NVIDIA’nın DLSS (Deep Learning Üstün Sampling) teknolojisi tanıtılalı yaklaşık beş yıl oluyor. Yeşil kadro bu müddet zarfında teknolojisini büyük ölçüde geliştirirken uzun bir yol kat etti. Gamescom 2023 etkinliğinde ise DLSS şemsiyesi altındaki en yeni özellik olan yapay zeka takviyeli ışın rekonstrüksiyonuna sahip yeni bir sürüm tanıtıldı: DLSS 3.5.
Geriye dönecek olursak, yeniden değerli bir yükseltme olan DLSS 3 teknolojisi RTX 4000 serisi ekran kartlarına özeldi. Düzgün haber şu ki DLSS 3.5 farklı tüm RTX GPU’lar tarafından destekleniyor.
Işın izleme, GPU’lar her ne kadar gelişmiş olsa da en şiddetli grafik sürece tekniklerinden biri olmaya devam ediyor. Yansımalara, kırılmalara ve çeşitli gereçlerin fizikî özelliklerine dayalı olarak son 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 arkasındaki isim olan NVIDIA ise buna “Ray Reconstruction (Yeniden Işın Yapılandırma)” diyor.
Işın izleme efektlerine sahip birçok oyun genel kaliteyi artırmak için aslında denoiser tekniklerinden faydalanmakta. Fakat manzara yükseltme derin öğrenmeden yararlandığı üzere denoising de emsal formda yarar sağlayabilir. NVIDIA, Ray Reconstruction’ın farklı ışın izleme efektlerini tanımak için eğitildiğini ve en yeterli sonucu elde etmek için hem zamansal hem de uzamsal piksellerden yararlandığını söylüyor.
- Denoising Nedir, Grafikler İçin Neden Kıymetli?
Ray Reconstruction ile desteklenen DLSS 3.5’in potansiyelini göstermek isteyen şirket birtakım örnek slayt görselleri de paylaştı:
DLSS 3.5 ve “standart” imajları karşılaştırdığınızda Ray Reconstruction ismi 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 güzelleştirme var. Birinci olarak, daha az lekelenme sağlanarak kalite daha uygun hale gelmiş. Aracın üstünde yahut sokaktaki su birikintilerinde daha net yansımalar var. Ray Reconstruction uygulanmadığında su birikintisindeki metin lekeli ve okunaksız haldeyken, DLSS 3.5 ile harfleri basitçe seçebiliyorsunuz. Son olarak, otomobilin farları korkuluk üzere daha uzaktaki objeleri aydınlatıyor. Bu da daha gerçekçi ve yüksek kaliteli ışın izleme performansı sunulduğunu gösteriyor.
NVIDIA ayrıyeten 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) ortasında kaba bir performans karşılaştırması sağladı. Cyberpunk 2077’nin olağanda 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 olağan 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 süratli bir biçimde sağlıyor.
Super Resolution (Süper Çözünürlük), Frame Generation (Kare Üretimi) ve Ray Reconstruction’ı (Yeniden Işın Yapılandırma) birleştiren DLSS 3.5, Cyberpunk 2077 kare suratlarını doğal 4K DLSS kapalı görüntülemeye kıyasla toplamda 5 kat artırıyor.
Öte yandan, birden fazla ışın izleme efektine sahip oyunlarda tek bir Ray Reconstruction hudut ağıyla değiştirilen birkaç denoiser olabileceği belirtilmiş. Bu durumlarda Ray Reconstruction da performans artışı sağlayabilir. Daha az ağır ışın izleme ve daha az denoiser içeren oyunlarda Ray Reconstruction imaj kalitesini artırıyor lakin performansta küçük düşüşler olabilir.
GeForce RTX 4000 ekran kartı kullanıcıları Üstün Resolution, Frame Generation ve Ray Reconstruction teknolojilerini bir ortada kullanabilecek. RTX 3000 ve RTX 2000 sahipleri ise yalnızca Harika Resolution ve Ray Reconstruction’ın nimetlerinden faydalanabilecek.
Ray Reconstruction, geliştiricilerin ışın izlemeli oyunlarında imaj kalitesini iyileştirmeleri için kullanabileceği yeni bir özellik ve DLSS 3.5’in bir modülü olarak sunulmakta. DLSS 3.5 içeren standart (rasterizasyon) oyunlar, Harika Resolution ve DLAA için en son güncellemeleri de içeriyor. Fakat ışın izlemeli efektlerin olmaması nedeniyle Ray Reconstruction’dan yararlanamıyor.
Şimdi Ray Reconstruction’ın yararlarını anlamak için ışın izlemenin nasıl çalıştığına bakalım. Birinci olarak, bir oyun motoru bir sahnenin geometrisini ve gereçlerini oluşturur; bunların tümü, görünümlerini ve ışığın onlarla nasıl etkileşime girdiğini etkileyen fizikî tabanlı özelliklere sahip. Daha sonra kameranın bakış açısından bir ışın örneği çekilerek sahnedeki ışık kaynaklarının özellikleri ve ışığın gereçlere çarptığında nasıl reaksiyon verdiği belirlenir. Örneğin ışınlar bir aynaya çarptığında güçlü yansımalar olur.
Ancak ekranınızdaki her piksel için ışın oluşturmak, sahneleri birkaç dakika yahut 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 gereğince kaliteli olan, lakin boşluklu ve karıncalı bir imaj ortaya çıkar.
Elle ayarlanan denoiser’lar ışın izlemeli olmayan eksik pikselleri doldurmak için iki farklı prosedür kullanır; pikselleri birden fazla karede süreksiz olarak biriktirir ve komşu pikselleri bir ortaya getirmek için bunları uzamsal olarak enterpolasyona tabi fiyat. Bu süreç sayesinde karıncalı ham çıktı, ışın izlemeli bir imgeye dönüştürülüyor.
Denoiser’lar, bir sahnede bulunan her bir ışın izlemeli aydınlatma tipi için manuel olarak ayarlanır ve işlenir. Bu süreç de geliştirme sürecinin daha karmaşık ve maliyetli olmasına neden oluyor. İmaj kalitesini en üst seviyeye çıkarmak için birden fazla denoiser kullanıldığında yüksek ışın izlemeli oyunlarda kare suratı düşüyor.
Elle ayarlanan her denoiser, detayları artırmak için birden fazla kareden pikselleri biriktirir. Aslında geçmişten ışınları çalar, lakin gölgelenme, dinamik efektleri kaldırma ve başkalarının kalitesini düşürme riski vardır. Ayrıyeten komşu pikselleri interpole eder ve bu bilgileri bir ortaya getirir, lakin çok fazla detaylı bilgiyi harmanlama, yetersiz kalma ve ve tek tip olmayan aydınlatma efektleri oluşturma riski vardır.
Işın izlemeli aydınlatma süreç sınırının son kademesi yükseltme evresidir ve en detaylı, şiddetli oyunları süratli kare suratlarında deneyimlememiz için kritik kıymet taşır. Lakin efektlerin kalitesini kaldıran yahut azaltan denoising ile elle ayarlanan denoiser’ların sınırlamaları artar. Ayrıyeten imaj yükseltme süreci yapan algoritmaların net, pak bir manzara elde etmek için kullandığı ince detayları (yüksek frekanslı bilgi olarak adlandırılıyor) kaldırır.
Yeni Tahlil: DLSS 3.5
Işın izlemeli manzara kalitesini güzelleştiren Ray Reconstruction, elle ayarlanan denoiser’ları örneklenen ışınlar ortasında daha yüksek kaliteli pikseller üreten NVIDIA üstün bilgisayar eğitimli bir yapay zeka ağıyla değiştiriyor. Yani işin içinde yeniden yapay zeka var. Yeni teknoloji yapay zeka destekli nöral işleyicinin bir kesimi olacak.
DLSS 3’ten 5 kat daha fazla bilgi ile eğitilen DLSS 3.5, zamansal ve uzamsal dataların kullanımı hakkında daha akıllı kararlar vermek ve üstün kaliteli yükseltme maksadıyla yüksek frekans bilgilerini korumak için farklı ışın izleme tesirlerini tanımlayabiliyor.
Gerçek vakitli bir oyun sırasında sunulabilecek olandan çok daha fazla hesaplama gücü gerektiren çevrimdışı işlenmiş imajlar kullanılarak eğitilen Ray Reconstruction, global aydınlatma yahut ortam tıkanıklığı üzere eğitim bilgilerinden aydınlatma modellerini tanıyor ve siz oynarken bunları oyun içinde tekrar oluşturuyor. Nihayetinde ise elle ayarlanmış denoiser’lara nazaran daha gelişmiş sonuçlar elde ediliyor.
Denoising Nedir?
Siyah noktalar, özgün imgenin bir kesimi olmayan, rastgele parlaklık ve renk değişimleriyle meydana gelir. Manzara sürece alanında yaygın olarak karşımıza çıkan bu karıncalanmanın giderilmesi “denoising (istenmeyen objelerden arındırma, temizleme)” olarak bilinir.
Denoising sürecinde grafiklerden ve render’lardan istenmeyen noktaları gidermek için gelişmiş algoritmalar kullanılmakta. Bu algoritmalarla birlikte imgelerin kalitesi büyük değişime uğrayabilir. Şayet denoising teknolojisi olmasaydı fotogerçekçi görseller yaratmak, bunları kullanmak pek mümkün olmayacaktı.
Bilgisayar grafiklerinde kullanılan imgelerde hem saf görseller hem de karıncalanmalar bulunabilir. Bahsettiğimiz üzere, bu noktalar imgelerin netliğini azaltır, sertlik ortadan kalkar. Arındırma süreci gerçekleştikten sonra finalde istediğimiz net manzara kalır, istenmeyen noktalar kaybolur. Bir imgeyi denoize ederken kenarlar, köşeler, dokular ve öteki keskin yapılar üzere görsel detayları ve bileşenleri korumak da kıymetlidir.
Ray Reconstruction ve DLSS 3.5’in RTX 2000, RTX 3000 ve RTX 4000 serisi tüm RTX ekran kartlarıyla kullanılabileceğini tekrar hatırlatalım. Şayet RTX markalı bir GPU’nuz varsa ve DLSS 3.5’i destekleyen bir oyun oynuyorsanız bu özellikten faydalanabilirsiniz.
Aynı vakitte, bunun sadece ışın izleme efektleri kullanan oyunlara yarar 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 vakit olduğu üzere DLSS’nin avantajlarından faydalanamayacak. DLSS 3 ile gelen Frame Generation teknolojisi sadece RTX 4000 serisi kartlada çalışıyordu. DLSS 3 ise hem 4000 serisi hem de daha eski serilerle uyumlu.
DLSS 3.5 bu sonbaharda çıkacak ve dayanaklı birinci oyunların listesi şöyle: Cyberpunk 2077: Phantom Liberty, Portal with RTX ve Alan Wake 2. Evet oyunların listesi şu anda çok kısıtlı, lakin önümüzdeki aylarda sayının artmasını bekliyoruz. Ek olarak, NVIDIA’nın Omniverse platformu, Chaos Vantage ve D5 Render için de dayanak sağlanacak.