C внедрением массового 4K и появлением некстген консолей казалось, что вот вот и человечество вступит в светлое hi-res будущее. Но как это обычно бывает, на пути к будущему судьба раскидала технологические грабли, о которые мы до сих пор спотыкаемся. Узким бутылочным горлышком в этой истории оказались видеокарты, которые не были готовы к скачку с Full HD на 4K. NVIDIA и Radeon попытались выпустить доступные и в то же время мощные карточки, которые будут идти в ногу со временем, но это не решило проблемы. У кого-то все равно нет денег на условную RTX 3060, у кого-то они есть, но в продаже нет самих видеокарт (сообщество геймеров передает пожелания крепкого здоровья всем майнерам). В итоге производителям видеокарт пришлось как-то выкручиваться и придумывать решения на аппаратном уровне. И обе компании пришли к схожему решению ― искусственному масштабированию.


Разговоры о FidelityFX, искусственном масштабировании и суперсемплинге правильнее начать с первопроходца ― NVIDIA DLSS, который в переводе с английского означает «Супер-сэмплинг с помощью глубокого обучения». Доступным языком это значит, что для упрощения рендеринга в высоком разрешении создатели видеокарт используют самообучающиеся нейросети, которые учатся исправлять косяки изображения, вызванные искусственным повышением разрешения. Например, алгоритмы могут выравнивать пиксельные «лесенки», применять искусственное сглаживание к отдельным объектам, накладывать легкий blur к излишне резким частям кадра и исправлять другие артефакты изображения.

По своей сути это похоже на так называемый искусственный интеллект и технологии апскейлинга в современных телевизорах, однако под капотом спрятано слишком много отличий. В отличие от грубого точного масштабирования или билинейного апскейлинга алгоритмы масштабирования DLSS и SFR создают более гладкие и правильные контуры, приближенные к оригинальному изображению.

К примеру, первые и последующие тесты DLSS показали, что она никак не снижает производительности даже при серьезном увеличении разрешения или графических настроек. Чаще количество кадров в секунду наоборот вырастает, даже если вы усложните графические настройки и включите трассировку лучей. В тот же Cyberpunk после второго патча активация DLSS увеличила показатели FPS на 30 – 40%. И это после включенной трассировки лучей, с которой игра превращалась в слайд-шоу.

Конечно, в большинстве случаев результаты с DLSS по качеству не дотягивают до наитивного разрешения, а при сравнении в лоб натурального и искусственного 4K люди обычно выбирают первый. Чаще всего жалуются на неравномерность обработки, к примеру, в одной части кадра ИИ может подкрутить резкость какому-то объекту, а деревья и здания на заднем фоне наоборот излишне замылить, из-за чего картинка смотрится менее естественно. Однако результаты все равно впечатляют. Неспроста под видеообзорами на ютубе люди шутили, что это та волшебная кнопка «показать четкое фото убийцы», которую показывают в детективных сериалах типа CSI.

К примеру в этом ролике DLSS используют не по назначению, пытаясь вытащить искусственно заниженное разрешение с 240p и 360p до внятного Full HD, 2K и 4K.


Подробности работы FidelityFX и отличия от DLSS

В отличие от DLSS у FidelityFX нет жесткой привязки к специфическим функциям графического процессора. То есть для ее работы не нужны выделенные Tensor-ядра, которые оптимизированы для работы с ИИ, нейросетями и глубоким обучением, как в видеокартах NVIDIA Ampere и Turing.

Еще одно различие между DLSS и FSR состоит в том, что DLSS аккумулирует данные нескольких смежных кадров, а FSR оперирует исключительно данными в пределах одного кадра. Это одна из причин, почему FSR действует совместно с алгоритмом полноэкранного сглаживания, который выбрали разработчики игр, а наиболее распространенными из них являются те или иные разновидности TAA — то есть временного сглаживания.


По своей сути FSR скорее напоминает своего предка ― технологию FidelityFX CAS, которая, скажем прямо, не взлетела. Разница в том, что нынешний FidelityFX ― это целый комплекс улучшайзеров, а FidelityFX CAS является одной из его частей. В общем котле обработки он находится посередине между этапами тональной корректировки и сглаживания. Если не слишком вдаваться в технические детали, вся цепочка обработки выглядит следующим образом.

  • Сначала происходит рендеринг кадра в исходном изображении
  • Затем начинается процесс искусственного масштабирования разрешения
  • Потом FFX усиливает локальный контраст
  • В конце все это приправляется эффектами постобработки вроде хроматической аберрации, размытия, зернистости и т.д.

Настройка

Вместо ползунков с необходимым разрешением софт от AMD оперирует коэффициентами масштабирования: от 1.3х до 2x. Чем меньше цифра, тем лучше конечный результат. Получилось не очень-то удобно, поэтому на официальной презентации нам показали понятную систему настроек с четырьмя профилями, позволяющими выбрать оптимальные параметры качества и производительности.

Режим Ultra Quality обеспечивает наилучшее качество масштабирования. Чтобы получить 4K в этом режиме, вам понадобится исходное разрешение не менее 2954x1662. Следом за ним идет режим Quality с коэффициентом масштабирования 1.5. Для вожделенного 4K ему нужно скормить сетку 2560x1440.

Третий и четвертый режимы работают скорее в обратную сторону и нацелены не столько на повышение качества, сколько на оптимизацию FPS. К примеру режим Perfomance ― это единственный режим с коэффициентом 2, который может конвертировать Full HD в 4K. В режиме Balanced для формирования 4K используется входное разрешение 2259x1270.


В каких играх поддерживается


На презентации AMD заявила о поддержке FSR в семи играх: Terminator: Resistance, Evil Genius 2, 22 Racing Series, Anno 1800, Godfall, Kingshunt, и The Riftbreaker. Как вы наверняка заметили, громких проектов в этом списке нет, но это лишь вопрос времени. В ближайшее время настройки FSR точно появятся в Resident Evil Village, Baldur’s Gate 3, DOTA 2 и Necromunda: Hired Gun ― шутере по мотивам вселенной Warhammer 40K.

Судя по всему за игры можно не переживать, так как AMD уже объявила о сотрудничестве с 44 геймдев компаниями, среди которых Electronic Arts, Ubisoft, Gearbox, игровое подразделение гиганта Warner Bros и другие именитые разработчики и издатели. Уже пообещали, что Far Cry 6 и Vampire: The Masquerade — Bloodhunt будут работать с FSR прямо на релизе.


Реальные впечатления


Будучи любителями протестировать видеокарты мы рассчитывали устроить масштабные сравнения FSR против DLSS, собрать кучу статистики, нарисовать пачку графиков и вручить заслуженный пояс победителю. Но нет, еще рано. Дело в том, что даже после выхода второй версии DLSS, которая принесла множество улучшений, это все еще сырая технология, которая сильно зависит от текущей версии софта, драйверов видеокарты и реализации этой штуки со стороны разработчиков. Поэтому сравнивать их сейчас — это как проводить соревнования снайперов в сильный ветер.

Впрочем, уже на старте FSR выглядит крепышом, который дает серьезный буст к FPS в игре на высоком разрешении. Симулятор политика Anno 1800 неожиданно оказался очень крутым бенчмарком для FSR. Пейзажи игры богаты на мелкие детали и при некачественном масштабировании с высоты птичьего полета тут же появляются лесенки из пикселей. При апскейлинге до 4K режим Ultra Quality скрывает некоторые детали ландшафта, но в то же время умело убирает излишнюю зернистость, лесенки и мерцание движущихся объектов. В таком режиме прирост к средней частоте FPS вырастает на 33%. Учитывая, что ручной разгон видеокарты редко когда дает больше 10% к исходной мощности, это впечатляет. Что интересно, в режиме Performance фреймрейт вообще практически удваивается, но картинка превращается в мыльное мыло.


Идентичную картину показали тесты игры Terminator Resistance: прирост к фреймрейт составляет от 28 до 92%, лучше всего картинка смотрится в режиме Ultra Quality, а сама фича одинаково хорошо работает и на старых видеокартах вроде RX 580, и на новинках калибра Radeon RX 6700 XT.


Среди всех протестированных игр наибольшие запросы по производительности были у Godfall. В разрешении 4K даже самый лайтовый апскейлинг FSR Quality добавил почти 50% к среднему FPS. При смене настроек FSR на следующий пункт фреймрейт возрастает на 75%. Ну а масштабирование в режимах Perfomance и Balanced способно поднять счетчик кадров в 2 – 2.5 раза.


Вывод: как и в случае с DLSS, наибольший интерес представляют режимы Ultra Quality и Quality, которые практически неотличимы от нативного разрешения и при этом дают ощутимый буст к производительности. Насколько ощутимый — зависит от настроек, модели видеокарты и самой игры. А режимы Perfomance и Balanced придутся ко двору, когда, на старенькой или встроенной видеокарте захочется поиграть в новый ААА-проект с красивой графикой.

Вывод: почему выход FidelityFX ― это круто и зачем мы все это рассказываем?


В истории с FidelityFX Super Resolution сложно отойти от аналогии с AMD FreeSync. Это технология для принудительного устранения просадок и визуальных артефактов в динамических сценах, которую сейчас повсеместно используют в телевизорах и мониторах. Чуть раньше NVIDIA презентовала схожу технологию под названием G-Sync, поэтому на AMD мало кто ставил. Но хитрецы из красного лагеря сделали FreeSync бесплатной и сняли все ограничения на ее использования, а NVIDIA требовала деньги за лицензию и проиграла войну.

И сейчас история как будто повторяется. DLSS не первый день на рынке и уже успела доказать свою полезность, а FidelityFX Super Resolution презентовали буквально позавчера. NVIDIA не планирует переносить DLSS на другие платформы, а AMD снова идет по пути открытости. FSR стала частью открытой платформы AMD GPUOpen, которую при сильном упрощении можно назвать «GitHub для разработчиков видеоускорителей». Но что важнее, о поддержке этой уже объявили Sony и Microsoft. Хочешь не хочешь, а она де факто станет отраслевым стандартом.

Еще одним важным преимуществом FSR является совместимость со всеми современными видеокартами последних лет — а именно карты на базе архитектуры AMD RDNA и RDNA 2, и даже старые модели на GCN, начиная с Radeon RX 480/470/460. Обещают корректную работу даже на встроенной графике Radeon Vega. И что еще круче, технология AMD совместим с видеокартами NVIDIA начиная с серии GeForce GTX 10. Поиграть в условного Ведьмака в 2K на Radeon RX 580 или GeForce GTX 1060 ― кто вообще откажется от такого? Особенно, глядя на ценники нынешних видеокарт.

Тем более, что обновленные драйвера с FSR для карточек Radeon уже можно скачать на официальном сайте — https://www.amd.com/en/support/kb/release-notes/rn-rad-win-21-6-1