显卡不再是4K分辨率门槛 解析NVIDIA黑科技DLSS2.0 _ 游民星空 GamerSky.com
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2018年9月20日，NVIDIA推出了新一代的图灵架构RTX 20系列显卡，而和RTX 20系列显卡一起出现的，除了光线追踪技术之外，还有DLSS技术。
DLSS技术，全称Deep Learning Super Sampling，中文名为深度学习超级采样技术，某些游戏中会翻译成NVIDIA超高取样。DLSS是NVIDIA继TXAA之后推出的一种全新独占抗锯齿技术，根据NVIDIA自己的说法，DLSS是利用深度学习和AI的强大功能来训练GPU渲染清晰的游戏图像——简单来说以低分辨率生成图像后放大分辨率，利用AI算法填充细节像素，让低分辨率的渲染细节效果尽可能的接近高分辨率下的原生渲染效果。而且DLSS的运算过程全部在RTX显卡独有的Tensor Core(深度学习)核心单元内完成，所以并不会占用显卡的CUDA通用运算单元，避免了消耗显卡的渲染性能和游戏帧数降低。
根据NVIDIA早期的说法，DLSS的效果会随着深度学习(训练)时间的增加而越来越好，NVIDIA也总是会在最新一版驱动中为RTX系列显卡更新和增加最新的AI算法来优化DLSS的游戏效果。
DLSS神经网络学习(训练)
2020年3月23日，NVIDIA发布了效果更好的升级版DLSS——DLSS2.0。事实上早在2019年12月，《德军总部：新血脉》和《飞向月球》就已经"偷偷"更新了支持DLSS2.0技术的游戏补丁。截止到目前，NVIDIA已经公布支持DLSS2.0的游戏除了《德军总部：新血脉》和《飞向月球》之外，还有《控制》和《机甲战士5：雇佣兵》一共4款，而且虚幻4引擎也已经支持DLSS2.0。
增强版DLSS(DLSS2.0)
DLSS2.0一经推出就受到了国外网友和媒体的一致好评，连著名的数毛社都给出了"DLSS is impressive to the point where I believe you’d be nuts not to use it"这样的"令人惊叹的"“傻X才不用它"的好评。
数毛社如此点评DLSS2.0
所以接下来，就让我们一起来了解一下DLSS2.0，其中包括一些别的媒体没有告诉你们的东西。
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- 第1页：DLSS2.0来了
- 第2页：测试平台介绍
- 第3页：《德军总部：新血脉》DLSS2.0实测
- 第4页：《控制》DLSS2.0实测
- 第5页：《机甲战士5：雇佣兵》DLSS2.0实测
- 第6页：DLSS2.0对画质的影响：渲染分辨率
- 第7页：DLSS2.0对画质的影响：锐化
- 第8页：DLSS2.0对画质的影响：像素填充
- 第9页：最后
测试平台介绍
测试平台
为了向大家展示DLSS2.0的实际游戏效果，我们选择使用了一套Intel处理器/NVIDIA显卡游戏平台：微星Z390暗黑主板搭载一颗Intel八代酷睿处理器i7-8700K，并超频至4.8GHz;内存则为4根美商海盗船的复仇者RGB PRO组成双通道，内存频率为3000MHz;使用金士顿的480G容量A1000系列M.2固态硬盘安装操作系统，并用金士顿的960G容量SUV500系列SATA3固态硬盘转载游戏;散热器为美商海盗船的H100iRGB Platinum水冷散热器。
微星MPG Z390 GAMING PRO CARBON主板
测试显卡使用的是索泰提供的全系列NVIDIA GeForce RTX 20(Super)显卡。
这里需要再次说明的是，DLSS需要利用Tensor Core(深度学习)核心单元进行运算，而Tensor Core和RT Core是RTX系列显卡的特有核心，GTX系列显卡都不具有，所有原则上讲，GTX系列显卡都无法使用DLSS功能，所以GTX系列显卡也不在本次测试的范围之内。
我们选择了《控制》《德军总部：新血脉》和《机甲战士5：雇佣兵》三款游戏来验证DLSS2.0的效果，原因也会在相关游戏介绍部分为大家说明。
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- 第1页：DLSS2.0来了
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- 第3页：《德军总部：新血脉》DLSS2.0实测
- 第4页：《控制》DLSS2.0实测
- 第5页：《机甲战士5：雇佣兵》DLSS2.0实测
- 第6页：DLSS2.0对画质的影响：渲染分辨率
- 第7页：DLSS2.0对画质的影响：锐化
- 第8页：DLSS2.0对画质的影响：像素填充
- 第9页：最后
《德军总部：新血脉》DLSS2.0实测
《德军总部：新血脉》是由Machine Games开发的一款第一人称射击游戏，是《德军总部》系列的最新续作。游戏故事背景设定在《德军总部：新巨人》的19年后的法国巴黎，玩家将扮演传奇英雄B.J.Blazkowicz的双胞胎女儿，在被纳粹占领的巴黎中寻找失踪的父亲。
《德军总部：新血脉》
传闻早在2019年的12月份，《德军总部：新血脉》和《飞向月球》就已经偷偷加入了DLSS2.0技术，而NVIDIA却是在2020年3月23日才发布，感觉有点微妙。而且《德军总部：新血脉》还支持光追特效(同样在2019年12月份通过补丁形式更新加入)——或许很多玩家觉得没什么，但要知道的是《德军总部：新血脉》采用的API是Vulkan，而Vulkan推进组织Khronos Group在前不久才刚刚宣布Vulkan的光追方案，之前NVIDIA的光追方案都是基于微软DX规范中的DXR光追标准。细品之后是不是觉得全是黑科技?
新的DLSS2.0效果被划分为三个级别
NVIDIA将新的DLSS2.0进行了等级划分，分为质量、平衡和性能三个级别，其中质量级游戏画质效果最好，但游戏帧数较低，而性能级反过来，游戏帧数较高但画质效果最差。
4K分辨率游戏帧数实测
2K分辨率游戏帧数实测
1080P分辨率游戏帧数实测
《德军总部：新血脉》游戏系统内默认最高画质设定为"我命休矣”，测试过程中我们选择了次一级的"究极"，但即便如此，在4K分辨率下RTX 2060显卡还是被爆显存，导致游戏帧数断崖式暴跌，这种物理性硬伤即便是DLSS2.0技术也回天乏术。
在4K分辨率和2K分辨率下，开启DLSS之后，游戏帧数大约能提升20%(质量)~50%(性能)，但随着分辨率的降低，游戏帧数变得越来越高，DLSS的效果就越不明显，在1080P分辨率下就基本上只有10%(质量)~20%(性能)的游戏帧数提升。
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- 第6页：DLSS2.0对画质的影响：渲染分辨率
- 第7页：DLSS2.0对画质的影响：锐化
- 第8页：DLSS2.0对画质的影响：像素填充
- 第9页：最后
《控制》DLSS2.0实测
《控制》(Control)是由Remedy工作室制作的一款第三人称视角射击冒险游戏，游戏故事背景为纽约的一个秘密机构在被异世界力量入侵之后，主角杰西·法登在机缘巧合之下成为了机构新局长，并努力让局面重回"控制"。
《控制》
《控制》是目前几款光追游戏中，光追效果做的最好也是最全的一款，玩家不需要刻意寻找就能在游戏中时刻感受到光追特效的魅力。游戏支持DX11和DX12双API，不过仅能在DX12模式下开启DLSS。
DX11模式下无法开启DLSS
NVIDIA对新的DLSS2.0进行了等级划分，分为质量、平衡和性能三个级别，但在《控制》中却换了另一种表示方法——渲染解析度。
《控制》没有提供DLSS2.0等级而是换成了渲染解析度
DLSS技术的基础之一就是低分辨率渲染后再放大，所谓的DLSS2.0等级我们也不妨可以理解成降低到不同的分辨率后再进行渲染的划分级别。新版本《控制》在开启DLSS之后会提供3种渲染解析度选择，分别是66.6%、58%和50%，对应NVIDIA的质量、平衡和性能的划分等级。
老版本中只提供两种渲染解析度选择，分别是66.6%和50%
4K分辨率游戏帧数实测
2K分辨率游戏帧数实测
1080P分辨率游戏帧数实测
在4K分辨率下，DLSS的效果非常惊人，开启66.6%渲染解析度，游戏帧数提高了近80%(RTX 2060夸张到提高了1.25倍)，开启58%则是直接翻番，开启50%提升1.4~1.5倍(RTX 2060翻了两番)，让原来很卡无法流畅游戏的帧数直接华丽变身，变成了RTX 2060显卡"随便玩"4K分辨率。
随着游戏分辨率的降低，在2K和主流1080P分辨率下，DLSS的效果就不再如4K时那么夸张，但也基本保持了50%左右(66.6%渲染)~80%左右(50%渲染)的游戏帧数提升幅度。尤其是1080P分辨率，由于本身帧率较为充沛，DLSS的主要任务只剩下配合光追提升帧率了，不开启光追时RTX 20全系列显卡玩《控制》都轻松有余。
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《机甲战士5：雇佣兵》DLSS2.0实测
《机甲战士5：雇佣兵》是由Piranha Games旗下一个专门制作组开发的一款机甲驾驶模拟游戏，是《机甲战士》系列的复兴之作，玩家在游戏中将驾驶着强大的"萝卜"机器人进行战斗。
《机甲战士5：雇佣兵》
DLSS技术通常会搭配NVIDIA的光追技术一起被游戏开发商加入游戏中，也就是说一般情况下，玩家只能在DX12模式(或者Vulkan)下开启DLSS，以《控制》为例，就只能在DX12模式下开启DLSS而DX11模式下无法开启，但《机甲战士5：雇佣兵》偏偏就是那一个不一样的崽儿——《机甲战士5：雇佣兵》采用的是DX11 API，再次刷新了我对DLSS的认知。这表明了DLSS技术的泛用性，不限定于某种API，关键在于游戏开发者是否愿意在游戏中加入这一技术。
DX11的《机甲战士5：雇佣兵》同样可以使用DLSS
同样，《机甲战士5：雇佣兵》也将DLSS分为了三个级别：QUALITY(质量)、BALANCED(平衡)和PERFORMANCE(性能)。
GTX 1660Super显卡的图像界面则没有DLSS的选项
但需要注意的是，如果使用的是不支持DLSS的显卡，如GTX 16系列和GTX 10系列显卡(没有Tensor Core核心单元)，以及不支持DLSS的版本驱动程序，在画质设定选项界面是看不到DLSS选项的。
4K分辨率游戏帧数实测
2K分辨率游戏帧数实测
1080P分辨率游戏帧数实测
《机甲战士5：雇佣兵》这款游戏的系统方面比较难懂的一点就是，虽然游戏没有设定帧数上限，但是相同视角下会有一个相对的帧数上限，不同场景下的相对上限不同，比如小编选择的场景相对上限为125FPS(其它游戏场景帧数上限可能达到250FPS)，换个场景或者视角游戏帧数会降低或者提高，但只要在显卡性能达到一定级别，即便换成性能更强的显卡，也不会获得比"相对上限"更高的游戏帧数，像是被某种瓶颈卡住显卡的性能发挥。这就导致在降低分辨率后，开启DLSS也无法对比游戏帧数的差异，所以1080P分辨率和部分2K分辨率的测试结果已经不具备参考价值。
在4K分辨率下，DLSS的效果体现最为明显，质量模式下，游戏帧数相比不开提升了大约35~45%，而性能模式下提升幅度大约在65~80%之间，其中提升幅度最大的还是RTX 2060显卡。而当游戏分辨率降低到主流1080P分辨率后，RTX 2060显卡在开启质量模式后仅提升了大约18%的帧数。
总结三款游戏DLSS2.0的游戏帧数提升效果，我们可以发现，DLSS在4K分辨率下的帧数提升效果最为明显，而且游戏帧数越低越显著，甚至让RTX 2060显卡有了挑战4K分辨率的资格——爆显存就另外一说了。DLSS提升游戏帧数的效果会随着游戏分辨率的降低、游戏帧数的提高而逐渐弱化，但此时玩家也基本已经不再会为游戏帧数发愁，DLSS在游戏中也就基本丧失了提升游戏帧数的意义，毕竟只要开启DLSS就会损失部分画质效果。
在讨论完DLSS2.0对游戏帧数的影响之后，让我们再来看看DLSS2.0对游戏画质方面的影响，或者说变化。
DLSS图像效果用大白话来讲就是低分辨率渲染→放大填充像素→锐化，所以接下来小编也将从这3个方面来为大家剖析DLSS2.0。
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DLSS2.0：渲染分辨率
首先是渲染分辨率。DLSS的基本原理之一就是以低分辨率渲染，也不可避免的会受到低分辨率渲染效果的影响，在一般游戏中或许不明显，但在《机甲战士5：雇佣兵》这款游戏中却特别突出。
先来看两张原生分辨率游戏截图，大家可以尝试这"找不同"。
4K分辨率游戏原生图
1080P分辨率游戏原生图
不知道看出什么差别来没。接下来就让我们揭晓答案。
明显差异点
注意红色圈出来的地方，没错，随着分辨率的降低，黄色的警告斑马线没了——在《机甲战士5：雇佣兵》这款游戏中，在相同画质设定下，不同分辨率渲染出来的游戏画面是不一样的!低分辨率下会少渲染很多画面细节，这点在开启DLSS之后同样会出现相同的现象。
DLSS质量
DLSS平衡
DLSS性能
在开启DLSS之后，黄色警告斑马线逐渐消失了……而且在性能模式下，《机甲战士5：雇佣兵》的画面细节和1080P分辨率非常相似，都是完全丢失了斑马线。除此之外，游戏画质上的差异就非常小了，尤其是DLSS质量模式下，画质确实可以媲美原生画面。
当然《机甲战士5：雇佣兵》也只是个例，但却很直观的向我们传达了一个信息：DLSS确确实实是通过降低渲染分辨率来实现提升游戏帧数效果的。
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DLSS2.0：锐化
DLSS在低分辨率下完成渲染之后，需要放大到输出分辨率尺寸，利用AI算法为即将生成的游戏画面填充更多的像素，让游戏画面看上去更接近原生分辨率的渲染效果。但是在将像素填充之前，我们需要先讲一下最后的锐化，毕竟锐化滤镜的存在会直接影响我们对像素填充效果的判断，是必须优先排除的一环。
前面我们已经提到过，《控制》这款游戏并没有采用NVIDIA的DLSS2.0分级设定，而是采用了直观的渲染分辨率来划分DLSS等级，这点对于我们分析锐化效果非常有帮助。
首先还是先来看两张实际游戏截图，感受一下DLSS2.0和传统降低渲染分辨率之间的视觉差异。
3840x2160分辨率/2560x1440渲染分辨率
3840x2160分辨率/DLSS/2560x1440渲染分辨率
对比两张游戏截图，我们可以明显感受到开启DLSS要比不开启只进行低分辨率渲染的游戏画面的清晰度更高。
所以接下来就是开始表演的时候了!我们把不开启DLSS只是降低渲染分辨率的游戏截图放进PS软件中，手动锐化2次。然后我们得到了以下这张图片。
3840x2160分辨率/2560x1440渲染分辨率/PS手工锐化2次
是不是效果非常接近开启DLSS那张游戏截图了呢?嫌切换图片太麻烦、看不出来?没关系，看以下的详细对比图就可以了。
锐化后除了多了噪点之外，在画面细节的清晰度方面已经非常接近DLSS的效果。
我们不妨把Tensor Core(深度学习)核心单元想象成一个生活在RTX系列显卡中的小人，在CUDA通用运算单元渲染完一帧画面之后，自己再"PS"锐化+降噪一次，这样的工作每秒需要重复进行几十次甚至上百次。
当然"小人"的工作不仅仅是锐化+降噪，更重要的工作是填充像素。
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DLSS2.0：像素填充
以较低分辨率完成渲染之后再放大，不可避免的会导致图像"马赛克"，此时Tensor Core核心单元要做的事情就是去"马赛克"，在原有像素之间填充更多过渡像素，让最终生成的图像尽可能的接近高分辨下渲染出来的效果。
以《德军总部：新血脉》游戏为例，以下三张图片分别是2K分辨率下下开启DLSS质量、关闭DLSS/0.8倍渲染，和关闭DLSS/0.8倍渲染/PS锐化1次。
2K分辨率/DLSS质量
2K分辨率/关闭DLSS/0.8倍渲染/TSSAA(8TX)
2K分辨率/关闭DLSS/0.8倍渲染/TSSAA(8TX)/PS锐化1次
通过对比我们可以明显感受出在关闭DLSS状态下以0.8倍完成渲染的游戏画面要比开启DLSS状态下模糊很多，但在进行一次锐化处理之后，两者的清晰度方面已经非常近似。但同时，我们也能更明显的感受到关闭DLSS/0.8倍渲染画面中的锯齿感，而开启DLSS之后显得更加细腻。
局部放大2倍
四张局部放大图从上向下分别是关闭DLSS/0.8倍渲染/TSSAA(8TX)；开启DLSS质量；关闭DLSS/1倍渲染/TSSAA(8TX)；关闭DLSS/0.8倍渲染/TSSAA(8TX)/PS锐化一次。
我们把局部放大之后，这种视觉上的差异就更加明显了，可以看出在开启DLSS质量之后，，虽然在建模边缘和光影等一些细节方面不如原生分辨率(1倍)渲染，但视觉效果上已经非常接近，甚至给人一种比原生分辨率(1倍)渲染效果更好的感觉。
而和0.8倍渲染相比，开启DLSS质量之后的游戏细节显然更加细腻，这就是像素填充后的最终效果。
DLSS2.0填充像素的工作原理类似SSAA超级采样。SSAA超级采样是通过提高渲染分辨率增加像素点数，再压缩分辨率，提高像素点密度来减少画面锯齿感，从而让游戏画面看上去更细腻。但DLSS中，Tensor Core单元的工作就只是填充像素点增加像素点密度，而该填充哪些像素点，应该填充多少则是通过NVIDIA总部的超算中心经过无数次SSAA超级采样、模拟计算最终得出的优化结果，通过更新驱动的方式，把优化后的算法"教"给Tensor Core核心单元，这点DLSS2.0和早期版本的DLSS是一样的，但不同的是，过去老版本DLSS需要对每一款游戏进行单独的深入学习(训练)，而DLSS2.0则是采用了一种跨游戏的统一深入学习(训练)神经网络，方便更多的游戏开发者在游戏中加入DLSS功能。
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最后
至此，我们已经从游戏帧数和视觉效果等角度，比较全面的了解了DLSS2.0的实际游戏效果，不知道各位看官觉得NVIDIA这次推出的DLSS2.0如何呢?反正小编脑中只有一个大大的"服"字，正如数毛社的评价那样：“只有傻X才不用它!”
但你以为我们的探索就截止到此为止了吗?NONONO~
我们使用RTX 2060显卡分别重新安装了版本为442.74(2020年3月19日)和441.66(2019年12月10日)两个版本号的NVIDIA显卡驱动，和最新的445.75版显卡驱动进行游戏帧数对比，试图找出一些DLSS2.0进化过程中的蛛丝马迹
《控制》4K分辨率游戏帧数对比
《机甲战士5：雇佣兵》4K分辨率游戏帧数对比
《德军总部：新血脉》2K分辨率游戏帧数对比
虽然说NVIDIA是在2020年3月23日才发布的DLSS2.0，支持DLSS2.0的游戏先后以更新补丁的形式加入，逻辑上来讲，在445.75之前版本的显卡驱动中，理应不会支持DLSS2.0，比如小编曾安装过一版430.XX的显卡驱动，在《机甲战士5：雇佣兵》的画质设定界面中就无法看到DLSS的选项，这也让小编一度怀疑这游戏除了DX11是不是还有DX12模式。
更老版本的显卡驱动会无法显示DLSS选项
有趣是，从2019年最后一版驱动到目前最新一版，3款游戏都可能打开最新的DLSS选项，而且更有趣的是，三版显卡驱动下，游戏的测试结果居然完全一致。
在前文我们提到过，有传闻说《德军总部：新血脉》和《飞向月球》早在2019年12月就偷偷加入了DLSS2.0，而测试结果也显示，2019年的最后一版驱动和最新驱动一样支持最新的DLSS2.0。
那么是否有一种可能性，NVIDIA其实早在2019年末就已经推出了DLSS2.0相关的内容，但并公开发表，而是静待一个机会，最终选择了在3个月之后的2020年3月23日正式对外宣布DLSS2.0的存在。
如果真的是如此，我只能说：NVIDIA藏得真深!
但即便如此，目前的DLSS2.0还不是最终完成体，NVIDIA正在计划为DLSS2.0添加锐度调节功能，届时游戏开发者和玩家可根据实际情况选择DLSS抗锯齿的锐度，避免过于模糊或者过于锐利。
如售价2300元左右的RTX 2060，作为GeForce 20系入门型号4K亦可轻松达60fps以上
以上都是笔者作为一名硬件爱好者对技术发展旁枝末节的探讨，落实到实用层面，我们可以用一句话总结这项技术的成就：DLSS2.0将4K屏幕畅玩3A大作的理想提前实现了至少两年，从现在开始，奢侈的高端显卡不再是跨入这一门槛的必须品。
十几年来坊间调侃老黄的梗无数，但NVIDIA作为图形计算领袖一直是当之无愧的，我们玩家也希望未来更多的游戏能享受到DLSS的利好，或许不久连4K显示器市场都会受此联动。
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