白嫖帧数+提升画质？AMD FidelityFX、Nvidia DLSS2.0简介

创作立场声明：最近为了DL买了块2080，正好拿来试试两家对游戏内帧数提升的特效

自从Nv第一次推出自己的DLSS之后，对于这种深度学习来提升帧数的特效的讨论就一直在持续。因为这种特效的本质是将低分辨率的画面也通过深度学习提升到高分辨率，所以在很大程度上会受制于低分辨率图像本身的细节水平，因此会有一定的细节丢失。但是DLSS2.0出现之后，这种现象得到了一定的遏制，在新游戏上的表现也还不错

不过AMD这边也没有放松下来，为自己的RDNA系列显卡直接新增了FidelityFX的特效。FidelityFX其实是一个特效群，除了类似于DLSS2.0的Upscaling提高帧数之外，还提供了诸如CACAO和CAS之列的特效，能在低性能开销下提供更好的画面水平，随着这个特效群的不断更新，FidelityFX提供的优化水平还会不断提升

模式简介

虽然都是为了玩家提升帧数的特效，但是两者的工作模式有比较大的区别，DLSS2.0相对简单，但是FidelityFX作为一个特效群，其中的原理就要复杂得多，在这个版块我会进行详细的介绍，但是没有对比实际性能，想看性能对比的可以移步下方

DLSS2.0的提升方法

DLSS即是Nvidia所推出的Deeplearing超级采样，用通俗的话来说就是把平时无用的TensorCore用到游戏中来，利用其可以深度学习提升图片分辨率的特点来加强游戏帧数。这种技术首先利用显卡进行低分辨率运算，从而获得更多的每秒帧数，再将这种图像利用算法优化到高于目标分辨率的清晰度，例如目标是4K就会优化到8K，再进行超级采样将其降低到目标分辨率

从2018年首发开始，DLSS的效果就一直存在争议，因为从一开始支持DLSS的游戏就不算多，相比于被大力宣传的光线追踪，DLSS的效果也更不明显。直到DLSS2.0推出之前，DLSS并没有被广泛使用到游戏之中，我们玩家也不会首先考虑打开DLSS

不过在DLSS2.0发布，并且实装了不少游戏之后，这个技术才真的变得比较有用。DLSS2.0除了深度学习进行超级采样以外，还会进一步进行锐化，因此能部分解决DLSS曾经的画面模糊的问题，在Control和DeathStranding中的效果都比较明显

Fidelity FX特效群

而AMD也适时推出了自己的FidelityFX特效，目前已经更新了一共五个，分别是CAS锐化，SSSR空间反射，CACAO环境光遮蔽，HDR Mapper，和一个Downsampler。这都是为节省游戏内资源而推出的特效，并且能提升画面表现效果

在FidelityFX体系中，CAS这种特效是首先推出的，其原理是在有较高对比度而低分辨率的区域进行锐化，将游戏中的细节增强，目前已经被应用到了20多个游戏里，为其提供画质增强。FidelityFX的基础是Upscaling，即从低分辨率渲染到高分辨率，这其中也涉及到一定的算法，因此和DLSS一样都需要游戏厂商自行进行调整。在Upscaling之后可以调节CAS的幅度，相比于DLSS具有更好的灵活度

而其他四个特效作为新加入的，还没有倍广泛的应用到游戏中，在以后应该就能有支持这些特效的游戏了。尤其是SSSR和CACAO，前者可以利用空间逻辑关系增强反射效果，后者能按照物理模型快速添加环境光遮蔽，都可以明显改善游戏画质。

画质对比

DLSS和FidelityFX的原理中都有低分辨率渲染到高分辨率这一步，所以画质方面很可能存在一些差距，这个环节就是为了验证这两种特效是不是能提升帧数并牺牲较少的画质，或者是不对画质造成影响。首先是死亡搁浅，这个游戏目前已经支持了fidelityFX，经过优化也能取得不错的效果，我截取了一部分图像，没想到还是被论坛压缩了......大家将就看看，我在下面说的是我看原图的体验

以下6个画面，两列，分别是2K分辨率和1080P分辨率，从上往下分别是TAA、DLSS性能、DLSS质量。我个人查看原图的体验是，2K分辨率下，打开DLSS的性能挡会略微降低画质，远处的材质和细节减少，但是打开质量挡就很少有画质损失。而如果是1080P的分辨率下打开DLSS，画质劣化会非常严重，很多细节直接被磨平，植被也变成朦胧的一片，基地里的建筑边缘会变得不清晰

而AMD打开FidelityFX之后也存在画质降低，左边为常规，右边为FidelityFX，细节也会损失一部分，不过对比度被明显的拉高了，在远景的情况下非常明显。在基地里的建筑基本没有影响，因为表面不复杂，再加上边缘整齐，锐化之后很少存在画质损失

第二款游戏是F1 2020，这款游戏在2019款就已经使用了FidelityFX，并作为FidelityFX的实例游戏进行了展示。在本次的新作中自然也是加入了这种特效，并且有Upscaling和CAS的独立开关，能控制是否进行锐化

以下三个对比分别来自于常规、Upscaling、Upscaling+CAS，都是2K分辨率下进行的测试，并且控制其他特效不变。从截图来看，明显能看出仅仅Upscaling过后，赛道边缘会出现锯齿，车辆的细节也会变得粗糙。而进行CAS后，不仅边缘变得清晰了，赛道上的颗粒感也被体现出来，在车辆上的细节和常规的差不多，但是远处的人群和围栏显得更清晰了

第三个游戏是早已宣布支持DLSS的古墓丽影：暗影，在2.0更新之后，古墓11也对应的更新了几次，不知道是不是更新了DLSS的版本，因为在游戏内的选项仅仅标出DLSS（死亡搁浅明确支持DLSS2.0但是选项也只是DLSS）

这三幅图来自于5700XT的2K分辨率下高特效+SMAAx4，以及FidelityFX CAS+SMAA，和1080P分辨率下的FidelityFX+SMAAx4，我观察高清图之后的体验是2K分辨率打开FidelityFX CAS画质最好，可以让材质更清晰的展现出来，同时因为SMAA需求更小，所以帧数也得到了提高

以下四张图来自于RTX2080默认极高特效2K分辨率，右上为打开DLSS，左下为1080P分辨率的极高，右下为1080P打开DLSS。特效的分别还是很明显的，2K下的DLSS画质虽然有损失，但是并不多，明显比1080P极高要好一些，而在1080P下的DLSS的画质损失就非常明显，藤蔓已经模糊的看不见了，印加神塔的梯级直接被磨平

下一个游戏是怪物猎人: 世界，卡普空在游戏推出之初就一直本着普及的原则，按照PS4的硬件水准在进行游戏开发。不过移植PC以后，还是挺良心的更新了高清素材包，并且提高了特效上限，还进一步支持了FidelityFX的Upscaling和CAS，为玩家带来更好的画质和帧数体验

在2K下使用最高预设，并在打开FidelityFX Upscaling+CAS 1.0倍之后，奇迹发生了，帧数变高的同时画质居然变得更好。锐化之后不仅物品边缘变得更清晰，贴图纹理也变得更明显了，这说明FidelityFX其实也非常看软件优化，如果优化到位，提升画质并不是难事，在F1和怪猎上都有很好的映证

帧数提升对比

死亡搁浅在2K下使用5700XT预设高特效时，打开FidelityFX的帧数曲线如下。可以看到fidelityFX大概能在画质较小损失的情况下提升25%以上，从98.8帧提升到了125.3帧的平均水平

而在2080上面的提升并没有想象中那么多，图中的系列123分别代表默认、DLSS性能、DLSS质量，大家可以看一看曲线对比

至于平均帧数，在2K下面提升是比较明显的，如果使用DLSS质量挡，就能在一般的画质损失下取得30%的帧数优势，如果使用质量挡，提升同样在25%左右，和FidelityFX提供的差不多。而在1080P下，帧数却没有明显的变化，我已经关闭了垂直同步和帧数限制，但是帧数始终在140FPS附近没有改变，可能是TensorCore规模造成了这一瓶颈，目前来看如果拥有2080级别的显卡，在1080P分辨率下完全没有打开这种特效的必要

在F1 2020中，打开FidelityFX Upscaling之后，帧数的提升也非常大，从123帧提高到了156帧，幅度接近27%，但是画质会有一些损失。如果再打开CAS，那么就能在帧数基本不变的情况下获得更好的路面细节和远景细节，这算是在不影响帧数的情况下白嫖了一定的画质

而在古墓11中，FidelityFX CAS的效果也还不错，因为FidelityFX CAS带来了锐化效果，可以减少SMAA的用量，因此能在更高帧数下获得清晰的画面。不过比较可惜的是古墓并没有提供Upscaling的选项，因为其中还会涉及一定的算法优化，所以在1080P下打开FidelityFX CAS并不能让画质比肩2K常规，且帧数还不如在2K下打开Fidelity FX，并调整SMAA的等级

而DLSS在古墓中的表现不错，2K下DLSS的画质能高于1080P下不开DLSS的，同时有帧数的超越。1080P下的DLSS虽然有很高的帧数，但是画质劣化非常严重，并不适合盲目追求高帧数

而怪物猎人: 世界 冰原打开了FidelityFX之后，效果拔群，除了刚才提到的边缘更明显，纹理更清晰之外，Fidelity FX带来的帧数提升也相当可观，直接将一般全高特效的56.8提升到了80.5。可以见得，FidelityFX是非常需要游戏厂商优化的，如果优化得当，白嫖帧数+提升画质完全不是问题

还有一个功能

当然，目前绝大部分游戏都是没有FidelityFX或者DLSS的，不过AMD的显卡在驱动里面可以对游戏画面进行单独的优化。除了一直不错的Chill之外，图像锐化也是一个相当不错的功能。它能在游戏中自适应的提升锐度，将游戏画面中的细节纹理展现出来，并不需要游戏单独优化，没有FidelityFX和DLSS的老游戏都能开

就比如说已经发售多年的文明6，或者P社那祖传引擎写出来的EU4和CK2，只要用上锐化之后，就能治好多年的白内障

用文明6来举一个例子，SMAA是我们非常常用的一种抗锯齿，如果开太高就会极大的影响性能，如果开的不够就会满屏狗牙，远景也会不太清晰。打开锐化之后，我们只需要SMAAx2，就能获得非常清楚的画面，同时还能保证画面中基本不出现锯齿。例如图上山峰的纹理，以及第二幅图中远景的树林和农田，这些都是能直接获得的画面提升（图上色彩不同是因为动态天气）

这种全局锐化对性能的影响不大，我常用的SMAA是x8，如果仅用到x2，再打开全局锐化的话，帧生成时间和最大帧延迟都会更小，此时的画面还会比平时更清晰，相比不开驱动锐化的时候体验更好。这也是我觉得目前最友好的一种画质提升手段了



总结

不管是Nv的DLSS还是AMD的Fidelity FX，都是为玩家谋福利的特效，而且它们并不互斥，在时常同一个游戏上面能看到两种特效。这是游戏硬件厂商促进游戏表现的良性竞争，随着这些特效不断深度优化，玩家能享受到的也就越来越多

这些特效对高分辨率的优化效果有时候更好，例如DLSS在死亡搁浅上的表现以及FidelityFX在各个游戏中的表现。他们都依托于游戏分辨率之下的图像，作为基础的图像越精细，得到的结果也就越好，更像是“战未来”的特效，比如实现目前还很难企及的4K 144

这种特效也可以作为延长显卡工作寿命的手段，因为按照以前的迭代习惯，新买的显卡在两年之后就脱离了第一梯队的性能范畴，此时需要大幅降低特效，在第三年基本上就要考虑换显卡了。而这种特效的诞生，就意味着显卡的寿命能进一步延长。比如5700XT，今年登陆PC的死亡搁浅不开FidelityFX有100帧，但是在以后的大作中会愈发不够用。如果有一天不开FidelityFX玩游戏的时候只有50帧了，那么FidelityFX这个特效的作用就比较关键，增加25%的帧数之后就会超过60帧的及格线，说不定就能混到下一次显卡发布了，省下一些升级换代的钱