Cyberpunk 2077 w trybie RT Overdrive z NVIDIA DLSS 3.5 wygląda niesamowicie. NVIDIA jeszcze podniosła jakość

Technologie skalowania obrazu już na stałe zadomowiły się w naszych domach, serwując niespotykane do tej pory możliwości. To właśnie dzięki NVIDIA DLSS możemy się dziś cieszyć pełnym ray-tracingiem w bardzo przyzwoitej liczbie klatek na sekundę. Najnowsza iteracja - DLSS 3.5 - podnosi poprzeczkę jeszcze wyżej w zakresie jakości i ostrości generowanego obrazu. 

Materiał powstał przy współpracy z firmą Palit. 

Nie bez powodu NVIDIA komunikuje w swoich materiałach marketingowych, że Cyberpunk 2077 w trybie RT Overdrive z włączonym DLSS 3.5 prezentuje grafikę z przyszłości. Można było Cyberpunkowi wiele zarzucić, aczkolwiek z aktualizacją 2.0 jest to kompletnie inna, dużo lepsza gra. Szereg zaimplementowanych nowości wręcz zwala z nóg, a skala zmian i modyfikacji zasługuje na osobne recenzje tej gry. My jednak przejdziemy do omówienia nowości zawartych w DLSS 3.5, a także sposobu działania rekonstrukcji promieni światła, który jest tutaj głównym bohaterem. Cyberpunka przetestowaliśmy na karcie Palit GeForce RTX 4080.

NVIDIA DLSS 3.5 pozwala ujrzeć to, co jeszcze do niedawna wydawało się nieosiągalne

To właśnie Cyberpunk pozwolił na dobre wprowadzić do naszych domów technologię path-tracingu (albo pełnego ray-tracingu), czyli niezwykle zaawansowanego systemu śledzenia promieni. Oczywiście, żeby skorzystać z jej dobrodziejstw, musieliśmy włączyć generator klatek i technikę skalowania DLSS 3.0, by osiągnąć zadowalającą liczbę klatek na sekundę. Chociaż obraz wydawał się absolutnie przepiękny, to problemy pojawiły się na etapie odszumiania. Dotychczas wykorzystywane rozwiązania nie gwarantowały czystego, pozbawionego skaz obrazu, co zresztą NVIDIA sama podkreśliła przyznając, że nie była do tej pory w pełni zadowolona z rezultatów. Zmienia to dopiero DLSS 3.5, wprowadzając kompletnie nowe metody działania i sprawiając, że obraz staje się czysty, ostrzejszy i jeszcze piękniejszy niż kiedykolwiek wcześniej. Szczególnie dotyczy to wszelkich odbić, ale nie tylko. 

O technice NVIDIA DLSS pisaliśmy już wielokrotnie. Tutaj znajdziecie informacje o funkcjonowaniu tej technologii, a tutaj z kolei sprawdzicie, jakie zmiany wprowadził DLSS 3.0 i czym tak właściwie jest generator klatek. Teraz NVIDIA robi kolejny krok naprzód. NVIDIA DLSS 3.5 wprowadza tzw. rekonstrukcję promieni światła, co przyczynia się do znacznie lepszych i wyraźniejszych odbić, ogólnej poprawy jakości obrazu (w wyniku znacznie bardziej wydajnego odszumiania), a także wzrostu liczby klatek na sekundę. Żeby to dobrze zrozumieć, musimy na początku przyjrzeć się, jak działa w ogóle śledzenie promieni (z ang. ray-tracing). Po pierwsze, silnik gry generuje geometrię i materiały danej sceny, z których wszystkie mają określone atrybuty fizyczne wpływające zarówno na ich wygląd, jak i interakcję światła. Następnie, z punktu widzenia kamery, rejestrowana jest próbka promieni, co pozwala określić właściwości źródeł światła w scenie oraz jego reakcje na wybrane materiały. Dla przykładu, promienie uderzające w lustro powinny spowodować naturalne odbicie.

Przeliczanie promieni dla każdego piksela z osobna jest zdecydowanie zbyt wymagające obliczeniowo, także w przypadku renderowania offline, gdzie generowanie danej sceny może trwać nawet do kilku godzin. Zamiast tego wykorzystywane są tzw. próbki promieni. Wyświetla się maksymalnie kilka z nich w różnych punktach sceny w celu uzyskania reprezentatywnej próbki oświetlenia, współczynnika odbicia i wszelkich cieni - możliwie jak najbardziej zbliżonych do naturalnych. Niestety, wynikiem jest zaszumiony, nakrapiany obraz, ale w zupełności wystarczający żeby skutecznie ustalić prawidłowe oświetlenie. 

Następnie, żeby uzupełnić brakujące piksele, które nie zostały poddane śledzeniu promieni, do tej pory aplikowano ręczne sposoby na odszumianie wykorzystując dwie różne metody działania. Jedna z nich czasowo gromadziła piksele w wielu klatkach, mieszając je wzajemnie i interpolując przestrzennie. W ramach tego procesu zaszumiony, surowy obraz był przekształcany w scenę wykorzystującą ray-tracing. Niestety, ręcznie kontrolowane filtry odszumiające były bardzo wymagające i czasochłonne. To zwiększało złożoność i koszty procesu tworzenia oprogramowania, a także zmniejszało liczbę klatek na sekundę w grach wykorzystujących technologię ray tracingu, gdzie wiele "odszumiaczy" działało w jednym momencie, żeby znacznie poprawić jakość obrazu. Coś za coś.

Każdy ręcznie dostrajany odszumiacz gromadził piksele z wielu klatek celem poprawy szczegółowości, ale w efekcie "zabierał" promienie generowane wcześniej. To było pewnego rodzaju "ryzyko" dla jakości sceny i objawiało się wyświetlaniem tzw. "duchów" (z ang. ghostingu), a przy tym usunięciem efektów cząsteczkowych (i generowanych dynamicznie) oraz wyraźnym obniżeniem jakości wszystkich pozostałych detali (szczególnie filtrów na powierzchniach obiektów). Potem następowało skalowanie, które jest końcowym etapem oświetlenia opartego na ray-tracingu. Wyraźnie pomagało we wzroście wydajności i pozwalało zagrać w zdecydowaną większość gier ze znacznie większą liczbą klatek na sekundę. Niestety, ten proces nie był idealny, bo wszelkie szumy występujące przy oświetlaniu sceny ulegały wzmocnieniu. Zamazywały przy tym drobne szczegóły, powodowały ziarno na ekranie lub inne, różnego rodzaju defekty. Chociaż path-tracing w takim Cyberpunk 2077 robił duże wrażenie, to w efekcie stosowane do tej pory metody nie były doskonałe. 

Rekonstrukcja promieni zastosowana w DLSS 3.5 niemal całkiem rozwiązuje problem

Rekonstrukcja promieni (z ang. Ray Reconstruction) jest częścią ulepszonego renderera neuronowego opartego na sztucznej inteligencji. Poprawia jakość obrazu opartego na ray-tracingu dla wszystkich procesorów graficznych GeForce RTX poprzez zastąpienie ręcznie dostrajanych odszumiaczy specjalną siecią AI wyszkoloną przez superkomputery NVIDIA. Dzięki temu generowane są znacznie wyższej jakości piksele pomiędzy próbkowanymi promieniami. DLSS 3.5 przetwarza aż pięć razy większą ilość danych od DLSS 3. Dzięki temu rozpoznaje różne efekty śledzenia promieni i podejmuje rozsądniejsze decyzje dotyczące wykorzystania danych czasowych oraz przestrzennych. Zachowuje przy tym pełne i dokładne informacje o wcześniejszych pikselach. Efektem jest skalowanie bardzo wysokiej jakości (obraz jest dużo ostrzejszy i ładniejszy). 

Technika rekonstrukcji promieni rozpoznaje wzorce oświetlenia na podstawie danych wejściowych, takich jak oświetlenie globalne lub okluzja otoczenia, a potem odtwarza je w grze w czasie rzeczywistym. Wyniki są znacznie lepsze niż przy użyciu ręcznie dostrojonych odszumiaczy. 

Aktualnie jedyną grą AAA wykorzystującą dobrodziejstwa NVIDIA DLSS 3.5 jest Cyberpunk 2077 z aktualizacją 2.0 oraz dodatkiem "Widmo Wolności". W przyszłości technika trafi też między innymi do Alan Wake 2, a można ją jeszcze zobaczyć choćby w nowej wersji Portal RTX. W niżej zaprezentowanej scenie z Cyberpunka 2077, rozmazane oświetlenie reflektorów otaczających samochód jest wynikiem ręcznie dostrojonych odszumiaczy, które pobierają niedokładne efekty świetlne z poprzednich klatek. DLSS 3.5 zapewnia kompletnie odmienny scenariusz - precyzyjnie generuje oświetlenie, rozpoznając wiązkę wychodzącą z reflektorów samochodu. Dzięki temu możemy zobaczyć naturalne odbicie światła między innymi na krawężniku przed samochodem. Efekt jest piorunujący. 

Odszumianie stosowane przy rekonstrukcji promieni światła z DLSS 3.5 pozwala na uzyskanie znacznie ładniejszej sceny, zachowując przy tym naturalność oświetlenia. Cyberpunk 2077 w naszym porównaniu jest bardzo dobrym przykładem, ale dotyczy to także aplikacji użytkowych, gdzie technika również znalazła zastosowanie. Poniżej możecie porównać jeden z obrazów z oprogramowania D5 Render, bez włączonego DLSS, oraz z wykorzystaniem DLSS 3.5. 

Cyberpunk 2077: Widmo Wolności - zmiany w grafice i wzrost wydajności

Co ciekawe, żeby skorzystać z dobrodziejstw rekonstrukcji promieni, nie jest nam potrzebna karta graficzna z rodziny GeForce RTX 40. Wystarczy dowolny układ z serii RTX. Najnowsze GPU zapewniają ekskluzywny dostęp do generatora klatek, znacznie zwiększającego wydajność. My graliśmy w Cyberpunk 2077 z dodatkiem Widmo Wolności na komputerze wyposażonym w kartę graficzną Palit GeForce RTX 4080 w edycji GameRock OC.

Przy ustawieniu najwyższych ustawień jakości obrazu, w rozdzielczości 4K z włączonym path-tracingiem i DLSS 3 w trybie jakości, mogliśmy uzyskać średnio 65-70 klatek. Zastosowanie DLSS 3.5 i rekonstrukcji światła sprawia, że wydajność wzrasta od 4 do nawet 10 klatek na sekundę w tych samych scenariuszach. Różnice są spektakularne szczególnie w jakości cieni i odbić, a także ogólnej ostrości obrazu i jego czystości. Podczas rozgrywki robi to piorunujące wrażenie. Path-tracing dodaje Cyberpunkowi niesamowitej głębi. 

Aktualizacja 2.0 dla Cyberpunka 2077 całkowicie odmienia te grę. Oprócz zmodyfikowanego modelu jazdy, systemu wszczepów, ulepszeń postaci czy sztucznej inteligencji, znajdziemy tu również przebudowane zachowanie policji, dodatkowe atuty, zmodyfikowane oznaczenia broni czy znacznie więcej detali w samym mieście. Od pojazdów, które potrafią zmieniać pas ruchu, przez większą liczbę ludzi, aż do pościgów różnego rodzaju, gdzie przestępcy gonią się nawzajem, zaczynając brutalne bójki na ulicach. Cyberpunk 2077 powinien tak wyglądać już na samym początku, ale twórcy nie zamierzali się poddać. Poniżej zamieszczamy galerię zdjęć z dodatku Widmo Wolności z pierwszych 30 minut rozgrywki (żeby uniknąć niepotrzebnych spoilerów). Screeny uchwycone są z PC korzystającym z karty graficznej Palit GeForce RTX 4080 z edycji GameRock OC.