帧数暴涨?再战三年?聊聊FSR和DLSS的效果和未来

2021-06-24 22:08:11 45点赞 54收藏 43评论

创作立场声明:个人经验,欢迎交流

最近AMD又双叒叕圈了一波粉,原因主要就是公布了自家用于“对标”NV家DLSS的超分辨率技术:FSR,宣称能够以最小的图像损失换取最大的帧数提升,而且技术开源,N卡也能用。按照官方的说法,这一技术最高能够将帧数提升200%,大家手里的老卡又能再战三年了,玩家直呼苏妈良心。

不过,GG凭着在数码圈混迹多年的直觉,隐隐的觉得此事并不简单帧数暴涨?再战三年?聊聊FSR和DLSS的效果和未来 。正好前两天伴随着21.6.1版本驱动的发布,七款游戏开始首发支持FSR,GG也第一时间体验了一下,总结了一些相关的技术资料,今天结合实测来聊聊 AMD的FSR和NVIDIA的DLSS这两种超分辨率技术的区别和前景。

什么是FSR?

新闻稿我就不念了,通俗来说,FSR就是以低分辨率图像为基础,加以降噪和锐化处理,然后输出高分辨率图像,以达到在不明显影响画质的前提下提高游戏帧数的一种算法。降噪和锐化相信了解过摄影摄像的朋友都知道,这种处理不会增添新的信息,但是能让图片和视频看起来更清晰锐利,实际上是利用了人眼对高频迟钝而对低频敏感的特点。FSR目前分为四挡个,分别是超高质量、质量、平衡、性能,对应的是1.3倍、1.5倍、1.7倍、2.0倍超分辨率。

下面放两张FSR的技术路线,其实我也不是很懂,有条件的朋友可以自行去AMD GPU Open上翻翻相关资料。

帧数暴涨?再战三年?聊聊FSR和DLSS的效果和未来

帧数暴涨?再战三年?聊聊FSR和DLSS的效果和未来

FSR的全称为 FidelityFX Super Resolution,即“高保真超分辨率”,呃,听听就好。

而NVIDIA主推的DLSS技术,全称Deep Learning Super Samping,即深度学习超采样,是以低分辨率图像为基础,通过一个经过大量样本训练的深度学习模型来“脑补”出高分辨率图像的算法。DLSS目前已经更新到2.2版本,一般分为三档,分别对应1.44、1.73、2倍的超分辨率,某些游戏还有一个3倍的超级性能档(NV官方的说法是2倍、3倍、4倍、9倍的像素数,一个意思)。

FSR和DLSS最主要的区别,就在于有没有用深度学习的模型来加入新的细节,DLSS用了,而FSR没有,只是在元数据的基础上进行“更适合人眼”的处理。

如果上面的说明还不能让你理解,那我再类比一个例子。假如你在考场上要写一篇一千字的作文,那原生分辨率渲染就相当于作文里的每一个字都需要自己去构思,这样写出来的文章质量最高,但也最费脑力;DLSS的方案就相当于你只写一个大纲(低分辨率),然后动用一个叫做“历年高考满分作文大全”的数据库,根据大纲里的关键词来往里面填补材料,以较低的脑力来拼凑出一篇还行的作文;而FSR的方案也是先写一个大纲,但是填补资料时用的是平时老师教的“通用句式”,这样也可以凑出一篇还算正常的作文,好处是不依赖数据库了,闭卷考试也能用;坏处就是通用的话术就那么几个,基本上玩不出花来。

从实现原理的角度上来看,FSR和DLSS走的是两条不同的路,因为在底层可以利用的信息量不同,决定了FSR的通用性会强于DLSS,而DLSS的上限高于FSR(下限则不一定)。

因为DLSS涉及到深度学习模型的针对性训练,而且在进行推理的时候必须要用到RTX显卡里的Tensor core(GG对此持怀疑态度),再加上老黄一贯的抠门态度,DLSS未来开放给A卡和I卡的希望是很渺茫的。FSR虽然从原理上就支持各种显卡,不过AMD大方的直接开源了我也是没想到的,除了赚口碑外,也不排除有带节奏黑一波NV的考量(毕竟玩家才不会在乎DLSS的实现门槛是不是真的比FSR高)。

说了这么多,是不是感觉我在黑FSR?恰恰相反,虽然理论上来说,FSR在细节和真实性上不如DLSS2.0以后的版本,但是经过锐化的图像其实比单纯的加细节看上去更讨喜,下面就放几张实测的游戏截图来说明一下。

游戏实测

测试配置:

CPU :R7 3700X(PBO Enable)

散热器:利民PA120

内存 :阿斯加特 洛极T2 DDR4 3200MHz 8GB×4

显卡:华擎 RX6800XT 太极(SAM未开启,核心频率锁定1000MHz)

主板:华擎X570 太极(BIOS版本4.30)

硬盘:系统盘三星PM981a 512G,游戏盘西部数据 My Passport 1TB 随行版

电源:Apexgaming AJ 750M

这里特别说明一下,由于FSR主要定位于给中低端显卡提高帧数,用6800XT来做测试其实不太合适,为了模拟中端卡的性能并减少CPU和内存的瓶颈,我把显卡的核心频率上限锁定在了1000MHz,这样的6800XT Time Spy图形分为8800,大致相当于RTX3060/RTX2060S/GTX1080/RX6600的性能。

FSR首发支持7个游戏,可惜的是都不是什么热度高的大作帧数暴涨?再战三年?聊聊FSR和DLSS的效果和未来 。这里GG挑了《终结者:反抗军》《众神陨落》《银河破裂者》这三个比较方便退款的游戏进行测试。测试时都采用预设的最高画质,2K分辨率,不开启光线追踪。

目前FSR对于所使用的显卡并没有什么限制,虽然明面上说”不为N卡提供支持“,但实际上是都可以用的,游戏里直接打开相关选项就可以,甚至有小伙伴发现Intel核显也能开……

帧数暴涨?再战三年?聊聊FSR和DLSS的效果和未来

由于什么值得买会对上传的图片进行强制压缩,2560×1440的截图会被统一压缩成1080×608,放原图毫无参考价值,因此下文中只放一张全景图作为示意,不同档位的画面效果则使用缩放后两两比较的方式呈现。由于时间所限,帧数都以截图场景稳定后的值为准,并没有时间跑benchmark,仅供参考。

前面BB了这么多,终于能开始了,首先是《终结者:反抗军》:

测试场景测试场景

原生 VS FSR高质量原生 VS FSR高质量

原生VS FSR 质量原生VS FSR 质量

原生 VS FSR 平衡原生 VS FSR 平衡

原生 VS FSR性能原生 VS FSR性能

如果你觉得FSR高质量的画面比原生的还要更清晰,那恭喜你,我也一样。帧数暴涨?再战三年?聊聊FSR和DLSS的效果和未来

人眼天生就喜欢这种高反差的处理,经过锐化之后的物体边缘会变得更加明显,更容易被人眼分辨,所以会给人更清晰的感觉。FSR高质量档处理后的画面其实并不是画质更高了,而是更讨好眼球了。

我这里把原生画面拉到Camera Raw里加了60个点的锐化,可以看出原生画面的细节还是比FSR过的画面好的,看起来不如是因为游戏原生的画面就倾向于低反差。

原生加锐化 VS FSR高质量原生加锐化 VS FSR高质量

四个档位对比下来,GG自己的感受是,FSR的高质量档在观感上比原生画面更好一些;质量档和原生的观感差不多;平衡档开始就有点糊了;而性能档即使不缩放画面,在27寸的2K屏上也能非常明显的感觉出画面糊成一坨帧数暴涨?再战三年?聊聊FSR和DLSS的效果和未来 ,除非是显卡性能实在不够用否则不建议开。

再来看看FSR对于帧数的加成效果:

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四个档位下帧数分别增加了33%、61%、82%、115%,效果还是非常明显的,33%的性能提升放在老黄那里都可以刀出三张卡了,效果绝对杠杠滴。

下一个游戏是《众神陨落》:

测试场景测试场景

原生 VS FSR高质量原生 VS FSR高质量

原生 VS 质量原生 VS 质量

原生 VS 平衡原生 VS 平衡

原生 VS 性能原生 VS 性能

这个游戏里,FSR的效果要稍差一些,而且很好的表现出了FSR高锐化、低细节的特性。

观察原生 VS 高质量这张截图就可以发现,人物头发的部分经过FSR之后是变得更清晰了的,因为这部分对应低频,一缕头发可以对应几十个像素,锐化的效果很好;而人物手上剑柄和剑格的地方则是变糊了,这部分属于高频,一道花纹也就对应那么一两个像素,FSR降分辨率渲染之后可能这一个像素的细节直接就没了。

不过如果不进行放大,就27寸的2K显示器而言,GG觉得高质量档的FSR并没有带来直接观感上的劣化,大概和原生画面五五开;质量档开始有一点点能分辨出来的变糊,后面两档就糊的有点过分了,到性能档已经出现了马赛克的情况。

再来看看帧数对比:

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这款游戏里FSR的增益就没那么猛了,高质量模式24%,质量模式38%,平衡模式52%,性能模式63%,不过也是很可观的帧数提升。

第三个游戏是《银河破裂者》,这个游戏似乎还没有正式发布,这里用的是测试版。

测试场景测试场景

原生 VS FSR高质量原生 VS FSR高质量

原生 VS FSR质量原生 VS FSR质量

原生 VS FSR平衡原生 VS FSR平衡

原生 VS FSR性能原生 VS FSR性能

这个游戏里FSR的效果比前两个更差,即使是高质量档也能看出FSR后细节的丢失(看蘑菇和草叶)。从平衡档开始,锯齿状的叶片边缘已经出现粘连的情况,性能档更不用说了。原因主要还是高频细节过多,作为一个上帝视角的游戏,画面中的元素数量极高,像叶片的锯齿这些很多都是单个像素构成的细节,降分辨率后补不回来也很正常。

但是,没错我还要说但是,在实际观感方面,除了最后一档糊的没法看(比降分辨率到1080P还要糊)之外,前三档的观感其实还算可以,高质量档的画质劣化并不容易一眼看出。因为人眼和人脑的处理能力也有限,对于这种元素很多的场景并不会很仔细的处理每一个物体。

帧数方面:

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高质量档提升22%,质量档38%,平衡档48%,性能档59%。

如果是按画质的损失来看,后面两档是绝对不值的,但是因为这个游戏本身帧数比较高,而且场景内有大量可破坏物品比较吃CPU,不排除后两档的时候出现了CPU/内存瓶颈。

从这三个游戏的表现来看,FSR对于画面细节比较少,反差比较低的游戏(可以理解为“胶片感”)的效果会比较好,而对于画面细节极多的场景,典型的就是上帝视角的RTS战略游戏,效果会偏差一些。

最后再简单聊一个问题,在银河破裂者这个游戏中,视角快速变化时,FSR会出现明显的画面变糊情况,而另外两款游戏中就没这么明显,不排除是游戏优化导致的问题。

截图看不出来,我在B站上传了一段录屏大家可以去参考一下,影响还是挺大的。

DLSS

这里还是想和DLSS做个对比,毕竟两种技术的实现方式是不一样的。再次强调,由于目前还没有同时支持DLSS和FSR的游戏,因此下面的对比并不严谨,仅供参考,仅供参考,仅供参考

这里选用一个极度吃显卡,非常依赖DLSS才能流畅运行的游戏:《赛博朋克 2077》,这个游戏也是支持DLSS2.0的。DLSS2.0以后的游戏和DLSS1.0在画质上几乎是天壤之别,所以请勿拿《古墓丽影·暗影》这种采用初代DLSS技术的游戏进行对比。因为A卡不支持DLSS,我找来了一台i7-11800H+3060版本的暗影精灵7连接外屏进行测试。

测试场景测试场景

原生 VS DLSS质量原生 VS DLSS质量

原生 VS DLSS平衡原生 VS DLSS平衡

原生 VS DLSS性能原生 VS DLSS性能

原生 VS DLSS超级性能原生 VS DLSS超级性能

可以看出,即使开启DLSS的质量档,放大来看还是有一点清晰度下降的感觉,但是全屏看的时候并不明显。DLSS的优势在于后面几档的画质劣化比FSR更小,超级性能档也只是比较糊,放到全屏还算能看,而FSR开到最高一档基本上不能看了。另外,即使是最高一档的DLSS,也保留了不算太少的细节,墙上玫瑰花的边缘仍然可辨,要知道这可是854×480的超低原生分辨率渲染出的2K画面。

再来看看帧数:

帧数暴涨?再战三年?聊聊FSR和DLSS的效果和未来

在2077这款游戏中DLSS的帧数加成非常的高,DLSS质量档提升57%,平衡档提升81%,性能档提升108%,超级性能档提升159%。

至于帧数提升比FSR高的原因,一方面是DLSS本身超分辨率倍数就比FSR高,1.44、1.73、2、3分别对应FSR那边的1.3、1.5、1.7、2;另外就是DLSS已经发展三年了,N卡还有专门的Tensor Core来加速。

两相对比的话,个人觉得目前DLSS的优势还是帧数加成更高,以及在性能档位的可用性上比FSR更好一点。然而在高画质档位中,DLSS因为没加锐化,锐度上比原生画面要稍微差一点点,反而不能实现FSR那种“FSR比原生画面还清楚”的效果。当然你也可以通过叠加一个nv的锐化滤镜来解决这个问题,但是对于大多数玩家来说过于麻烦了。另外,DLSS在动态画面中变糊的问题据说在2.2版本中已经得到了解决,但我目前还没找到游戏可以测试。

尾声

最后还是简单总结一下吧:

FSR和DLSS的相同点:

都是在尽可能少的影响画质的前提下提升游戏帧数的技术

都采用先低分率渲染,然后通过算法提升分辨率的方式实现

FSR和DLSS的区别:

FSR开源,谁都能用;DLSS极大概率是N卡专属;

FSR的游戏通用性更好,DLSS大概率限定于某些3A大作;

DLSS的画质和帧数上限更高;

FSR在高质量档下的画面效果更讨喜。

总的来说,FSR首发的表现是超出了我的预期的。作为一个摄影爱好者,一听说FSR的实现方式是降分辨率+锐化,我的第一印象是偏负面的,毕竟近些年某些国产手机玩命加锐化、玩命拉对比的做法已经搞的我有点PTSD了。不过实测下来,FSR并没有出现我想象中的锐化拉出白边的“傻锐”画面,反而是高质量档下能提升观感,白嫖帧数,何乐而不为呢。至于DLSS和FSR之争,我的看法是未来这两者会像G-sync和Free-sync一样,一个需要硬件支持,只出现在高端型号上,能保证较好的体验;而另一个则是只需要软件适配,技术开源,主流产品都可以用,但是效果就比较参差不齐,但有总比没有好。如果未来FSR和DLSS能一起用叠个buff,也许主流显卡玩4K光追144Hz也不那么遥远了。

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