AI w grach to nie przyszłość - to już teraźniejszość

Po tym, jak NVIDIA w 2018 roku zaprezentowała pierwsze karty wyposażone w jednostki odpowiedzialne za Ray Tracing, gry w końcu ruszyły do przodu w kwestii oprawy graficznej. Początkowo nieśmiało, dodając jeden albo dwa z efektów wymagających śledzenia promieni, ale po kilku latach, po premierze kolejnej generacji kart GeForce RTX, zaczęto coraz częściej korzystać jednocześnie z większej ilości takich efektów.

Kolejną rewolucją okazało się przejście na całkowite renderowanie całej sceny z pomocą śledzenia promieni (zamiast pojedynczych efektów), co umożliwiło wprowadzenie Path Tracingu. Po eksperymentalnej (i udanej) implementacji w Cyberpunk 2077 oraz już naprawdę rewelacyjnie wyglądającym Alan Wake 2 dostaliśmy w tym roku Black Myth: Wukong oraz Star Wars: Outlaws.

O ile nie da się zaprzeczyć, że gry korzystające z pełnego śledzenia promieni potrafią zwalić z nóg oprawą graficzną, tak też na kolana rzucają nawet najmocniejsze karty graficzne. I tutaj właśnie całe na biało wkracza AI w formie NVIDIA DLSS, zatem upscalingu (zwiększenia rozdzielczości) z wykorzystaniem algorytmów wyuczonych przez ogromne sieci neuronowe.

Dedykowane jednostki na kartach graficznych NVIDIA GeForce RTX (rdzenie Tensor) są w stanie zrekonstruować obraz wyrenderowany w niższej rozdzielczości do tej, która jest natywna dla naszego monitora. Jest to proces dalece doskonalszy od tego stosowanego w podstawowych telewizorach lub nawet przez odpowiedniki tej technologii, które do działania nie używają AI. A to dopiero wierzchołek góry lodowej tego, w czym AI obecnie jest w stanie pomóc i jak spektakularnie poprawić nie tylko wydajność w grze, ale również jakość samej oprawy!

NVIDIA DLSS daje bardzo dużo, ale solidna karta to i tak podstawa

Niestety, jak to mawiają, z pustego to i Salomon nie naleje. Podobnie wygląda sytuacja w przypadku grania w takich najwyższych ustawieniach, jeżeli jednocześnie chcemy korzystać z wyższych rozdzielczości niż FHD. Dlatego też do testów wybrałem kartę graficzną Gigabyte GeForce RTX 4080 Super AERO OC 16 GB – model z masywnym, czteroslotowym chłodzeniem, trzema wielkimi wentylatorami i siedmioma opasłymi ciepłowodami. Dodatkowo urzekła mnie tutaj biała stylistyka karty, ale to już kwestia gustu – to, co istotne, to to, że ten olbrzym ma tak ogromny zapas mocy chłodzenia, że nawet pod pełnym obciążeniem jest ledwie słyszalny.

Kartę można całkowicie wyciszyć, aktywując tryb Silent, w którym tracimy fabryczne podkręcenie, a karta pozwala sobie utrzymać nieco wyższe temperatury, ale w zasadzie wydajność nie różni się w sposób odczuwalny. W takim ustawieniu Gigabyte GeForce RTX 4080 Super AERO OC cudownie sprawdza się przy spokojnych sesjach edycji zdjęć albo montowania wideo, zwłaszcza jeżeli preferujecie pracę w ciszy. Tutaj nie bez znaczenia są też sterowniki NVIDIA Studio, gwarantujące maksymalną stabilność w tego typu zastosowaniach, choć oczywiście na potrzeby dzisiejszych testów korzystałem ze sterowników Game Ready.

W Black Myth: Wukong powinno się grać tylko z NVIDIA DLSS

A pierwszą grą były przygody małpiego króla – albo raczej jego potomka. Black Myth: Wukong korzysta z bardzo zaawansowanego silnika graficznego Unreal Engine 5, który dodatkowo (tylko w wersji na PC) wzbogacono o moduł Path Tracingu. Aktywacja tej techniki dezaktywuje system oświetlenia Lumen i sprawia, że gra w końcu wygląda faktycznie realistycznie.

Niestety połączenie śledzenia promieni z taką ilością geometrii, jaką w tej grze generuje system Nanit, to proszenie się o spore problemy z płynnością, nawet w podstawowej rozdzielczości FHD. Chcąc grać w 4K „po staremu”, czyli uparcie ignorując istnienie NVIDIA DLSS, musiałbym poczekać na premierę kart z serii RTX 5000… Na szczęście wiem, co dla mnie dobre, a wy możecie się poniżej przekonać, ile realnie daje w tej grze sam tylko DLSS Super Resolution:

Dobrze widzicie – w 4K uruchomienie DLSS w trybie najwyższej wydajności przełożyło się na prawie pięciokrotny wzrost wydajności. Ciekawszym rezultatem jednak będzie porównanie grania w 4K z DLSS Wydajność, jako że w tym przypadku dostajemy tyle samo FPS, co w natywnym FHD, ale… Otóż właśnie, jest tutaj jedno bardzo istotne „ale” – to, co widzimy grając w 4K z DLSS Wydajność, wygląda nieporównywalnie lepiej od natywnego FHD!

Powiedziałbym nawet, że w kilku kwestiach obraz jest lepszy od natywnego 4K, jako że algorytmy DLSS znacznie lepiej radzą sobie z ogólnym wygładzaniem krawędzi, niż robią to inne metody, takie jak archaiczne już TAA. NVIDIA ma jednak jeszcze jednego asa w rękawie i w ustawieniach gry można dodatkowo aktywować generator klatek, wprowadzony wraz z NVIDIA DLSS 3.0.

Tym sposobem w 4K mamy już bardzo przyjemną dla oka płynność animacji na poziomie 75 FPS, ale można też pokusić się o delikatny kompromis po stronie jakości obrazu i grać z płynnością ponad 100 FPS po połączeniu upscalowania DLSS Wydajność z Generacją Klatek DLSS. Warto jednak pamiętać, że za tak generowane dodatkowe klatki odpowiadają rdzenie Tensor czwartej generacji, zatem dostępne tylko i wyłącznie dla serii RTX 4000 i (przyszłych) nowszych. To również technika, która znacząco podnosi zapotrzebowanie na pojemność pamięci graficznej i tutaj wyśmienicie się składa, że Gigabyte RTX 4080 Super AERO posiada aż 16 GB takiego VRAM-u.

Star Wars: Outlaws w szczególności zyskuje z NVIDIA DLSS

Druga gra, w której sprawdziłem, ile dziś daje wspomaganie się technikami AI, to bardzo specyficzny tytuł, jako że nawet na najniższych ustawieniach wykorzystuje śledzenie promieni. Jednakże dopiero dzięki implementacji NVIDIA RTXDI gracze PC-towi (a w praktyce tylko ci z kartami NVIDIA RTX) mogli ujrzeć ten tytuł w pełnej krasie.

Nie jest to niestety aż tak „pełen Ray Tracing”, jak w przypadku Wukonga, jako że odbicia nadal generowane są hybrydowo (a w przypadku powierzchni szklanych są zwykłymi bitmapami…), ale mimo wszystko urealnione zachowanie oświetlenia wyszło grze zdecydowanie na dobre. W szczególności wizualnie wybija się funkcja Rekonstrukcji Promieni z pakietu DLSS 3.5 – zanim wyjaśnię, co dokładnie robi, zobaczmy, jak wpływa na wydajność w grze.

Otóż, jak widzicie, nie wpływa praktycznie wcale – wyniki są między 2 % a 5 % niższe, czego w praktyce nie da się odczuć, zwyczajnie grając. Ale to, co dostajemy w zamian, daje więcej niż zmiana podstawowych ustawień z najniższych na najwyższe! Wszystkie tekstury wyglądają znacznie wyraźniej i mają zdecydowanie więcej detali, drobniejsze cienie są w końcu widoczne i ogólnie poprawia się dynamika obrazu, ale przede wszystkim wszelkie odbicia (te, za które odpowiada śledzenie promieni) są znacznie wyraźniejsze i faktycznie widać, co zostało odbite.

Otoczenie też szybciej reaguje na zmiany światła, co najlepiej widać na cieniach rzucanych przez ruchome obiekty, takie jak wentylatory – z DLSS Ray Reconstruction widać, że jest to cień wentylatora, podczas gdy bez tej funkcji wszystko rozmazuje się do niewyraźnej plamy.

Takie efekty są możliwe dzięki podmianie klasycznego systemu odszumiania obrazu generowanego przez śledzenie promieni na algorytm korzystający z sieci neuronowych (zatem w uproszczeniu – z AI). Dzięki przetworzeniu przez serwery NVIDII niezliczonych próbek obrazów ich algorytm ma bardzo dobre „przeczucie”, jak powinien wyglądać efekt finalny na podstawie zaszumionego obrazu, jaki otrzyma od silnika gry.

Nie jest to jeszcze technika wolna całkowicie od mankamentów - w przypadku Star Wars: Outlaws tracimy nieco na stabilności kontrastowych krawędzi w grze, ale tu realnie trzeba używać lupy i spowolnienia, aby dopatrzeć się problemu – ale bezwzględnie i znacząco poprawiająca jakość obrazu generowanego przez śledzenie promieni. Dlatego też kolejne testy DLSS przeprowadziłem z aktywnym DLSS Ray Reconstruction.

Aktywacja upscalera DLSS ponownie przyniosła zbawienny efekt, pozwalając w przypadku Gigabyte RTX 4080 Super AERO na granie nawet w 4K. Tutaj ponownie obraz generowany natywnie (i wygładzany z pomocą TAA) wygląda szkaradnie i wokół protagonistki często widzimy całą masę błędów obrazu, które znikają dopiero po aktywowaniu NVIDIA DLSS. W efekcie granie w 4K z DLSS nawet na ustawieniu Wydajność daje wizualnie lepsze wrażenia niż 4K ze zwykłym wygładzaniem krawędzi.

Jeżeli zastanawia was „co się stało w rozdzielczości FHD”, że wszystkie poziomy DLSS dają ten sam rezultat, to już wyjaśniam – w tym przypadku limitem wydajności okazał się procesor (AMD Ryzen 7950X3D)… Zwyczajnie w tym miejscu testowym CPU nie jest w stanie wystarczająco szybko dostarczać informacji dla karty graficznej, na co rozwiązaniem jest aktywowanie Generatora Klatek z DLSS 3.0, który to dodatkowe FPS generuje bezpośrednio na samej karcie. Efekt mówi sam za siebie.

Należy jednak przypomnieć, że nie są to zupełnie takie same klatki na sekundę, co w przypadku tych renderowanych przez silnik gry. Owszem – wizualnie, dla naszego oka, gra będzie chodzić znacznie płynniej, ale poczucie wydajności w znaczeniu responsywności gry pozostanie na zbliżonym poziomie do tego, który mieliśmy przed aktywowaniem DLSS 3.0 Frame Generation. Wynika to z konieczności oczekiwania na dodatkową klatkę, aby DLSS mogło wygenerować klatkę pośrednią. Sam proces wykonawczy, za sprawą NVIDIA Reflex, został jednak skrócony do absolutnego minimum, co pozwala właśnie nie odczuwać dodatkowego opóźnienia.

AI dostępne dla kart graficznych NVIDIA GeForce RTX już teraz zmienia oblicze świata gier

O ile sami gracze niekoniecznie są jeszcze w pełni świadomi, jak wiele opisane wyżej algorytmy sztucznej inteligencji wspomagają przetwarzanie najbardziej wymagających gier, tak z całą pewnością twórcy takich gier już teraz czerpią z nich garściami.

Gry obecnie tworzy się właśnie z myślą o tym, aby używały DLSS (lub od biedy innego upscalera), co daje twórcom większe pole do popisu w podkręcaniu parametrów. Samo przejście na pełne śledzenie promieni zdejmuje z nich również obowiązek żmudnego „wypiekania” cieni dla scenerii, jako że teraz każdy cień, nawet najmniejszego źródła światła obliczą rdzenie RT (i zrobią to zwykle znacznie lepiej). Nie ma się co łudzić – gry takie jak Wukong albo Outlaws wytyczają trendy w branży i właśnie tego należy oczekiwać od kolejnych wielkich produkcji.