在昨日的科隆游戏展上，英伟达发布了全新 DLSS 3.5，该技术引入了光线重建技术，通过 NVIDIA 超级计算机训练的 AI，可为密集型光线追踪游戏和应用创建更高质量的光线追踪图像。
NVIDIA DLSS 3.5深度讲解：借助 AI 提升光线追踪
DLSS 3.5技术介绍
NVIDIA 是 AI 硬件和软件的先驱，为各行业带来令人难以置信的突破。 NVIDIA DLSS 是我们最早推出的主要 AI 算法之一，于五年前推出，通过GeForce RTX GPU 所搭载的 Tensor Core 实现神经渲染来提高性能。
自首次发布以来，DLSS 背后的 AI 模型一直在不断学习，从而带来更好的结果和新的创新，从而进一步提升性能：
如今我们再次推进渲染技术并推出了 NVIDIA DLSS 3.5，该技术采用光线重建技术，这是一种新的 AI 模型，可为密集型光线追踪游戏和应用创建更高质量的光线追踪图像。
“心灵杀手 2 (Alan Wake 2)”、“赛博朋克 2077 (Cyberpunk 2077)”、“赛博朋克 2077：往日之影 (Cyberpunk 2077: Phantom Liberty)”、“传送门 RTX 版 (Portal with RTX)”、Chaos Vantage、D5 渲染器和 NVIDIA Omniverse 都将在今年秋季支持 NVIDIA DLSS 3.5。
在“赛博朋克 2077：往日之影 (Cyberpunk 2077: Phantom Liberty)”的独家全新预告片中，您可以亲身体验以下优势：
“借助 DLSS 3.5 的智能技术和 AI 渲染力，您可以在“赛博朋克 2077：往日之影 (Cyberpunk 2077: Phantom Liberty)”的最新游戏场景“狗镇”中获得出色体验 — 获得更清晰的画面、更准确的照明和更高帧率。” — CD PROJEKT RED 艺术副总裁兼全球艺术总监，Jakub Knapik
要了解光线重建的优势，我们先来看看光线追踪是如何工作的。
首先，游戏引擎生成场景的几何图形和材质，所有这些都具有基于物理性质的属性，这些属性会影响场景的外观以及光线与场景交互的方式。然后，从相机的视角发射采样光照，确定场景中光源的属性以及光线照射到材质时的反应。例如，如果光线照射到镜子上，就会生成反射。
然而，对屏幕上的每个像素发射光线对计算的要求过高，即使对于需要在几分钟或几小时内计算场景的离线渲染器也是如此。因此，必须使用光线采样 — 它们向场景中的各个点发射少量光线，作为场景照明、反射率和阴影的代表性样本。
输出是带有间隙和嘈声的斑点图像，足以确定光线追踪时场景的外观如何展现。
为了填充未计算光线追踪的缺失像素，人工设计的降噪器使用两种不同的方法：在多帧中依时累积像素，或对其进行空间插值以将相邻像素混合在一起。通过此过程，带噪声的原始输出会被转换为光线追踪图像。
这些降噪器针对场景中存在的各种类型的光线追踪照明进行人工调整和处理，增加了开发过程的复杂度和成本，同时为了使图像质量最优多个降噪器通常同时工作，这降低了重度光线追踪游戏中的帧率。
每个需要人工设计的降噪器都会累积多帧的像素以增加细节，实际上是借取过去的光线，但仍存在引入鬼影、消除动态效果并降低其他效果的风险。
图像放大是光线追踪照明管线的最后一个阶段，也是以高帧率体验细节丰富、要求严苛的游戏的关键。但随着降噪消除或降低效果质量，图像放大器所使用的精细细节(称为高频信息)被去除，使得需要人工调整的降噪器的局限性被放大。
DLSS 3.5 引入了光线重建技术，这也是进阶版 AI 驱动的神经渲染器的一部分，通过将需要人工设计的降噪器替换为 NVIDIA 超级计算机训练的 AI 网络(在采样光线之间生成更高质量的像素)，为所有 GeForce RTX GPU 提升光线追踪图像质量。
DLSS 3.5 训练的数据量是 DLSS 3 的 5 倍，可识别不同的光线追踪效果，从而可使用时间和空间数据做出更明智的决策，并保留高频信息以实现更高质量的升级。
光线重建使用离线渲染图像进行训练，这需要比实时游戏所需的更多的计算能力，光线重建可以从训练数据中识别光照模式，例如全局光照或环境光遮蔽的光照模式，并在您玩游戏时在游戏中重新创建这些模式。其最终效果比需要人工设计的降噪器更出色。
在“传送门 RTX 版 (Portal with RTX)”中，关闭 DLSS的情况下，降噪器难以处理空间插值，无法混合足够的像素，从而产生斑点效果。此外，降噪器无法从之前的帧中累积足够的优质像素，导致光线上出现沸腾效果。开启 DLSS 3.5 后，它可以识别与反射相关的特定模式，并保持图像稳定，同时混合相邻像素以生成高质量的反射。
在“赛博朋克 2077 (Cyberpunk 2077)”的以下场景中，汽车周围不准确的车头灯照明是由于人工设计的降噪器引入了前一帧中不准确的光照效果造成的。DLSS 3.5 准确地生成光照，因此您可以识别出车灯的光束，并看到光线在车前路边反射。
“赛博朋克 2077 (Cyberpunk 2077)”中的夜之城街道充满了旋转广告牌和霓虹灯的反射。通过开启 DLSS 3.5，整个城市的画面质量和清晰度得到了大幅提升：
创意应用的内容种类繁多，传统降噪器很难调整这些内容，因为它们需要针对每个场景进行人工设计。因此，在预览内容时，你会得到次优的图像质量。 借助 DLSS 3.5，AI 神经网络能够识别所有类型的场景，在预览时生成高质量图像，而无需投入数小时进行最终渲染。 D5 渲染器是一款面向建筑师和设计师的行业领先应用程序，将于今年秋季支持 DLSS 3.5。
“DLSS 光线重建与 D5 渲染器的集成是我们继 DLSS SR 和 FG 之后与 NVIDIA 进行的第三次技术合作，这进一步提高了 D5 渲染器实时渲染功能的图像质量。我们期待在未来与 NVIDIA 一起探索更多的可能性。” — D5 渲染器副总裁兼市场营销负责人，Jessie Huang
借助 DLSS 3.5, 我们将在您喜爱的游戏中已有的深受玩家喜爱的增强功能的基础上，进行免费升级，以提供更快、更好的游戏体验。
得益于 RTX，您的 PC 或笔记本电脑相当于同时拥有 2 种计算机的能力 - 第一个是 NVIDIA 超级计算机，它使用数十亿个数据点训练 DLSS AI 模型，以提高性能和图像质量。 第二个来自您的 GeForce RTX 显卡，配备专用的 Tensor Core，用于在内容中执行 AI 模型，加上专用的 RT Core、Shader Execution Reordering(着色器执行重排序)等创新技术，以及每个 RTX GPU 的原生功能，可提供一流的光线追踪。
在“赛博朋克 2077 (Cyberpunk 2077)”中，如果没有 AI 的强大功能，过载模式提供的精美全景光线追踪将无法流畅运行。DLSS 超分辨率 (SR) 可从较低分辨率的输入中重建 4K 图像，从而实现性能提升和出色画质。
为了在最苛刻、动作激烈的游戏时刻进一步提升性能，我们在 GeForce RTX 40 系列 GPU 上启用了 DLSS 帧生成 (FG)，它可以分析连续帧，以创建更多帧，从而进一步提高流畅度。
现在，NVIDIA DLSS 3.5 通过用光线重建 (RR) 替代多个需要人工设计的降噪器，进一步提高了光线追踪效果的画质。
DLSS 3.5 结合了超分辨率、帧生成和光线重建，与原生 4K 关闭 DLSS 渲染相比，可将“赛博朋克 2077 (Cyberpunk 2077)”帧率提高 5 倍。
请注意，具有多种光线追踪效果的游戏可能会有多个降噪器，这些降噪器被单个光线重建神经网络取代。在这些情况下，光线重建还可以提升性能。在光线追踪密集程度较低且降噪器较少的游戏中，光线重建可提高图像质量，但可能会轻微产生性能成本。
GeForce RTX 40 系列用户可以将光线重建与帧生成相结合，以实现令人惊叹的性能和画质，而 GeForce RTX 20 和 30 系列用户可以将光线重建与超分辨率和 DLAA 一同开启。
光线重建可以在支持 DLSS 3.5 的光线追踪游戏中开启。采用 DLSS 3.5 的光栅游戏还支持超分辨率和 DLAA 的最新更新，但由于没有光线追踪效果，所以不会受益于光线重建。
DLSS 3.5 将于今年秋季登陆各大游戏和应用
“心灵杀手 2 (Alan Wake 2)”、“赛博朋克 2077 (Cyberpunk 2077)”、“赛博朋克 2077：往日之影 (Cyberpunk 2077: Phantom Liberty)”、“传送门 RTX 版 (Portal with RTX)”、Chaos Vantage、D5 渲染器和 NVIDIA Omniverse 将于今年秋季支持 NVIDIA DLSS 3.5。请参阅我们的 Gamescom 2023 RTX 游戏和应用公告文章，详细了解每款游戏和应用集成 DLSS 3.5 的更多信息。
五年前，我们开启了革命性的征程：通过神经渲染和人工智能重新定义图形。DLSS 已取得了很大进步，而今开启 DLSS 已成为最佳游戏方式。更身临其境、更逼真的体验现在依赖于 AI 的强大功能，而 AI 对图形的变革性影响才刚刚开始。我们迫不及待地想知道五年后的变化。
与此同时，已有超过 330 款已发布的游戏和应用通过支持 NVIDIA DLSS 来提升您的体验。几乎每周都会有新的 DLSS 游戏发布，您可以在此处了解相关新闻 - 只需每周回到我们的 DLSS 页面，了解最新发布的游戏和集成;本周在 Gamescom 2023，我们宣布了新的 DLSS 3 游戏，包括“使命召唤：现代战争 3 (Call of Duty: Modern Warfare III)”、“收获日 3 (PAYDAY 3)”、“堡垒之夜 (Fortnite)”以及前面提到的“心灵杀手 2 (Alan Wake 2)”。在每款 DLSS 3 游戏中，您还可以开启 NVIDIA Reflex 提高游戏响应速度。在此处获取所有详细信息。
DLSS 3.5支持游戏
“心灵杀手 2 (Alan Wake 2)”
“赛博朋克 2077 (Cyberpunk 2077)”
“赛博朋克 2077：往日之影 (Cyberpunk 2077: Phantom Liberty)”
“传送门 RTX 版 (Portal with RTX)”
Chaos Vantage
D5 渲染器
NVIDIA Omniverse
都将在今年秋季支持 NVIDIA DLSS 3.5。
