Суперсемплінг за допомогою глибокого навчання (, DLSS) — технологія масштабування зображення, розроблена компанією Nvidia. Вона підвищує частоту кадрів у вибраних відеоіграх, генеруючи кадри з нижчою роздільною здатністю, які потім масштабуються за допомогою алгоритму, отриманого шляхом глибокого навчання. Nvidia стверджує, що ця технологія збільшує масштаб зображень із якістю, подібною до якості зображення в рідній роздільній здатності, але з меншими навантаженнями на відеокарту. Аналогом від AMD є технологія FidelityFX Super Resolution (FSR).

Загальні принципи На відміну від звичайного згладжування, що усуває зубці на краях ліній у кадрі шляхом «розмивання» пікселів, DLSS бере кадр у меншій роздільності та генерує на його основі новий, більшої роздільності, але з плавними та чіткими краями ліній. Такий підхід дозволяє зменшити навантаження на відеокарту, позаяк відпадає потреба аналізу кожного пікселя повнорозмірного зображення. Для цього використовуються алгоритми, отримані шляхом глибокого машинного навчання. Моделі DLSS навчені на суміші «ідеальних» кадрів у високій роздільності, й даних, взятих із конвеєра рендерингу гри. Відеокарта виробництва Nvidia задіює свої тензорні ядра штучного інтелекту, котрі аналізують попередні кадри, вектори руху у відео та інші дані, що формують кадр. Потім графічний процесор використовує цю інформацію для генерування нового кадра.

Подібна технологія Deep Learning Anti-Aliasing працює з кадрами в оргінальній роздільності. Вона орієнтована на вищу якість картинки і не створює типових артефактів DLSS, але не забезпечує такої ж високої частоти кадрів.

Історія

Історія релізів РелізДата випускуОсновні моменти1.0Лютий 2019Перша версія, що використовує ШІ та спеціально навчена для деяких конкретних ігор, зокрема Battlefield V та Metro Exodus.2.0 (перша ітерація)Серпень 2019Перша версія 2.0, на яку також посилаються як версія 1.9, використовуючи приблизний ШІ незавершеної версії 2.0, що працює на ядрах шейдерів CUDA і спеціально пристосована для відеогри Control.2.0 (друга ітерація)Квітень 2020Друга версія 2.0, з використанням тензорних ядер і загальним навчанням.3.0Вересень 2022DLSS 2.0, доповнена алгоритмом генерації кадрів оптичного потоку для подвоєння частоти кадрів.3.5Вересень 2023Реконструкція променів, заміна кількох алгоритмів шумозаглушення однією моделлю штучного інтелекту, навченою на вп'ятеро більшій кількості даних, ніж DLSS 3.4.0Січень 2025Багатокадрова генерація, нова модель штучного інтелекту на основі архітектури трансформера, що покращує стабільність кадрів, зменшує використання пам'яті та збільшує деталізацію освітлення.4.5Січень 2026Динамічна генерація кадрів та покращена модель трансформера.5.0очікується наприкінці 2026Модель штучного інтелекту на основі нейронного рендерингу, що створює фотореалістичне освітлення та поверхні матеріалів у реальному часі.

DLSS 1.0 Спочатку штучна нейромережа аналізувала тисячі високоякісних знімків екрану з ігор, кожен із 64-кратним згладжуванням, і порівнювала їх зі знімками без згладжування. Потім мережа створювала алгоритми, щоб зробити другі зображення якомога більш схожими на перші, використовуючи вихідні кадри нижчої якості. Мета полягала в вищій якості зображення без сильної шкоди частоті кадрів. Картинка, створена за допомогою DLSS 1.0, позбавлена таких артефактів згладжування, як розмиття по всьому екрану («замиленість» картинки), шлейфи за рухомими об'єктами, ореоли та помилки прозорості.

Технологія DLSS з'явилася в іграх Battlefield V та Metro Exodus. DLSS 1.0 забезпечує приріст частоти кадрів до 70 % при фактичному збільшенні роздільності у 2 рази. Nvidia не підтверджувла чи є подвоєння роздільності межею для DLSS 1.0.

DLSS 2.0 DLSS 2.0 ефективніше використовує тензорні ядра, забезпечуючи кращу частоту кадрів і більше масштабування. Також аналізує вектори руху, порівнюючи кадри — так званий тимчасовий зворотний зв'язок, — щоб точніше передбачити фінальний кадр. DLSS 2.0 рендерить лише 25-50 % нових пікселів (11 % пікселів у режимі DLSS 2.1 Ultra Performance) і використовує нові методи для чіткіших деталей і кращої стабільності порівняно з оригінальною DLSS.

DLSS 2.0 може підвищити частоту кадрів на 2-3 рази, а роздільність — у 9 разів (у DLSS 2.1). При цьому підтримується динамічна зміна роздільності та VR-ігри.

Перелік ігор з підтримкою DLSS 2.0 був невеликий: Anthem, Battlefield V, Bright Memory, Control, Death Stranding, Deliver Us the Moon, F1 2020, Fortnite, Final Fantasy 15, Mechwarrior 5: Mercenaries, Metro Exodus, Minecraft, Monster Hunter World, Shadow of the Tomb Raider, Wolfenstein Youngblood.

DLSS 3.0 Доповнює DLSS 2.0, використовуючи . Алгоритм генерації кадрів DLSS бере два відрендерених кадри з конвеєра рендерингу і генерує новий кадр, який плавно переходить між ними. Таким чином, для кожного відрендереного кадру генерується один додатковий кадр. Це так звана «оптична генерація кадрів» (Optical Multiframe Generation). Прискорювач оптичного потоку (Optical Flow Accelerator) здатний відстежувати напрямок і швидкість переміщення пікселів між кадрами, а також фіксувати деталі на рівні пікселів, такі як частинки, відблиски, тіні та освітлення. Використовуючи вектори руху ігрового рушія та оптичний потік для відстеження переміщень, ШІ може точно відтворювати як геометрію, так і візуальні ефекти. З іншого боку, згенеровані кадри збільшують затримку введення, оскільки вони не створюються безпосередньо ігровим рушієм чи діями користувача. Через це в деяких іграх знижується чутливість керування. Окрема технологія Nvidia Reflex, яка працює в тандемі з графічним (GPU) та центральним (CPU) процесорами, зменшує затримку відгуку гри.

DLSS 3.5 додала до технології трасування променів алгоритм шумозаглушення на базі штучного інтелекту, що забезпечує точніше відтворення освітлення.

Порівняно з грою без використання DLSS, технологія DLSS 3 забезпечила понад триразове зростання частоти кадрів. DLSS 3 доступна лише для відеокарт Nvidia серії GeForce RTX 40.

Підтримку DLSS 3.0 отримали на старті 50 ігор, включно з Cyberpunk 2077, S.T.A.L.K.E.R. 2: Heart of Chornobyl, The Witcher 3: Wild Hunt, Warhammer 40,000: Darktide, Naraka: Bladepoint, Hogwarts Legacy, Diablo IV та інші.

DLSS 4.0 Використовує архітектуру Vision Transformer з механізмом самоуваги (self-attention), який оцінює відносну важливість кожного пікселя в межах усього кадру та в часовому вимірі. Модель має вдвічі більше параметрів, що забезпечує стабільніше зображення, зменшення ефекту «двоїння», кращу деталізацію та вдосконалене згладжування. Ця модель-трансформер вирізняється високою масштабованістю, її можна впровадити в ігри, що вже підтримують DLSS версії 2.0 або 3.0. Модель здатна працювати на всіх попередніх відеокартах RTX, починаючи з серії RTX 20.

Підтримку DLSS 4.0 отримали загалом 75 ігор, включно з Alan Wake 2, Cyberpunk 2077, Indiana Jones and the Great Circle, Star Wars Outlaws, Black Myth: Wukong, NARAKA: BLADEPOINT, Marvel Rivals, Microsoft Flight Simulator 2024, Black State, DOOM: The Dark Ages, Dune: Awakening.

DLSS 5.0 Технологія DLSS 5.0 використовує не тільки кадр, згенерований ігровим рушієм, а й дані, що формують цей кадр: просторову глибину, напрям освітлення, межі об'єктів. Це зберігає композицію, та водночас підвищує деталізацію, робить затінення й відбиття світла більш природним. DLSS 5.0 робить особливий акцент на реалізмі облич ігрових персонажів. На великих планах система має достатньо даних, щоб забезпечити переконливий результат. Проте, коли камера віддаляється, модель отримує менше чітких орієнтирів, що призводить до появи графічних артефактів.

DLSS 5 вперше домонструвалася на відеокартах серії RTX 5000, але заявлена підтримка і раніших. Неофіційно робота можлива на відеокартах серій RTX 3000 і 2000. Першою грою, що офіційно підтримувала DLSS 5, стала NBA 2K27. Але технологію DLSS 5 підтримуватимуть найбільші видавці та розробники ігор, зокрема Bethesda, CAPCOM, Hotta Studio, NetEase, NCSOFT, S-GAME, Tencent, Ubisoft та Warner Bros. Games.

Архітектура Технологію DLSS підтримують виключно відеокарти, здатні відтворювати трасування променів. DLSS доступна на графічних процесорах GeForce RTX 20, GeForce RTX 30, GeForce RTX 40 та GeForce RTX 50 у виділених ШІ-прискорювачах, оснащених тензорними ядрами ().

Тензорні ядра доступні з часів мікроархітектури графічного процесора Nvidia Volta, яка вперше була використана в лінійці продуктів Tesla V100. Їх специфіка полягає в тому, що кожне ядро працює на 16 бітах з матрицями з плаваючою комою 4 x 4 і, розроблено для використання на рівні CUDA C++, навіть на рівні компілятора.

Тензорні ядра використовують примітиви CUDA Warp-Level на 32 паралельних потоках, щоб скористатися перевагами їх паралельної архітектури. Деформація — набір із 32 потоків, які налаштовані на виконання тієї самої інструкції.

Критика DLSS 5 стала найсуперечливішою розробкою Nvidia. Після демонстрації критики зазнали надмірне висвітлення тіней (у стилі HDR), нереалістичний блиск шкіри та різкість рис облич. Звучали побоювання, що DLSS 5 нав’язує зображення, створені штучним інтелектом, знецінюючи роботу фахівців зі створення ігрових персонажів. Глядачі називали вигляд персонажів надмірно гламурним і порівнювали DLSS 5 із фільтрами в Instagram чи Snapchat, що згладжують недоліки зовнішності.

Портал IGN охарактеризував DLSS 5 як технологію, що нівелює художню складову дизайну відеоігор, роблячи скрізь однакове кінематографічне освітлення, і тим самим порушуючи оригінальну естетику. Блог Engadget визнав негативну реакцію гравців цілком обґрунтованою, бо презентація відбулася в часи загального сцептицизму до генеративного ШІ. Хоча для певних ігор підхід DLSS 5 може бути доречним, приклади Nintendo та незалежних розробників для ПК доводять: можна створювати шедеври, що увійдуть в історію, не прагнучи реалізму.

Див. також Масштабування зображень Глибоке навчання Тензорний блок обробки — спеціальна інтегральна схема (ASIC), прискорювач ШІ, розроблена Google

Примітки