NVIDIA’nın DLSS (Deep Learning Super Sampling) teknolojisi tanıtılalı yaklaşık beş yıl oluyor. Yeşil takım bu süre zarfında teknolojisini büyük ölçüde geliştirirken uzun bir yol kat etti. Gamescom 2023 etkinliğinde ise DLSS şemsiyesi altındaki en yeni özellik olan yapay zeka destekli ışın rekonstrüksiyonuna sahip yeni bir sürüm tanıtıldı: DLSS 3.5.
Geriye dönecek olursak, yine önemli bir yükseltme olan DLSS 3 teknolojisi RTX 4000 serisi ekran kartlarına özeldi. İyi haber şu ki DLSS 3.5 farklı tüm RTX GPU’lar tarafından destekleniyor.
DLSS 3.5 Nedir?
Işın izleme, GPU’lar her ne kadar gelişmiş olsa da en zorlu grafik işleme tekniklerinden biri olmaya devam ediyor. Yansımalara, kırılmalara ve çeşitli materyallerin fiziksel özelliklerine dayalı olarak nihai piksel renklerini hesaplamak çok fazla hesaplama gücü gerektiriyor. DLSS 3.5, ekrandaki her pikselde ışın izleme hesaplamaları yapmak yerine (piksel başına birden fazla ışınla) boşlukları doldurmak için yapay zekayı kullanıyor. Teknolojinin ardındaki isim olan NVIDIA ise buna “Ray Reconstruction (Yeniden Işın Yapılandırma)” diyor.
Işın izleme efektlerine sahip çoğu oyun genel kaliteyi artırmak için zaten denoiser tekniklerinden faydalanmakta. Ancak görüntü yükseltme derin öğrenmeden yararlandığı gibi denoising de benzer şekilde fayda sağlayabilir. NVIDIA, Ray Reconstruction’ın farklı ışın izleme efektlerini tanımak için eğitildiğini ve en iyi sonucu elde etmek için hem zamansal hem de uzamsal piksellerden yararlandığını söylüyor.
Ray Reconstruction ile desteklenen DLSS 3.5’in potansiyelini göstermek isteyen şirket bazı örnek slayt görselleri de paylaştı:
DLSS 3.5 ve “standart” görüntüleri karşılaştırdığınızda Ray Reconstruction adı verilen yeni tekniğin neler sunduğunu anlayabilirsiniz. Portal RTX’teki geliştirilmiş grafikler ise daha az lekelenme ve çok daha yumuşak gradyanlara sahip görünüyor.
RT Overdrive’da çalışan Cyberpunk 2077 için de göze çarpan birkaç iyileştirme var. İlk olarak, daha az lekelenme sağlanarak kalite daha iyi hale gelmiş. Aracın üstünde veya sokaktaki su birikintilerinde daha net yansımalar var. Ray Reconstruction uygulanmadığında su birikintisindeki metin lekeli ve okunaksız haldeyken, DLSS 3.5 ile harfleri kolayca seçebiliyorsunuz. Son olarak, arabanın farları korkuluk gibi daha uzaktaki nesneleri aydınlatıyor. Bu da daha gerçekçi ve yüksek kaliteli ışın izleme performansı sunulduğunu gösteriyor.
NVIDIA ayrıca Cyberpunk 2077’de doğal (DLSS kapalı), DLSS 2 yükseltilmiş (Super Resolution), DLSS 3 (Super Resolution + Frame Generation) ve DLSS 3.5 (Super Resolution + Frame Generation + Ray Reconstruction) arasında kaba bir performans karşılaştırması sağladı. Cyberpunk 2077’nin normalde nispeten karmaşık denoiser’lara sahip olduğu ve DLSS 3.5’in bunların yerini alabildiği, bunun da gelişmiş aydınlatma kalitesiyle birlikte performans artışına neden olduğu belirtiliyor.
DLSS 3.5’in oyun dışı bir örneği olarak NVIDIA, Ray Reconstruction ve normal olarak tam ışın izleme önizleme modunda çalışan D5 Render’ı gösterdi. Soldaki önizleme benekli ve lekeli görünüyor. DLSS 3.5 ise çok daha kaliteli bir sonucu çok daha hızlı bir şekilde sağlıyor.
Super Resolution (Süper Çözünürlük), Frame Generation (Kare Üretimi) ve Ray Reconstruction’ı (Yeniden Işın Yapılandırma) birleştiren DLSS 3.5, Cyberpunk 2077 kare hızlarını doğal 4K DLSS kapalı görüntülemeye kıyasla toplamda 5 kat artırıyor.
| DLSS Teknolojisi | RTX 20 & RTX 30 Serisi | RTX 40 Serisi |
| Super Resolution | Destekliyor | Destekliyor |
| Frame Generation | Desteklemiyor | Destekliyor |
| NVIDIA Reflex | Destekliyor | Destekliyor |
| Ray Reconstruction | Destekliyor | Destekliyor |
Öte yandan, birden fazla ışın izleme efektine sahip oyunlarda tek bir Ray Reconstruction sinir ağıyla değiştirilen birkaç denoiser olabileceği belirtilmiş. Bu durumlarda Ray Reconstruction da performans artışı sağlayabilir. Daha az yoğun ışın izleme ve daha az denoiser içeren oyunlarda Ray Reconstruction görüntü kalitesini artırıyor ancak performansta küçük düşüşler olabilir.
GeForce RTX 4000 ekran kartı kullanıcıları Super Resolution, Frame Generation ve Ray Reconstruction teknolojilerini bir arada kullanabilecek. RTX 3000 ve RTX 2000 sahipleri ise sadece Super Resolution ve Ray Reconstruction’ın nimetlerinden faydalanabilecek.
Ray Reconstruction, geliştiricilerin ışın izlemeli oyunlarında görüntü kalitesini iyileştirmeleri için kullanabileceği yeni bir özellik ve DLSS 3.5’in bir parçası olarak sunulmakta. DLSS 3.5 içeren standart (rasterizasyon) oyunlar, Super Resolution ve DLAA için en son güncellemeleri de içeriyor. Ancak ışın izlemeli efektlerin olmaması nedeniyle Ray Reconstruction’dan yararlanamıyor.
Ray Reconstruction Nasıl Çalışıyor?
Şimdi Ray Reconstruction’ın faydalarını anlamak için ışın izlemenin nasıl çalıştığına bakalım. İlk olarak, bir oyun motoru bir sahnenin geometrisini ve materyallerini oluşturur; bunların tümü, görünümlerini ve ışığın onlarla nasıl etkileşime girdiğini etkileyen fiziksel tabanlı özelliklere sahip. Daha sonra kameranın bakış açısından bir ışın örneği çekilerek sahnedeki ışık kaynaklarının özellikleri ve ışığın malzemelere çarptığında nasıl tepki verdiği belirlenir. Örneğin ışınlar bir aynaya çarptığında güçlü yansımalar olur.
Ancak ekranınızdaki her piksel için ışın oluşturmak, sahneleri birkaç dakika veya saat boyunca hesaplayan çevrimdışı işleyiciler için bile hesaplama açısından çok zordur. Sonuç olarak farklı bir teknik, yani ışın örnekleri kullanılmalı. Bunlar sahnenin ışıklandırması, yansıtıcılığı ve gölgelendirmesinin temsili bir örneği için sahnenin çeşitli noktalarına bir avuç ışın gönderir.
Sonuç olarak, ışın izlemesi yapıldığında sahnenin nasıl görünmesi gerektiğini tespit etmek için yeterince kaliteli olan, ancak boşluklu ve karıncalı bir görüntü ortaya çıkar.
Elle ayarlanan denoiser’lar ışın izlemeli olmayan eksik pikselleri doldurmak için iki farklı yöntem kullanır; pikselleri birden fazla karede geçici olarak biriktirir ve komşu pikselleri bir araya getirmek için bunları uzamsal olarak enterpolasyona tabi tutar. Bu işlem sayesinde karıncalı ham çıktı, ışın izlemeli bir görüntüye dönüştürülüyor.
Denoiser’lar, bir sahnede bulunan her bir ışın izlemeli aydınlatma türü için manuel olarak ayarlanır ve işlenir. Bu süreç de geliştirme sürecinin daha karmaşık ve maliyetli olmasına neden oluyor. Görüntü kalitesini en üst düzeye çıkarmak için birden fazla denoiser kullanıldığında yüksek ışın izlemeli oyunlarda kare hızı düşüyor.
Elle ayarlanan her denoiser, ayrıntıları artırmak için birden fazla kareden pikselleri biriktirir. Aslında geçmişten ışınları çalar, ancak gölgelenme, dinamik efektleri kaldırma ve diğerlerinin kalitesini düşürme riski vardır. Ayrıca komşu pikselleri interpole eder ve bu bilgileri bir araya getirir, ancak çok fazla ayrıntılı bilgiyi harmanlama, yetersiz kalma ve ve tek tip olmayan aydınlatma efektleri oluşturma riski vardır.
Işın izlemeli aydınlatma işlem hattının son aşaması yükseltme aşamasıdır ve en ayrıntılı, zorlu oyunları hızlı kare hızlarında deneyimlememiz için kritik önem taşır. Ancak efektlerin kalitesini kaldıran veya azaltan denoising ile elle ayarlanan denoiser’ların sınırlamaları artar. Ayrıca görüntü yükseltme işlemi yapan algoritmaların net, temiz bir görüntü elde etmek için kullandığı ince ayrıntıları (yüksek frekanslı bilgi olarak adlandırılıyor) kaldırır.
Yeni Çözüm: DLSS 3.5
Işın izlemeli görüntü kalitesini iyileştiren Ray Reconstruction, elle ayarlanan denoiser’ları örneklenen ışınlar arasında daha yüksek kaliteli pikseller üreten NVIDIA süper bilgisayar eğitimli bir yapay zeka ağıyla değiştiriyor. Yani işin içinde yine yapay zeka var. Yeni teknoloji yapay zeka destekli nöral işleyicinin bir parçası olacak.
DLSS 3’ten 5 kat daha fazla veri ile eğitilen DLSS 3.5, zamansal ve uzamsal verilerin kullanımı hakkında daha akıllı kararlar vermek ve üstün kaliteli yükseltme amacıyla yüksek frekans bilgilerini korumak için farklı ışın izleme etkilerini tanımlayabiliyor.
Gerçek zamanlı bir oyun sırasında sunulabilecek olandan çok daha fazla hesaplama gücü gerektiren çevrimdışı işlenmiş görüntüler kullanılarak eğitilen Ray Reconstruction, küresel aydınlatma veya ortam tıkanıklığı gibi eğitim verilerinden aydınlatma modellerini tanıyor ve siz oynarken bunları oyun içinde yeniden oluşturuyor. Nihayetinde ise elle ayarlanmış denoiser’lara göre daha gelişmiş sonuçlar elde ediliyor.
Denoising Nedir?
Siyah noktalar, orijinal görüntünün bir parçası olmayan, rastgele parlaklık ve renk değişimleriyle meydana gelir. Görüntü işleme alanında yaygın olarak karşımıza çıkan bu karıncalanmanın giderilmesi “denoising (istenmeyen nesnelerden arındırma, temizleme)” olarak bilinir.
Denoising sürecinde grafiklerden ve render’lardan istenmeyen noktaları gidermek için gelişmiş algoritmalar kullanılmakta. Bu algoritmalarla birlikte görüntülerin kalitesi büyük değişime uğrayabilir. Eğer denoising teknolojisi olmasaydı fotogerçekçi görseller yaratmak, bunları kullanmak pek mümkün olmayacaktı.
Bilgisayar grafiklerinde kullanılan görüntülerde hem saf görseller hem de karıncalanmalar bulunabilir. Bahsettiğimiz gibi, bu noktalar görüntülerin netliğini azaltır, keskinlik ortadan kalkar. Arındırma işlemi gerçekleştikten sonra finalde istediğimiz net görüntü kalır, istenmeyen noktalar kaybolur. Bir görüntüyü denoize ederken kenarlar, köşeler, dokular ve diğer keskin yapılar gibi görsel ayrıntıları ve bileşenleri korumak da önemlidir.
DLSS 3.5 Desteği
Ray Reconstruction ve DLSS 3.5’in RTX 2000, RTX 3000 ve RTX 4000 serisi tüm RTX ekran kartlarıyla kullanılabileceğini tekrar hatırlatalım. Eğer RTX markalı bir GPU’nuz varsa ve DLSS 3.5’i destekleyen bir oyun oynuyorsanız bu özellikten faydalanabilirsiniz.
Aynı zamanda, bunun yalnızca ışın izleme efektleri kullanan oyunlara fayda sağladığını ve oyunların DLSS 3.5’i benimsemesini gerektirdiğini de açıkça belirtelim. DLSS 3.5 tüm RTX GPU’larda çalışabilirken, AMD ve Intel GPU sahipleri her zaman olduğu gibi DLSS’nin avantajlarından faydalanamayacak. DLSS 3 ile gelen Frame Generation teknolojisi yalnızca RTX 4000 serisi kartlada çalışıyordu. DLSS 3 ise hem 4000 serisi hem de daha eski serilerle uyumlu.
DLSS 3.5 Destekli Oyunlar
DLSS 3.5 bu sonbaharda çıkacak ve destekli ilk oyunların listesi şöyle: Cyberpunk 2077: Phantom Liberty, Portal with RTX ve Alan Wake 2. Evet oyunların listesi şu anda çok kısıtlı, ancak önümüzdeki aylarda sayının artmasını bekliyoruz. Ek olarak, NVIDIA’nın Omniverse platformu, Chaos Vantage ve D5 Render için de destek sağlanacak.
