انویدیا فناوری گرافیکی DLSS 2.0 را معرفی کرد

کنفرانس سالانه‌ی انویدیا موسوم به GPU Technology Conferebce به‌خاطر شیوع ویروس کرونا به تعویق افتاد و کاربران و کارشناسان دنیای گرافیک، رونمایی‌ها و اطلاع‌رسانی‌های مهم این شرکت را از دست دادند. بااین‌حال ظاهرا غول دنیای پردازش گرافیکی اخباری را برای شگفت‌زده کردن کاربران در دوران کنونی کنار گذاشته است. آن‌ها رونمایی جدیدی مرتبط با دنیای بازی انجام دادند که علاقه‌مندان را بیش‌ازپیش به پلتفرم خود جذب کنند. انویدیا فناوری جدید DLSS 2.0 را معرفی کرد که به‌عنوان یک به‌روزرسانی بزرگ و مهم در کاربردهای بهبود کیفیت تصویر مبتنی بر هوش مصنوعی (AI-ipscaling) کاربرد زیادی دارد.

فناوری DLSS (مخفف Deep Learning Super Sampling) در زمان معرفی نسل تورینگ پردازنده‌های انویدیا (سری GeForce RTX 20) در پاییز ۲۰۱۸ معرفی شد. DLSS درواقع اولین تلاش انویدیا برای استفاده از تجربه‌ی عظیم برنامه‌نویسی و سخت‌افزارهای مبتنی بر هوش مصنوعی در دنیای گیمینگ بود. پردازنده‌های گرافیکی سری تورینگ، همگی از هسته‌های تنسور استفاده می‌کردند، درنتیجه بهترین کاربرد از آن‌ها، بهره‌گیری از هوش مصنوعی برای افزایش کیفیت تصویر در بازی‌های ویدئویی بود. به‌هرحال بهترین رویکرد این بود که هسته‌های تنسور برای کاربردهای مبتنی بر هوش مصنوعی استفاده شوند و کیفیت بازی‌ها، هرچه بیشتر افزایش یابد، چون در آن زمان به‌مرور نمایشگرهای 4K هم با شدت بیشتری وارد بازار می‌شدند.

متأسفانه DLSS 1.0 آن‌چنان در ارائه‌ی قابلیت‌های ادعاشده موفق نبود. انویدیا رویکردی بسیار متمرکز بر تصویر داشت و روند آموزش شبکه‌ی عصبی نیز بسیار پیچیده بود. آن‌ها فناوری را به‌گونه‌ای توسعه داده بودند که برای هر بازی در هر رزولوشن، یک شبکه‌ی عصبی مجزا توسعه می‌داد. شبکه‌ها نیز با دریافت تصاویر با کیفیت بسیار بالا و حذف پلگی 64x، هدف کیفیتی هر بازی را می‌آموختند. از لحاظ تئوری، شبکه‌های حاصل باید می‌آموختند که یک جهان مجازی گرافیکی با جزئیات بالا، چه خصوصیاتی دارد. سپس آن‌ها باید تصاویر شفاف‌تر و باکیفیت‌تری تولید می‌کردند.

تئوری بالا در آموزش شبکه‌های عصبی، برخی اوقات باعث بهبود کیفیت قابل‌توجه تصاویر در بازی‌ها می‌شد. در برخی موارد نیز نتایج آن‌چنان قابل‌قبول نبودند. انویدیا ابتدا فناوری خود را به‌عنوان روشی برای کاهش هزینه‌ی رندر رزولوشن‌های بالا معرفی کرد. درواقع اینگونه گفته شد که با استفاده از فناوری مذکور، بازی ابتدا در رزولوشن پایین رندر شده و سپس مقیاس‌دهی (Upscaling) یا همان افزایش کیفیت رخ می‌دهد. نتیجه‌ی نهایی برخی اوقات مثبت بود، اما در بسیاری از موارد باز هم با تصا ویری با جزئیات کم روبه‌رو بودیم. از همه‌ مهم‌تر، اضافه کردن DLSS به یک بازی، زمان و کار زیادی نیاز داشت. هر بازی در هر رزولوشن نیازمند شبکه‌ی عصبی مجزا بود. در همین شرایط،یک بهبود کیفیت ساده (بدون اتکا به هوش مصنوعی) در ترکیب با فیلتر شفاف‌ساز تصویر، با درگیری کمتر پردازنده‌ی گرافیکی درمقابل فناوری مبتنی بر هوش مصنوعی، کیفیت نهایی را به‌میزان قابل قبولی افزایش می‌داد. 

اگرچه DLSS 1.0 تلاش‌هایی جدی در مسیر بهینه‌سازی کیفیت با هوش مصنوعی را نشان می‌داد، اما اشکال‌های زیادی هم داشت. انویدیا امروز به اشتباهات در نسخه‌ی اول اعتراف می‌کند و می‌گوید کار کردن با آن دشوار بوده است. درواقع DLSS 1.0 به اشتباه براساس این فرضیه توسعه یافت که بازی‌های ویدئویی، مفاهیمی قطعی هستند و هر اتفاقی در آن‌ها در شرایط از پیش تعیین‌شده رخ می‌دهد. در دنیای واقعی، بازی‌ها طبیعت ثابت و قابل پیش‌بینی دارند. حتی اگر شخصیت‌های مبتنی بر هوش مصنوعی، همیشه یک کار ثابت را انجام دهند، بخش‌های دیگر مانند ذره‌های موجود در صحنه، عملکرد متفاوتی خواهند داشت. درنتیجه‌ی همین عدم ثبات، آموزش DLSS 1.0 دشواری‌های زیادی داشت.

انویدیا برای رفع چالش‌های DLSS در نسخه‌ی دوم، رویکرد جدیدی را در پیش گرفت. آن‌ها به‌جای عملکرد مبتنی بر شبکه‌ی عصبی منحصربه‌فرد در هر بازی، یک شبکه‌ی عصبی عمومی توسعه و آن را تا حداکثر ممکن بهبود دادند. برای جبران عدم دسترسی به داده‌ی کافی از هر بازی هم اطلاعات بردارهای حرکتی (Motion Vector) از هر بازی دریافت می‌شود. این اطلاعات، از جنبه‌های پایه‌ای ضد پلگی در هر بازی هستند. نتیجه‌ی نهایی این است که DLSS 2.0 رویکردی بیشتر شبیه به راهکارهای بهبود کیفیت موقت دارد. چنین رویکردی باعث می‌شود که نسخه‌ی جدید فناوری در برخی موارد عملکرد هوشمندانه‌تر و در برخی موارد کندتر نشان دهد.

شبکه‌ی عصبی عمومی علاوه بر ازبین‌بردن چالش‌های بالا، گزینه‌های بهبود کیفیت با رزولوشن‌های متنوع‌تری در اختیار توسعه‌دهنده‌ها قرار می‌دهد. انویدیا اکنون می‌تواند رزولوشن فریم‌ها را تا چهار برابر (مثلا از 1080p به 4K) بهبود دهد. چنین قابلیت‌هایی باعث می‌شود تا DLSS 2.0 در شرایط و کاربردهای متنوع‌تر و بیشتری به‌کار گرفته شود. فراموش نکنید که DLSS 1.0 تنها بهبود رزولوشن را تا دوبرابر انجام می‌داد. انعطاف‌پذیری در نسخه‌ی جدید فناوری به این معنا است که انویدیا، بهبود کیفیت را در مودهای گوناگونی در DLSS جدید ارائه می‌کند. مودهای جدید به‌نام‌های Performance و Balanced و Quality ارائه می‌شوند.

فرایند اصلی آموزش شبکه در نسخه‌ی جدید تفاوتی با نسخه‌ی قبلی ندارد. انویدیا هنوز شبکه‌ی عصبی را با تصاویر 16K آموزش می‌دهد تا شبکه، هرچه بیشتر کیفیت را درک کند. به‌علاوه، هنوز هم کار با شبکه‌های عصبی در هسته‌های تنسور رخ می‌دهد. در بررسی‌های آتی مشخص می‌شود که آیا DLSS 2.0 هم به‌اندازه‌ی نسخه‌ی قبلی بر هسته‌ها فشار وارد می‌کند یا خیر.

نسخه‌ی جدید فناوری DLSS انویدیا هنوز هم به ادغام و هماهنگی توسط توسعه‌دهنده‌ی بازی نیاز دارد. منتهی در نسخه‌ی جدید،‌ فرایند ادغام و هماهنگی کاملا متفاوت خواهد بود. از آنجایی که DLSS 2.0 براساس بردارهای حرکتی عمل می‌کند، توسعه‌دهنده‌ها باید بردارها را به DLSS ارائه کنند. درواقع فناوری از بردارها استفاده می‌کند تا فریم‌های اصلی را دریافت کرده و خروجی تصویر مورد نظر را طراحی کند. ازطرفی بسیاری از توسعه‌دهنده‌ها هم‌اکنون هم نوعی از ضدپلگی موقت را در بازی‌های خود پیاده‌سازی می‌کنند؛ درنتیجه اطلاعات مورد نیاز در داخل موتور بازی وجود دارد. درنهایت، DLSS 2.0 هم باوجود حذف شبکه‌ی عصبی برای هر بازی، باید بسته به بازی هدف، بهینه‌سازی و ادغام شود.

موضوع بهبود کیفیت تصویر از زمان معرفی DLSS به موضوعی داغ در دنیای پردازش گرافیکی تبدیل شد. AMD هم در جدیدترین برنامه‌های خود تلاش می‌کند تا رویکردی مشابه را با Radeon Image Sharpening انجام دهد.

معرفی DLSS 2.0 در رسانه‌ها، بیشتر شبیه به تبلیغاتی جدید برای انویدیا به‌نظر می‌رسد. اگرچه جزئیات فناوری و منابع توسعه‌ای آن اخیرا معرفی و عرضه شدند، اما شرکت از مدت‌ها پیش آن را به توسعه‌دهنده‌ها ارائه کرده بود. هر دو بازی Deliver Us the Moon و Wolfenstein: Youngblood با فناوری DLSS 2.0 عرضه شده‌اند. اکنون انویدیا از فناوری که در چند بازی آزمایش خود را پس داد، رضایت کافی دارد و آن را برای توسعه‌دهنده‌ها و گیمرهای متعدد عرضه کرد. آن‌ها همچنین DLSS 2.0 را در Unreal Engine 4 هم اغام کرده‌اند.

علاوه بر بازی‌های بالا، عناوینی همچون Control و MechWarrior 5 نیز به‌روزرسانی DLSS 2.0 را دریافت خواهند کرد. نتایج استفاده از فناوری در بازی کنترل، بیش از همه جذاب خواهد بود. این بازی تنها عنوانی بود که از DLSS 1.x هم بهره می‌برد و درنتیجه می‌توان بهبود کیفیت تصویر را در نسخه‌ی جدید، به‌خوبی در آن مقایسه کرد. حتی انویدیا هم برای نشان دادن برخی از بهینه‌سازی‌های گرافیکی، از تصاویر بازی کنترل استفاده می‌کند.

انویدیا در بخش کارایی و قدرت فناوری، نتایجی مشابه و نزدیک به DLSS 1.0 را عنوان می‌کند. باتوجه به اعداد منتشرشده، مود Quality احتمالا سرعتی کمی کمتر از DLSS 1.0 در بازی‌هایی همچون کنترل خواهد داشت، اما در مقایسه‌ی کلی، حالت Quality و رزولوشن حاصل از آن، سرعت بهتری در بازی‌هایی با رزولوشن پایه خواهد داشت. البته در مجموع کیفیت تصویر بهتر از DLSS 1.0 خواهد بود. همان‌طور که گفته شد، DLSS 2.0 به‌محض معرفی در دسترس توسعه‌دهنده‌ها قرار دارد و به‌روزرسانی برای بازی‌های مذکور نیز در هفته‌ی جاری عرضه خواهد شد. اگر انویدیا در ارائه‌ی ادعاهای خود موفق باشد، قطعا بازی‌های بیشتری با فناوری DLSS 2.0 عرضه خواهند شد.