NVIDIA DLSS 3.5 がリリースされました!新しいAI「光再構成」は超リアルな光と影を実現し、新旧両方のグラフィックカードでサポートされています。

人工知能は世界を変えており、グラフィックス コンピューティングも例外ではありません。

5 年前、NVIDIA は DLSS テクノロジを発表しました。これは、各 GeForce RTX GPU の Tensor コアを通じてニューラル レンダリングを実装することでパフォーマンスを向上させ、グラフィックスの分野でより高速で高画質のグラフィックス処理革命をもたらしました。

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それ以来、DLSS の背後にある AI モデルはフレーム生成などの新機能を学習し続けており、レンダリング速度が 4 倍になるだけでなく、優れた画質も実現しています。

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本日、NVIDIA は NVIDIA DLSS 3.5 をリリースし、レンダリング テクノロジーの限界を再び押し広げました。

これは、レイ再構築テクノロジーを使用して、集中的なレイ トレーシング ゲームやアプリケーション向けに、より高品質のレイ トレーシング イメージを作成する新しい AI モデルです。

さらに、DLSS 3.5 の光再構成技術自体はハードウェアに依存しないため、古い RTX シリーズのグラフィックス カードでもこの技術アップグレードを利用できます。

黄社長はとても優しい人だと言わざるを得ません。

たとえば、RTX 4060 では現在の DLSS テクノロジである「SR+FG+RR」を利用でき、RTX 2060 では「SR+RR」を利用できます。

それでは、レイ再構成 (RR) テクノロジーの具体的な原理を見てみましょう。

仕組み

レイ再構築の利点を理解するには、レイ トレーシングされた画像がどのように機能するかを理解する必要があります。

レイ トレーシングは、光の物理的な動作をシミュレートするグラフィックス レンダリング方法です。

まず、ゲーム エンジンはシーンのジオメトリとマテリアルを生成します。これらはすべて、外観や光との相互作用に影響を与える物理的特性を持っています。

カメラの視点から光のサンプルを採取することで、シーン内の光源の特性や、光が素材に当たったときの反応を判断することができます。たとえば、光が鏡に当たると反射されます。

しかし、画面上のすべてのピクセルに光線を発射するのは、計算コストが高すぎます。

これは、シーンの計算に数分または数時間かかるオフライン レンダラーの場合でも当てはまります。

したがって、シーンの照明、反射、影の代表的なサンプルを取得するには、シーン内のさまざまなポイントに少数の光線を送信するレイ サンプリングを使用する必要があります。

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ノイズと空のギャップを含む画像を出力し、レイ トレーシング時にシーンがどのように表示されるかを決定します。

レイ トレーシングされなかった欠落ピクセルを埋めるために、手動で調整されたノイズ除去機能は 2 つの異なる方法を使用します。

1 つは複数のフレームのピクセルを時間的に蓄積​​し、もう 1 つは空間的に補間して隣接するピクセルをブレンドします。

このプロセスを通じて、ノイズの多い生の出力がレイ トレーシング イメージに変換されます。

これらの手動で調整されたノイズ除去装置は、シーン内のレイ トレーシング ライティングの種類ごとに手動で調整および処理する必要があります。

これにより開発プロセスが複雑になり、コストも増加します。

レイトレーシングを多用するゲームでは、画質を最大化するために複数のノイズ除去を同時に実行すると、フレーム レートが低下することもあります。

手動で調整された各ノイズ除去装置は、複数のフレームからピクセルを蓄積して詳細を増やし、本質的には過去から光を「盗む」ことになります。

ただし、そうするとゴーストが発生したり、モーションが消えたり、その他の効果の品質が低下したりする可能性もあります。

隣接するピクセルを補間し、その情報をブレンドすることもできます。

しかし、これを行うと、細部がブレンドされすぎたり、ブレンドが不十分になったりして、照明効果が不均一になるというリスクがあります。

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アップスケーリングは、レイ トレーシング ライティング パイプラインの最終段階であり、最も詳細で要求の厳しいゲームを高速フレーム レートで体験するための鍵となります。

しかし、手動で調整するノイズ除去の限界は拡大します。ノイズ低減処理によって効果の品質が削除または低下し、多くの詳細 (高周波情報とも呼ばれる) が弱まる可能性があるためです。

これらの詳細が、超解像技術を使用して鮮明できれいな画像を出力する鍵となります。

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この目的のために、NVIDIA が提案するソリューションは DLSS 3.5 です。

彼らの最大のイノベーションは、手動で調整されたノイズ除去装置を NVIDIA スーパーコンピューターでトレーニングされた AI ネットワークに置き換える、強化された AI 搭載ニューラル レンダラーであるレイ再構築です。

これにより、サンプリングされたレイ間のピクセル品質が向上し、すべての GeForce RTX GPU でレイ トレーシング イメージの品質が向上します。

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DLSS 3.5 は DLSS 3 の 5 倍のトレーニング データを備えているため、さまざまなレイ トレーシング効果を認識し、時間的および空間的なデータをよりインテリジェントに使用する方法を決定し、高品質の超解像度のために高周波情報を保持できます。

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オフラインで画像をレンダリングするには、リアルタイム ゲームに必要な計算能力よりもはるかに多くの計算能力が必要ですが、光再構築技術により、トレーニング データからグローバル イルミネーションやアンビエント オクルージョンなどの照明パターンを識別し、プレイ中にゲーム内で再現することができます。

この結果は、手動で調整されたノイズ除去装置を使用するよりも優れています。

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RTX が有効になっている Portal では、DLSS がオフになっていると、ノイズ除去機能で空間補間の問題が発生し、十分なピクセルをブレンドできず、斑点状の効果が生じました。

さらに、前のフレームからの良好なピクセルが十分に蓄積されないため、光が沸騰する効果が発生します。

DLSS 3.5 では、反射に関連する特定のパターンを認識して画像を安定させ、正確なピクセルを蓄積し、同時に隣接するピクセルをブレンドして、高品質の反射効果を生成します。

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次のサイバーパンク 2077 のシーンでは、車の周囲のヘッドライトの照明効果が不正確です。これは、手動で調整されたノイズ除去機能が、前のフレームから不正確な照明効果を抽出したために発生します。

DLSS 3.5 は照明効果を正確に生成できます。ヘッドライトの光線がはっきりと見えるだけでなく、車の前の縁石に反射する光も見ることができます。

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サイバーパンク 2077 のナイトシティの通りは、回転する看板やネオンサインの反射でいっぱいです。

DLSS 3.5 を有効にすると、街全体でこれらの反射の品質と鮮明さが劇的に向上します。

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さらに、さまざまなクリエイティブなアプリケーションも、従来のノイズリダクションの課題となっています。シーンごとに手動で調整する必要があるため、コンテンツをプレビューする際の画質は理想的とは言えません。

DLSS 3.5 を使用すると、AI ニューラル ネットワークはさまざまなシーンを認識し、プレビューや最終レンダリングの前に高品質の画像を生成できます。

さらに、建築家やデザイナー向けの高度なアプリケーションである D5 Render も、DLSS 3.5 とともに今秋にリリースされる予定です。

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RTX テクノロジーのおかげで、1 台の PC またはラップトップで 2 台のコンピューターのパワーを実現できるようになりました。

1 つ目は Nvidia スーパーコンピューターで、数十億のデータ ポイントを使用して DLSS AI モデルをトレーニングし、パフォーマンスと画像品質を向上させます。

2 つ目は、GeForce RTX グラフィックス カードです。専用のテンソル コアは AI モデルをリアルタイムで実行でき、専用の RT コア、革新的なテクノロジ (シェーダー実行の並べ替えなど)、および各 RTX GPU の強力なパフォーマンスにより、一流のレイ トレーシング効果が保証されます。

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『サイバーパンク2077』では、オーバークロックモードによって提供される完全なレイトレーシング効果は、AIのサポートと切り離せません。

DLSS スーパー解像度 (SR) は、低解像度の入力から 4K 画像を再構築できるため、パフォーマンスが大幅に向上し、優れた画質が得られます。

さらに、NVIDIA は GeForce RTX 40 シリーズ GPU で DLSS フレーム生成 (FG) を有効にしました。これにより、連続するフレームを分析して追加のフレームを作成し、スムーズさをさらに向上させることができます。

その結果、最も要求が厳しく、アクション満載の瞬間でもパフォーマンスがさらに向上します。

NVIDIA DLSS 3.5 では、手動で調整された複数のノイズ除去をレイ再構築に置き換えることで、レイ トレーシング効果の画質がさらに向上します。

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DLSS 3.5 は、超解像度、フレーム生成、レイ再構築を組み合わせることで、DLSS をオフにしたネイティブ 4K レンダリングと比較して、サイバーパンク 2077 のフレーム レートを 5 倍に向上させます。

複数のレイ トレーシング効果を持つゲームには複数のノイズ除去機能がある場合があり、それらは単一のレイ再構築ニューラル ネットワークに置き換えられることに注意することが重要です。

この場合、レイ再構築によってパフォーマンスも向上します。レイ トレーシングとノイズ除去が少ないゲームの場合、レイ再構築によって画質が向上する可能性がありますが、パフォーマンスが若干低下する可能性があります。

GeForce RTX 40 シリーズのユーザーは、超解像度とフレーム生成をレイ再構築と組み合わせることで、驚異的なパフォーマンスと画質を実現できます。

GeForce RTX 20 および 30 シリーズのユーザーは、超解像度と DLAA に加えて、AI 強化ツールにレイ再構築を追加できます。

レイ再構築は、レイ トレーシング ゲームでの画像品質を向上させる開発者向けの新しいオプションであり、DLSS 3.5 の一部です。

DLSS 3.5 を使用してラスタライズされたゲームには、最新のスーパー解像度と DLAA のアップデートも含まれますが、レイ トレーシング効果がないため、レイ再構築のメリットが得られます。

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これらのゲームは今秋にDLSS 3.5をサポートする予定

NVIDIA DLSS 3.5 は、この秋、以下のゲームとソフトウェアで利用可能になります。

Alan Walker 2、サイバーパンク 2077: ファントム オブ ザ リバティ、Portal、Chaos Vantage、D5 Render、NVIDIA Omniverse。

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参考文献:

https://blogs.nvidia.com/blog/2023/08/22/dlss-ai-rtx-remix-half-life-d5-render-chaos-vantage/