Studiu de caz: cum AI-ul prin DLSS îmbunătățește performanța în jocuri

Anul acesta este unul în care se vorbește despre AI indiferent de gadget, tehnologie, însă în gaming și pe PC-uri avem deja de mai mulți ani o tehnologie cu AI pe care o folosim zilnic, deși poate unii dintre voi nu știu asta. DLSS sau Deep Learning Super Sampling. De la lansarea sa inițială în 2018 până la ultimele inovații din DLSS 3.5, această tehnologie a redefinit standardele pentru performanța și a schimbat felul în care felul în care dezvoltatorii realizează jocuri și modul în care gamerii se joacă. Poate părea exagerat, dar eu nu am jucat niciun joc din ultimii ani fără să am DLSS activat, indiferent că este vorba despre un laptop ca acesta de la Lenovo sau desktop PC. Ca să vorbim cât mai practic și mai aplicat, vom face toate testele în jocuri pe acest laptop Lenovo Legion 5 Pro ce vine echipat cu o placă video NVIDIA GeForce RTX 4070, procesor Intel Core i9 - 14900HX, 32 GB RAM și 1TB SSD. Mi se pare un model foarte bun pe care să facem aceste teste deoarece nu este nici cel mai performant, dar nici cel mai scump laptop, ci unul pe care poate îl vor achiziționa majoritatea dintre voi.

Totuși, faptul că are o placă video RTX 4070 și un procesor Intel i9-14900HX îți va asigura că va rula foarte multe jocuri noi bine la setări grafice înalte. Cei 32 GB și spațiul de stocare de 1 TB înseamnă că e gata și pentru viitor și-l vei putea folosi pentru mai mult timp fără să-ți faci griji.

Ce este DLSS?

DLSS, sau Deep Learning Super Sampling, este o tehnologie AI dezvoltată de NVIDIA care utilizează rețele neurale pentru a îmbunătăți calitatea imaginii în timp ce menține o performanță ridicată. Aceasta funcționează prin preluarea unei imagini de rezoluție mai mică și face upscaling la o rezoluție mai mare folosind AI, permițând astfel jocurilor să ruleze mai fluid și să arate bine.

Evoluția DLSS

DLSS a fost lansat pentru prima dată în 2018 cu RTX 20 Series. Prima versiune a DLSS a oferit o îmbunătățire semnificativă a performanței, dar a avut unele probleme de claritate a imaginii. Țin minte când am încercat prima dată DLSS în Battlefield V și Metro Exodus și nu mi-a venit să cred când am văzut creșterea numărului de FPS fără ca jocul să arate mai urât.

ASUS Learn and Compete 2025: competiție pentru liceenii pasionați de tech

Cu DLSS 2.0, lansat în 2020, NVIDIA a îmbunătățit considerabil calitatea imaginii, reducând artefactele și îmbunătățind claritatea printr-un nou algoritm AI antrenat pe un supercomputer NVIDIA.

Acest update a redus semnificativ artefactele vizuale și a îmbunătățit claritatea și detaliile imaginilor. De asemenea, a oferit mai multe moduri de performanță, ca să găsești un echilibru între calitate și framerate, însă mai important a devenit mai ușor de implementat în jocuri, ceea ce a condus la o adoptare mai largă a tehnologiei în jocuri. DLSS 2.0 a fost disponibil pentru câteva jocuri precum Control și Wolfenstein: Youngblood.

Următorul mare update a venit în 2022 cu DLSS 3.0 odată cu lansarea plăcilor video din seria RTX 40. În acest update a fost introdus tehnologia Optical Multi Frame Generation, care generează cadre suplimentare între cadrele randate pentru a dubla, aproape, numărul de FPS în jocuri. De asemenea, DLSS 3.0 include și tehnologia NVIDIA Reflex care reduce latența și îmbunătățește responsivitatea în jocuri. De asemenea, a venit cu îmbunătățiri semnificative în calitatea vizuală și a continuat să crească performanța

DLSS 3.5 introduce îmbunătățiri semnificative prin noua funcție Ray Reconstruction, care îmbunătățește efectele ray-tracing folosind inteligența artificială. DLSS 3.5, cu Ray Reconstruction, reprezintă un pas major înainte în redarea grafică îmbunătățită de AI. Oferă nu doar vizuale de fidelitate superioară, ci și performanță îmbunătățită, făcând ray tracing-ul de înaltă calitate mai accesibil în aplicațiile în timp real.

Microsoft te face să vorbești 9 limbi străine în timp real pe Teams

Cum funcționează DLSS?

DLSS funcționează în mai multe etape. În primul rând, jocul redă o imagine la o rezoluție mai mică. Apoi, rețeaua neurală AI preia această imagine și folosește date din cadrele anterioare pentru a construi o versiune de înaltă rezoluție. Algoritmul AI este antrenat cu o vastă bază de date de imagini de înaltă calitate, permițându-i să umple detaliile lipsă și să producă o imagine finală clară și detaliată.

Mai exact, să zicem că ai un monitor 4K pe care vrei să rulezi jocurile și vrei să o faci la o calitate grafică înaltă. Nativ, fără DLSS, jocul nu va rula foarte fluent, însă activând DLSS, jocul ia o imagine la rezoluție 1440p sau 1080p apoi aceasta este procesată de o rețea neuronală antrenată pentru a recunoaște și a corecta detaliile fine, texturile și marginile obiectelor din imagine și face upscalling la rezoluția țintă (de exemplu, 4K). Aceasta reconstituie detaliile pierdute și îmbunătățește claritatea generală a imaginii. La final ai un număr de FPS mai mare și o imagine de calitate. Win-Win. Mai mult de atât, DLSS 3.0 poate reda șapte din fiecare opt pixeli dintr-o scenă cu AI.

Dar hai să vorbim și în concret și să vedem câteva exemple de utilizare a DLSS în jocuri cu laptop-ul Lenovo Legion 5 Pro de care vă ziceam. Hai să vedem cum se descurcă în jocuri și cum ajută DLSS.

Am luat câteva jocuri emblematice pentru utilizarea ray tracing și DLSS precum Cyberpunk 2077, Alan Wake 2, Control și Horizon Forbidden West. Toate testele au fost rulate la rezoluția nativă a display-ului și cu laptop-ul în modul performance și conectat la priză. Hai să vedem cum se descurcă în jocuri și care este aportul pe care-l aduce DLSS-ul.

În funcție de joc, poți să rulez nativ la setări grafice high și să ajungi în jurul a 60 de FPS, dar DLSS-ul asigură un gameplay mai smooth și te împinge peste borna de 60 de FPS.

Mie ce-mi place mai mult la DLSS este faptul că-mi permite să activez Ray Tracing fără să am o pierdere prea mare a numărului de FPS (variază de la joc la joc), adică pot să mă bucur de un gameplay fluid și de o calitate impresionantă a imaginii. Ray tracingul mi se pare că face ca lucrurile să pară mai reale, creează o atmosferă în care vrei să te scufunzi cu umbre și reflexii realiste. Hai să vedem ce înseamnă să rulezi ray tracing pe laptop și cum influențează performanța ray reconstruction sau path tracing.

Ca să te joci cu ray tracing activat trebuie să găsești o balanță potrivită și vedem că ray reconstruction aduce un plus de FPS, în timp ce path tracingul este foarte demanding

Interesant este că DLSS poate fi folosit și doar pentru a îmbunătăți imaginea prin activarea DLAA (Deep Learning Anti-Aliasing). DLAA oferă același anti-aliasing condus de AI pe care îl utilizează DLSS, dar fără nicio funcționalitate de upscaling sau downscaling.

DLSS nu este perfect și în anumite scenarii se pot produce artefacte vizuale, detalii inexacte în scene complexe sau cu mișcare rapidă. De multe ori existau probleme în generarea UI-ului unui joc și puteai să-l vezi că are flickering. Cu fiecare nou update lucrurile s-au îmbunătățit atât la nivel de ray tracing, cât și de upscaling și generare de frame-uri.

Ray Reconstruction în DLSS 3.5

V-am menționat la un moment dat de Ray Reconstruction și Frame Generation, funcții disponibile pe DLSS 3.5. Amândouă folosesc AI pentru a îmbunătăți calitatea imaginii și pentru a crește performanța.

Ray Tracing este o tehnologie care redă umbrele, reflexiile și felul în care pică lumina într-un mod foarte natural și real. Când o scenă este ray-traced, motorul jocului trage raze din punctul de vedere al camerei în scenă pentru a simula modul în care lumina interacționează cu obiectele. Totuși, trasarea razelor pentru fiecare pixel este costisitoare din punct de vedere computațional, așa că se folosește doar un eșantion reprezentativ de raze. Acest lucru rezultă într-o imagine zgomotoasă și peticită.

În procesul realizării acestor elemente sunt folosite denoisere. Un denoiser în tehnologia ray tracing este un instrument de calcul sau un algoritm conceput pentru a elimina zgomotul din imaginile redate, îmbunătățind semnificativ calitatea vizuală a acestora.

Ray Reconstruction înlocuiește denoiser-ele tradiționale cu o rețea neurală AI, antrenată pe o cantitate de cinci ori mai mare de date decât versiunile anterioare pentru a îmbunătăți calitatea imaginilor ray-traced. Prin recunoașterea și recrearea efectelor de lumină și umbră, Ray Reconstruction oferă reflexii, iluminare globală și umbre mai precise și stabile, eliminând zgomotul și artefactele vizuale.

Acest model AI este conceput pentru a îmbunătăți calitatea imaginilor ray-traced prin generarea de pixeli de calitate superioară între razele eșantionate. Face acest lucru luând decizii mai inteligente despre utilizarea datelor temporale (bazate pe timp) și spațiale (bazate pe spațiu), păstrând astfel detaliile de înaltă frecvență pentru o scalare de calitate superioară.

Înțelegând și recreând modele de iluminare din datele sale de antrenament, Reconstrucția Ray produce imagini mai precise și stabile. Acest lucru înseamnă reflexii, umbre și iluminare generală mai bune.

Deoarece Reconstrucția Ray gestionează denoising-ul mai eficient, poate potențial îmbunătăți frame rate-ul reducând sarcina computațională pe GPU. Cum am văzut și în exemplele noastre, ray reconstruction crește performanța și în Cyberpunk 2077 și în Alan Wake 2, în acesta din urmă chiar face o diferență foarte mare.

Cadre generate de AI cu Frame Generation

O altă caracteristică a DLSS 3.5 este Frame Generation. Aceasta utilizează AI pentru a analiza cadrele consecutive și datele de mișcare, generând un cadru intermediar între acestea. Acest lucru crește rata de cadre pe secundă.

Motorul jocului renderizează două cadre consecutive: Cadrul N și Cadrul N+1. Din aceste cadre, se extrag vectorii de mișcare și alte date. Acești vectori de mișcare indică direcția și viteza la care se deplasează obiectele între cadrele consecutive. Rețeaua neurală AI analizează aceste cadre împreună cu datele de mișcare pentru a prezice și genera un cadru intermediar, denumit Cadrul N+0.5. AI-ul folosește machine learning pentru a interpola și crea acest cadru intermediar, având în vedere mișcările și modificările vizuale dintre Frame N și Frame N+1.

E ca în desenele acelea realizate pe hârtie cu un personaj care se mișcă puțin câte puțin în fiecare cadru. Aici placa video generează primul cadru și al treilea, iar pe cel de-al doilea îl generează AI-ul. Asta duce la o creștere a numărului de FPS într-un joc, de cele mai multe ori dublează numărul de frame-uri și chiar te poate ajuta în scenarii în care procesorul este mai vechi și nu mai face față celor mai noi jocuri deoarece aceste cadre generate de AI nu așteptă ok-ul procesorului.

Frame Generation - ce plus de FPS aduce

Care-i schema, poate te întrebi? Frame Generation introduce puțin lag în joc și crește latența, însă folosind tehnologia poți combate acest aspect.

Deci dacă ne uităm așa în medie la aceste jocuri, Frame Generation aduce în jur de 10-20ms în plus la latență, ceea ce cred că nu e rău și niciun gamer casual, care nu e foarte competitiv va observa asta. Eu cel puțin nu am observat. Singura mențiune este că în Alan Wake am văzut mai multe artefacte cu Frame Gen activat atunci când mișcam camera rapid, iar în Cyberpunk 2077 în această secțiune am văzut mici artefacte în jurul plantelor. În Horizon a fost flawless.

De asemenea, majoritatea gamerilor nu vor observa o creștere a latenței în jocuri mainstream care nu sunt foarte competitive precum shootere ca Apex Legends, Counter Strike 2 și așa mai departe. Eu am jucat multe jocuri cu Frame Generation activat precum Cyberpunk 2077 Phantom Liberty sau Alan Wake 2 și nu am sesizat niciun lag.

DLSS nu este singura tehnologie de upscaling de pe piață și alte companii oferă alternative precum FSR de la AMD sau XeSS de la Intel. Nu o să le compar în acest material deoarece este și așa destul de mare, dar dacă doriți pot face o analiză pe câteva jocuri cu aceste tehnologii. Personal, din ce am încercat de-a lungul timpului și în mai multe jocuri DLSS mi s-a părut tot timpul opțiunea cea mai bună.

AI sau Artifical Inteligence poate fi doar o exprimare de hype, goală, însă în unele cazuri chiar este utilă și are un impact real asupra felului în care te joci, în cazul de față.

Cât despre laptop, Lenovo Legion 5 Pro este un laptop de gaming bun ce poate rula cele mai noi jocuri video la setări grafice, dar care are nevoie de DLSS pentru a le duce în jurul a 60 de FPS. Poți activa și ray tracingul în jocurile în care suportă asta, însă trebuie să te joci puțin prin setări pentru a găsi echilibrul bun între performanță și calitate vizuală.