Ako sa vyvinulo DLSS 2.0 a raytracing? Aké ďalšie efekty prichádzajú do hier s DX12 Ultimate?

Pred dvomi rokmi spravila Nvidia s raytracingom a DLSS prvý veľký krok ku posúvaniu grafiky vpred a teraz po uvedení DX12 Ultimate prichádza ďalší krok s novými technológiami, ktoré znovu vylepšia vizuál a výkon v rôznych oblastiach.

DLSS 2.0

DLSS začal takmer pred dvomi rokmi ako AI upscaling, ktorý si však vyžadoval analýzu celej grafiky titulu, aby sa AI naučila, ako ju upscalovať a aj to len v určitých rozlíšeniach, kde pre každé sa musel obraz spracovávať samostatne. Niekedy to bolo prijateľne, inde ostal obraz rozmazaný. Preto Nvidia minulý rok predstavila DLSS 2.0, ktoré sa už dá do titulov jednoducho zapracovať, netreba analýzu a celé je to automatické, ako aj kvalitnejšie. Respektíve až prekvapivo kvalitné, keďže z 1080p vie spraviť 4K obraz v prakticky rovnakej kvalite ako originál, miestami aj ostrejší, keďže spracováva predošlé frejmy. Umožňuje tak získať až 75% výkonu viac. Záleží od titulu, reálne sa však ako zvýši rozlíšenie, tak aj framerate. 

Pritom DLSS má aj tri režimy - Performace, Balanced a Quality. Nevyhnutne ich hry nemusia používať, môžu si vybrať ten, ktorý si sa im hodí, alebo len niektoré. Napríklad Minecraft má tieto režimy previazané podľa rozlíšenia, Control alebo Deliver us the Moon majú všetky možnosti a Death Stranding si vybral dva z nich. 

Do budúcnosti je tu pozitívne, že DLSS 2.0 zapracuvávajú už aj enginy, Unreal Engine ho má priamo v sebe a zrejme ho dostane aj Unity. DLSS 2.0 síce nevyžaduje od vývojárov veľa práce k zapracovaniu, ale stále je potrebné dať prístup systému k framebufferu. O ostatné sa už postará grafika. Uvidíme, ako sa to výraznejšie rozšíri. 

Bolo by vhodné, keby sa rozšírilo. Najnovšie aj Death Stranding nám ukázal, že DLSS 2.0 môže byť budúcnosťou v zvyšovaní rozlíšenia a framerate. Death Stranding napríklad bez DLSS ide na RTX2080 Super v horách okolo 58 fps, s DLSS výkonovým nastavením má 94 a s kvalitou 84 fps, v menej náročnom prostredí okolo základne 77, 104 a 92 fps. Samozrejme, všetko v 4K s tým, že DLSS automaticky pridá aj vyhladzovanie. Inak Death Stranding nie je veľmi náročný na grafiku ani na procesor, keďže svet je prevažne statický a prázdny.

Prvý je bez DLSS, druhý s výkonovým DLSS, tretí s kvalitným DLSS.

Nové DLSS 2.0 nájdete okrem Death Strandingu aj v Control (dostalo update, pôvodne malo staršiu verziu), dostal ho aj Wolfenstein Youngblood, Mechwarrior 5 Mercenaries (detaily), Minecraft s RTX,  Deliver us the Moon a z veľkých titulov ho bude mať Cyberpunk 2077 spolu s ostatnými raytracing efektmi. Ten sa zdá, že bude DLSS výrazne aj potrebovať.

Raytracing

Raytracing je už známy doplnok do hier, Nvidia ho rozbehla na svojich nových RTX kartách, kde ukázala, že grafika nemusí byť závislá na klasickej rasterizácii, ale moderné karty zvládnu aj surový výkon pri výpočet svetelných lúčov. Totiž raytracing, respektíve lepšie povedané pathtracing, sleduje každý odraz lúča zo svetelných zdrojov a podľa nich vykresľuje obraz.

Momentálne má dve možnosti zapracovania a to ako doplnok do hier, alebo ako kompletne raytracovaný obraz. Kompletne raytracovaný obraz zatiaľ ukázala Nvidia v dvoch hrách a to Quake 2 RTX a Minecraft RTX, kde sa o celý rendering obrazu stará raytracing. Špeciálne Minecraft raytracing výrazne zmení.

Oproti tomu je raytracing aj ako doplnok do klasických hier znamená vylepšenia grafiky v rôznych oblastiach a efektoch, ktoré po novom hry počítajú cez raytracing realtimeovo a nepožívajú fake efekty.  Napríklad veľmi dobre sa to dá aplikovať na odlesky, ktoré ukážu skutočný odlesk, podobne na tiene, ktoré môžu byť reálnejšie, veľmi dobre do prostredia zasadnú objekty vďaka raytracingovej Ambient Occlusion. Raytracing sa dá aplikovať aj na raytracingové priehľadné objekty, nepriame difúzne svetlo (Control) aj na slnečné svetlo alebo raytracované častice (Control).

V Unreal engine je priamo veľa prvkov zapracovaných a autori ich môžu rovno využívať. Tu si môžete pozrieť ich zoznam a aplikáciu..

Ak si pamätáte, jeden z úvodných raytracing titulov bol Battlefield V, ktorý pridal raytracingové odlesky a niektoré časti levelov s tým vyzerali parádne, nechýbalo DLSS 1.0. Metro ukázalo raytracingový Ambient Occlusion a rovnako prvé DLSS, Wolfenstein Youngblood pridal raytracingové reflekcie, DLSS 2.0 a aj VRS. Call of Duty Modern Warfare ho aplikovalo na tiene. Ale doteraz najlepšie raytracing využíva Control, ktorý aplikoval veľa efektov a aplikoval ich veľmi dobre.

Zo zaujímavých titulov plánuje parádne zapracovanie Atomic Heart, zaujímavo vyzerá Bright Memory a samozrejme spomínaný Cyberpunk 2077 a na jeseň ho doplní aj Watch Dogs Legion, ktorý rovnako aplikuje raytracing v otvorenom svete.  

DLSS a raytracing sú len začiatok, s DX12 Ultimate prichádzajú ďalšie efekty.

K tomu už firmy automaticky začínajú využívať DX12, respektíve rovno nový DX12 Ultimate, ktorý má ešte viac funkcií. Death Stranding je už DX12 only a rovnako tak bude aj Cyberpunk 2077 a určite aj ďalšie tituly. Autori sa tak nemusia ohliadať na DX11. Nakoniec dnes to už nie je problém, keďže všetky karty sú už dlho DX12 a Windows 10 majú už takmer všetci. Firmy tak pomaly začnú reálne používať nové technológie. Napríklad Death Stranding išiel do DX12 pre tiled resources, technológiu na textúry s minimálnou potrebou pamäte, a keď už bol na DX12, rovno zapracoval aj DLSS.

Samozrejme nie všetky DX12 karty dokážu zobraziť raytracing a zatiaľ naň potrebujete Nvidia RTX kartu. Podobne aj ďalšie nové DX12 funkcie sú dostupné len na novších kartách, konkrétne Variable Rate Shading len na aktuálnej sérii Nvidia Turing kariet. Tento efekty sa už tiež rozbieha, má ho napríklad Wolfenstein 2 alebo Gears Tactics a umožňuje zrýchliť grafiky tým, že výpočet niektorých shaderov si zjednoduší a spraví napríklad štyri pixely naraz, alebo šesť, prípadne. Síce kvalita grafiky je v tom mieste mierne nižšia, ale robí sa to na miestach, na ktoré sa hráč nepozerá alebo sú prekryté motion blurom. 

Z nových funkcií prichádza zaujímavá funkcia Mesh Shader, ktorý umožní bez zvýšenia nárokov na výkon zmeniť modely v hre a veľmi efektívne vytvárať jednotlivé levely detailov objektov. Objekty tak už v diaľke nebudú preskakovať medzi kvalitnejšími modelmi, ale budú sa meniť plynule. Tu máme aj ukážku, ale ak chcete vedieť viac detaily, tie boli rozoberané na prezentácii.

Zaujímavý doplnok bude aj Sampler Feedback, ktorý sa možno stane novým štandardom v hrách s otvoreným svetom. Totiž umožňuje automaticky grafickej karte vypýtať si, ktoré textúry potrebuje a aj ktorú časť textúry. Teda nemusí sa do pamäte nahrávať celá textúra, len jej časť. To zrýchli ako grafiku, tak zníži nároky na pamäť. Na DirectX devday k tomu bola aj prezentácia, ale dobre všetky tieto nové efekty vysvetlila aj Nvidia vo videu:

Keďže raytracing je náročný ako na výkon, tak aj chladenie karty, máme tu od Gigabyte niekoľko tipov na grafiku:

Pre 4K rozlíšenie:

Keďže na raytracing, potrebujete Nvidia RTX kartu a špeciálne na 4K rozlíšenie potrebujete vysoký výkon, riešenie je tak RTX2080ti alebo minimálne RTX 2080 Super karta. Gigabyte ponúka Gigabyte AORUS GeForce® RTX 2080 SUPER™ 8G, ktorú dostanete za 806 eur. Tá prinesie tri 10 cm ventilátory s tým, že stredný sa točí opačne a vytvára tak účinnejšie chladenie. Zároveň sú lišty ventilátorov špeciálne upravené pre vyššiu efektivitu. Dopĺňa to kruhové RGB podsvietenie okolo každého z nich, ako aj zadná kovová faceplate a sedem videovýstupov aj s pridaným USB-C pre VR.

Pre 1440p:

Ak však nechcete ísť s cenou až tak vysoko, v 1440p pôjdete RTX2070 Super napríklad s Gigabyte GeForce® RTX 2070 SUPER™ WINDFORCE OC 3X 8G, ktorú dostanete za 557 eur a ponúka rovnaký systém chladenia s dvojitým heatsinkom prepojeným heatpipies, aj keď už bez RGB. Ponúka 5 videopripojení aj s USB-C.

Pre 1080p:

Nakoniec, ak vám stačí 1080p rozlíšenie, je tu aj  RTX 2060 Super, kde nájdete napríklad Gigabyte GeForce® RTX 2060 SUPER™ WINDFORCE OC 8G, ktorá je za 408 eur. Oproti vyšším verziám už má vzhľadom na výkonu už len dva 10cm ventilátory, ale stále s protichodným točením, čo vytvára lepšie chladenie. Má štyri videopripojenia.