INNO3D GeForce RTX 3070 Ti X3 OC [N307T3-086XX-1820VA45]

NVIDIA Ampere: Deep Learning Super-Sampling (DLSS) ora fino a risoluzione 8K

Nei giochi di ultima generazione i frame renderizzati non vengono visualizzati direttamente sullo schermo, ma al contrario si trovano a dover passare attraverso un processo di miglioramento post-elaborazione dell’immagine che combina l’input di più frame renderizzati al fine di rimuovere artefatti visivi come l’aliasing preservando il più possibile il livello di dettaglio.

Un esempio pratico è il Temporal Anti-Aliasing (TAA), un particolare algoritmo messo a punto da NVIDIA per migliorare la qualità di visione eliminando l’aliasing, basato sulla campionatura tra pixel allo scopo di procedere con operazioni di media e pulizia dell’immagine. Questa tecnica, nonostante sia tra le più comuni in uso al momento, presenta diverse limitazioni, tra le quali spicca un risultato finale, in termini visivi, molto meno nitido rispetto ad esempio al multi-sampling o al super-sampling, che però richiedono molte più risorse per essere applicati.

Proprio per questo motivo i ricercatori NVIDIA si sono impegnati nello studio di soluzioni alternative per l’analisi e l’ottimizzazione delle immagini capaci di assicurare la massima qualità al minimo “costo” prestazionale, arrivando alla conclusione che l’intelligenza artificiale poteva essere la chiave per mettere la parola fine al problema.

Nei capitoli precedenti abbiamo fatto riferimento ad ImageNet, precisando come l’elaborazione e la classificazione delle immagini su larga scala sia l’applicazione d’uso in cui il deep-learning ha mostrato il meglio di sé, raggiungendo una capacità sovrumana nel riconoscere animali, volti, automobili o dettagli specifici nel confronto tra centinaia di migliaia di immagini.

Il principio alla base della tecnica di miglioramento dell’immagine pensata da NVIDIA è fondamentalmente il medesimo, basato quindi sullo sfruttamento della rete neurale per il confronto tra immagini, ma anziché ricercare dettagli o specifiche tipologie di cose o oggetti, ci si limiterà ad osservare i pixel grezzi delle immagini al fine di estrarre informazioni utili per combinare in maniera intelligente i dettagli dei vari fotogrammi così da ottenere un’immagine finale in alta qualità.

Questa nuova tecnica prende il nome di Deep Learning Super-Sampling (DLSS) e, sfruttando una rete neurale (DNN) sviluppata da NVIDIA, assicura un output di qualità superiore rispetto al TAA, andando però quasi a dimezzarne la richiesta elaborativa necessaria a livello di shader.

L’immagine sopra riportata mostra un confronto tra il vecchio TAA ed il nuovo DLSS nella demo UE4 Infiltrator. Il Deep Learning Super-Sampling, come possiamo vedere con i nostri occhi, restituisce una qualità dell’immagine molto simile al TAA, ma con prestazioni notevolmente superiori.

La combinazione tra la notevole potenza computazione della nuova GeForce RTX 2080 Ti ed il pieno supporto al DLSS, reso possibile dalla presenza di unità dedicate (Tensor Cores), consente di raddoppiare le prestazioni rispetto alla precedente soluzione di pari fascia GeForce GTX 1080 Ti basata su architettura Pascal.

In varie occasioni il colosso americano ha più volte sottolineato come il DLSS, preso in modalità 2X, sia in grado di riprodurre risultati equivalenti, in termini di definizione dell’immagine, all’applicazione di un tradizionale anti-aliasing super-sampled 64X, quest’ultima però impossibile da gestire in tempo reale con le attuale potenze computazionali disponibili.

La chiave di questo notevole risultato risiede però nel processo di “addestramento” della rete neurale; più immagini di riferimento verranno raccolte dalla DNN di NVIDIA e più sarà possibile ottenere un risultato superiore in termini di qualità dell’immagine. Sono numerosi gli esempi in cui grazie al DLSS si è in grado di ottenere un’immagine finale di qualità paragonabile o addirittura più nitida in alcuni dettagli rispetto alla nativa, pur potendo contare su una maggiore prestazione.

Con la nuova architettura Ampere il DLSS è stato ulteriormente migliorato, sfruttando sia le maggiori prestazioni offerte dalle unità Tensor Core di terza generazione e sia nuovi fattori di scaling, come ad esempio il nuovo “AI Super-Resolution 9X” che rende accessibili per la prima volta risoluzioni elevatissime come l’8K con frame rate di 60 FPS in titoli Ray-Tracing (precisiamo che questa modalità è esclusiva della soluzione di punta della gamma Ampere, vale a dire la GeForce RTX 3090).

Inutile dire come sia intenzione dell’azienda quella di spingere il più possibile gli sviluppatori ad implementare tale feature in un numero sempre maggiore di titoli. Con l’imminente revisione 3.0 questo sarà ancora più semplice e praticamente immediato, dal momento che l’unico requisito richiesto sarà il supporto, da parte del titolo stesso, del TAA.