式。更身臨其境、更逼真的體驗現在依賴於 AI 的強大功能，而 AI 對圖形的變革性影響才剛剛開始。我們迫不及待地想知道五年後的變化。
與此同時，已有超過 330 款已發布的遊戲和應用通過支持 NVIDIA DLSS 來提升您的體驗。幾乎每周都會有新的 DLSS 遊戲發布，您可以在此處了解相關新聞 – 只需每周回到我們的 DLSS 頁面，了解最新發布的遊戲和集成;本周在 Gamescom 2023，我們宣布了新的 DLSS 3 遊戲，包括“使命召喚：現代戰爭 3 (Call of Duty: Modern Warfare III)”、“收穫日 3 (PAYDAY 3)”、“堡壘之夜 (Fortnite)”以及前面提到的“心靈殺手 2 (Alan Wake 2)”。在每款 DLSS 3 遊戲中，您還可以開啟 NVIDIA Reflex 提高遊戲響應速度。在此處獲取所有詳細信息。
DLSS 3.5支持遊戲
“心靈殺手 2 (Alan Wake 2)”
“賽博朋克 2077 (Cyberpunk 2077)”
“賽博朋克 2077：往日之影 (Cyberpunk 2077: Phantom Liberty)”
“傳送門 RTX 版 (Portal with RTX)”
Chaos Vantage
D5 渲染器
NVIDIA Omniverse
都將在今年秋季支持 NVIDIA DLSS 3.5。
