都是不花钱提升游戏帧率,手机超分超帧和英伟达DLSS有什么区别?

发布时间:2023-09-04 15:10:09 来源:丰图软件园

2018 年英伟达刚推出深度学习超级采样(DLSS)技术的时候,很多人并不看好英伟达的方向。但五年后的 2023 年,PC 游戏玩家已经离不开 DLSS、FSR(AMD)技术带来的画面性能提高了。


几周前,英伟达宣布有超过 330 款已发布的游戏和应用支持 DLSS 技术,紧接着赶在德国科隆游戏展前,英伟达又发布了新一代深度学习超级采样技术——DLSS 3.5。


DLSS 3.5 最大的升级在于引入 AI 模型支持的光线重建技术,可以为密集型光线追踪游戏和应用创建更高质量的光线追踪图像。根据英伟达官方的测试,通过结合超分辨率、帧生成和光线重建技术,DLSS 3.5 与原生 4K 关闭 DLSS 渲染相比,可将《赛博朋克 2077 (Cyberpunk 2077)》帧率提高 5 倍。


另外英伟达还宣布,首批支持 DLSS 3.5 的游戏将包括《心灵杀手 2》《赛博朋克 2077:往日之影》《传送门 RTX 版》等,将于秋季上线支持。


不过比起手机厂商宣传的超分超帧效果,英伟达的 DLSS 3.5 多少还是有些「保守」了。


红米 K60 至尊版、一加 Ace 2 Pro,还有 8 月 28 日刚刚发布的 realme GT5,都宣布了新的超分超帧规格:一加 Ace 2 Pro 支持 1.5K+120 帧同开,红米 K60 至尊版和 realme GT5 支持 1.5K+144 帧同开。


都是不花钱提升游戏帧率,手机超分超帧和英伟达DLSS有什么区别?

realme GT5 超分超帧同开,图/realme


考虑到实际处理,红米 K60 至尊版和 realme GT5 是将 720P 的原生渲染分辨率放大 3 倍,再通过一插二将 48 帧插成 144 帧,约等于算出了 6 倍的画面;一加 Ace 2 Pro 的超分与前者无疑,区别是超帧上是通过一插一将 60 帧插成 120 帧,约等于算出 4 倍画面。


如果仅仅对比实际渲染分辨率/画面和表现分辨率/画面,英伟达 DLSS 3.5 看上去终于「追上」了手机厂商的超分超帧技术。但如果对两者有所了解,就会知道手机厂商的超分超帧实际存在太多「水分」。


绕开 GPU,提高画面性能


时至今日,英伟达 DLSS、AMD FSR 已经强有力地证明了超分超帧技术对于游戏画面的革命性改变。一方面是现如今芯片性能、成本的进步并不足以满足玩家在画面上的追求;另一方面是超分、超帧在一定程度上绕开了传统加大图形渲染算力的方式,通过大幅减少性能开销实现更好的画面表现。


以《赛博朋克 2077》为例,即便 CDPR 优化到了现在,在 4K 画质下的性能要求还是很高,帧数或者游戏画面的流畅程度自然就很难高。DLSS 则是在性能一定的情况下,通过降低画质来提高帧率和流畅度,同时再通过算法来提高画质,做到画质几乎不劣化或者只是轻微劣化,以此实现不升级显卡也能获得帧数的提升。


到了 DLSS 3 上,英伟达还加入了帧生成技术(限 RTX 40 系显卡)。我们都知道,视频本质上是由一张张照片组成的,比如电影主流格式是 24 帧每秒,意味着 1 秒有 24 张照片。游戏也是同理,帧生成技术则是在两张原始帧中间「AI 计算」生成一帧渲染画面,从而实现更高的帧数和流畅度。


都是不花钱提升游戏帧率,手机超分超帧和英伟达DLSS有什么区别?

图/YouTube@数毛社


数毛社(Digital Foundry)的测试显示,在 RTX 4090 这张卡上,《漫威蜘蛛侠》4K 画质在开启 DLSS 3 的性能表现甚至可以到关闭 DLSS 的 203.6%,并且可以将画面劣化程度控制在基本无法感知的范畴内。


到了 DLSS 3.5,英伟达在原有 DLSS 技术的基础上,把升级重点放在了光线追踪上,具体技术细节可以参看官方的介绍,总而言之,DLSS 3.5 的半代升级主要是围绕支持光线追踪的游戏进行性能提高。


手机超分超帧,更多还是视频显示技术的游戏化


智能手机其实也看到了超分超帧技术在游戏场景的作用。2021 年 iQOO Neo5 就利用「独立」显示芯片实现了硬件 MEMC(运动预估和运动补偿),把游戏帧数从最高 60 帧提升到了最高 90 帧、120 帧。


这两年,各家手机厂商更是没少宣传超分超帧技术,主要也是因为游戏玩家对游戏画面日益增长的追求与手机性能、发热、功耗之间产生的矛盾。


就不说前两年安卓旗舰普遍存在发热卡顿问题,从骁龙 8 Gen 2 推出以来,其 GPU 峰值性能和能效都有了大幅增长,主流游戏如《原神》《王者荣耀》基本都实现了高负载流畅运行。但实际受限于性能(尤其是 GPU 算力)、续航、发热以及游戏生态等因素,在手机上想要玩到高画质、高帧率的游戏始终存在困难。超分超帧的技术路线则提供了一种提高画质和帧数,同时又不需要大幅提高性能和功耗的的可能。


不过不同于 DLSS 对于 AI 越来越多的依赖,手机上的超分超帧还处于很早的阶段。不管是一加 Ace 2 Pro,还是红米 K60 至尊版和 realme GT5,实现超分超帧实际依赖的都还是 Pixelworks X7 显示芯片。


都是不花钱提升游戏帧率,手机超分超帧和英伟达DLSS有什么区别?

三家都用了 Pixelworks X7,图/小米


按照 Pixelworks 介绍,X7 的超分是通过采用特定算法实现图像超分辨率重建,生成纹理更清晰、细节更丰富的游戏画面。另一方面,超帧更多还是 MEMC 技术的延续,这点从手机厂商在超分超帧技术上更多宣传「独立」显示芯片而非 SoC AI 加速计算单元,也可以看出一二。


此外,超分超帧技术在手机上的应用效果也普遍存在争议,一是对于画质提升效果较小和劣化图像的讨论,二是表现在延迟问题上。


受限于实现原理,超分超帧画面要先由手机 SoC 实际渲染,再传到「独立」显示芯片进行计算处理,整个过程一定会增加画面显示延迟,如果像红米 K60 至尊版一样选择「一插二」则意味着更大的延迟。


都是不花钱提升游戏帧率,手机超分超帧和英伟达DLSS有什么区别?

红米 K60 至尊版超分超帧同开,图/小米


更何况,「独立」显示芯片与 SoC 之间还有传输、联调等问题,也会不可避免地增加游戏画面延迟。矛盾的是,不是所有游戏都有高帧率的需求,但对高帧率需求强烈的 FPS 游戏往往又对延迟有着较高要求。


事实上,如果我们留意手机发布会就会发现。厂商也明白当前手机超分超帧技术存在的问题,他们在宣传自家超分超帧技术(大部分基于 Pixelworks 显示芯片)的同时,往往还在继续强调与游戏厂商的合作,包括开放高帧率、高画质模式等。比如 realme GT5 就特别提到了首发英雄联盟手游原生 144 帧模式,一加 Ace 2 Pro 宣传首发支持《和平精英》90 帧+高清画质(720P)。


试想一下,如果手机超分超帧技术已经足够优秀了,手机厂商何必花钱求游戏厂商「开放」更高的游戏画质和帧率。



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