“堆硬體”逐漸接近效能瓶頸時，遊戲畫面接下來要怎麼發展？

今年年底，最新一代的遊戲主機就要上市了。

每次主機換代，都在推動遊戲畫面更上一個臺階。新一代主機的效能尤其強悍，比如XBOX Series X的GPU浮點運算能力是12TFlops，已經十分逼近PC上的上一代卡皇RTX 2080Ti——不過根據今天最新的訊息，RTX 20系列顯示卡剛剛停產，下一代顯示卡顯然也要呼之欲出了。


這對玩家來說當然是一個值得期待的進化。然而在遊戲硬體飛速升級的時候，卻又有一些隱憂。現在半導體制程已經逐漸向極限逼近，最新GPU進化更多來自於架構的革新。一個長遠的問題是：當硬體效能抵達天花板（即使是階段性的天花板）時，遊戲畫面還要如何發展？

另外一個問題則要更迫切一些：那些喜歡PC的靈活性與便利性，但又不能負擔最頂尖硬體的玩家，在這代主機更新之後，還能不能在PC上愉快體驗最新鮮的大作？

第一個問題，沒有人能夠給出答案。不過第二個問題，倒是有一個很新的解決辦法。從電子遊戲誕生之初，硬體效能就一直追不上畫面需求，所以遊戲設計師發明了許多技巧來“欺騙”玩家，在整體不穿幫的前提下，實現儘可能逼真的畫面。


而這兩年，隨著人工智慧的發展，已經出現了這樣一種新的硬體加速AI圖形技術：GPU輸出一幀低解析度的畫面，AI就可以“猜”出一幀高解析度的畫面。整個過程使用單獨的晶片完成，不會給GPU造成額外的負擔，從而減小GPU的工作量，提升遊戲幀數。在AI的幫助下，原本需要頂級顯示卡才能帶動的特效，中端甜品卡也能跑起來了。


是的，我又要來吹一波英偉達的DLSS 2.0了。從去年年底釋出到現在，這項技術一就直備受玩家好評。原因很簡單：開啟DLSS 2.0之後，遊戲的幀數普遍能提升30%左右 ，而畫面不但沒有損失，甚至還更清銳利了。而且解析度越高，效能的提升幅度就越大，高解析度下有可能提升70%~80%，甚至翻倍。

在這項技術出現之前，按照傳統的方法，想在4K顯示器上獲得最好的顯示效果，顯示卡除了要計算4k畫面之外，還需要開啟抗鋸齒，這對於顯示卡效能的要求很高。

但是在支援DLSS 2.0的遊戲上，可能顯示卡只需要計算出1080P的畫面，AI核心就能夠輔助將畫面提升到4k解析度，同時還附帶自動平滑抗鋸齒的效果。最終輸出的結果，甚至能比原生4k+抗鋸齒還要好。

直接放張截圖就知道了。下面是去年大作《控制》的截圖放大400%以後的細節。上圖是2K解析度經過AI放大到4k，下圖是原生4k解析度加抗鋸齒。


是的，這兩張圖沒有放反，經過AI處理的那張，雖然原始解析度低，但是清晰度反而更高。

在我的電腦（2700X+2080Ti）上，《控制》開啟高特效，高光線追蹤，2K解析度下平均只有50FPS左右，1%低幀數甚至會下探到4FPS，有明顯的卡頓感。


同樣的設定，一旦開啟DLSS，在畫質基本沒有損失（甚至還有微小提升）的情況下，平均FPS提升到了88，1%低幀數也提高到了70，整體感受就非常流暢順滑了。


同一場景開啟DLSS（左）和關閉DLSS開啟抗鋸齒（右）幀數差異巨大。最重要的是，關閉DLSS後幀數很不穩定，經常卡頓同一場景開啟DLSS（左）和關閉DLSS開啟抗鋸齒（右）幀數差異巨大。最重要的是，關閉DLSS後幀數很不穩定，經常卡頓

其它DLSS 2.0支援的遊戲，也有著非常類似的表現。不管是《德軍總部：新血脈》還是《飛向月球》，在開啟DLSS之後，效能表現都有了顯著的提升。入門級的2060 Super顯示卡，都能做到4K+光線追蹤穩定30-40FPS。要知道在光線追蹤剛推出的時候，2080Ti在4K解析度下基本就是在看幻燈片。


雖然目前支援的遊戲數量並不多，但是DLSS已經充分展現出未來圖形技術發展的一種道路。英偉達開發了一款叫《RTX Marble》的實驗遊戲，這個遊戲離充滿了各種複雜的物理碰撞和光線模擬。根據英偉達的說法，經過這種遊戲的訓練，AI甚至能夠在遊戲中輔助運算物理效果，真正實現當年PhysX“物理加速”的願景。

如果再發散來想，利用人工智慧提升視訊幀率的技術出現了有一段時間了。這種演算法可以猜測並且補充畫面，把普通視訊變成順滑的超級慢動作。


這些技術全部都整合起來，那麼未來的PC遊戲可能是這樣的：顯示卡GPU核心只需要計算一個540P/30FPS的“基礎畫面”，就可以通過各種AI輔助生成一個穩定的1080P/60FPS顯示畫面。中端顯示卡也能把特效開到飛起，還保障一個舒適流暢的遊戲體驗。

需要主意的是，之前這種AI方案（DLSS 1.0時代）需要為每個新遊戲單獨編寫演算法，訓練AI網路，耗時耗力。而到了DLSS 2.0，雖然依然需要訓練AI，但由於採用了可跨遊戲的通用網路，無需針對每個遊戲單獨編寫AI演算法，從而可以更方便地在遊戲中整合。而且在較新的《德軍總部：新血脈》裡，已經出現了高中低三種DLSS強度的選項可以調節。相信隨著人工智慧的發展，AI的學習速度越來越快，也會支援更多的遊戲。

目前最新的訊息是，《賽博朋克2077》也將會支援DLSS 2.0，到時候，估計絕大部分擁有RTX 系列顯示卡的玩家，都會親身體驗一下AI技術的魔力。


作者：青春喜相逢
來源：遊研社
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