DLSS更新，NIS重出　NVIDIA游戲優(yōu)化湊齊“全家桶”，甜蜜煩惱如何抉擇？

先有NVIDIA DLSS，后有AMD FSR，倆技術(shù)雙管齊下為玩家們帶來了游戲幀率優(yōu)化的福利?？删驮诮裉欤琋VIDIA又再度拋出重磅更新—DLSS 2.3進(jìn)化和NVIDIA Image Scaling（NIS，NVIDIA圖像增強(qiáng)技術(shù)）再次粉墨登場(chǎng)。于是，玩家們發(fā)現(xiàn)游戲幀率提升居然有了更多的選擇，是AMD FSR、NIS還是NVIDIA DLSS？這真是一個(gè)甜蜜的煩惱。

2021年11月16日，NVIDIA伴隨著新版GeForce Game Ready驅(qū)動(dòng)發(fā)布，游戲黑科技利器DLSS也迎來了2.3版的更新。與此同時(shí)，隨著GameReadyDrvier 496.70的發(fā)布，幾年前NVIDIA就提出過的Image Scaling分辨率縮放技術(shù)再度以新形象“出山”，為使用老顯卡的玩家提供了提升游戲幀率的新選擇。與此同時(shí)，NVIDIA還借NIS再出山之際，推出了iCAT圖形分析工具套件（Image Comparison & Analysis Tool），玩家們可以方便地借助這一工具來分析不同設(shè)置下的游戲圖形圖像畫質(zhì)表現(xiàn)?？梢哉f，伴隨DLSS進(jìn)化到2.3版本的這一次更新，NVIDIA面向玩家的游戲市場(chǎng)投下了數(shù)枚深水炸彈，也再次將游戲幀率優(yōu)化的技術(shù)優(yōu)勢(shì)之爭(zhēng)推向了白熱化的階段。

NIS與FSR同源？先來摸底

其實(shí)，NIS作為NVIDIA的圖像增強(qiáng)技術(shù)早在多年前就已經(jīng)提出，只是后來隨著DLSS的發(fā)布，NIS一直被N V I DI A擱置著。不過由于D L SS對(duì)GPU核心的要求較高，只能在RT X系列GPU上生效，對(duì)GTX 10系及以前的G P U無用，因此在一定程度上也限制了D L S S的應(yīng)用擴(kuò)展。或許是由于AMD FSR的多代GPU、跨平臺(tái)的全支持特性刺激到了NVIDIA，因此NIS伴隨496.70版GameReady驅(qū)動(dòng)和GFE的更新走向臺(tái)前。

首先要說明的是，NIS和AMD FSR及以前的雙線性、雙三次、Lanczo濾鏡等分辨率縮放技術(shù)一樣，都是基于像素插值的固定算法。這種老舊的算法是通過使用簡(jiǎn)單的技術(shù)，以犧牲圖像質(zhì)量為手段來獲得較高的游戲幀率提升。而其優(yōu)勢(shì)在于實(shí)現(xiàn)原理相對(duì)簡(jiǎn)單，算法固定且開發(fā)容易，因此在應(yīng)用適應(yīng)性上會(huì)比較廣泛，對(duì)GPU硬件沒有太高的要求和限制，很容易實(shí)現(xiàn)大范圍的普及，對(duì)使用老舊顯卡的玩家來說會(huì)是非常不錯(cuò)的選擇。

在DLSS出現(xiàn)之前，游戲玩家為了提升游戲性能一直在使用這種老式的分辨率縮放功能，之前的很多也在設(shè)置中提供了分辨率縮放比例的選項(xiàng)，其中的代表之一就是NIS。其實(shí)NIS早在2019年就已經(jīng)推出，并可在NVIDIA驅(qū)動(dòng)控制面板和GeForceExperience中啟用。隨著DLSS 2.3和GameReady Driver的再度更新，NIS圖像增強(qiáng)技術(shù)在算法上進(jìn)行了再度的更新進(jìn)化。新的NIS算法采用了十一階六抽頭過濾器（6-tap filter）和四向縮放技術(shù)，同時(shí)在內(nèi)部還集成了自適應(yīng)圖像銳化濾鏡，相比之前的NIS算法可以說是有了較大的進(jìn)步。新的NIS功能可以在一次掃描渲染中進(jìn)行分辨率縮放+銳化的操作，效率還是比較高的。而且由于它是集成在GeForceGameReady驅(qū)動(dòng)中，因此對(duì)游戲幾乎可以說是100%兼容。而且從NVIDIA的官方消息來看，目前GeForce GTX 9系以上等級(jí)的GPU均可以支持新的NIS功能，這對(duì)于之前不支持DLSS的GTX9系、GTX 10系顯卡用戶來說，簡(jiǎn)直是天降的福音。

再談DLSS，AI乃為立足之本

再看DLSS。NVIDIA DLSS的設(shè)計(jì)初衷就以GPU內(nèi)置的專用核心（TensorCore）為基礎(chǔ)，通過使用超級(jí)采樣、實(shí)時(shí)反饋和A I技術(shù)來克服傳統(tǒng)的分辨率縮放技術(shù)帶來的圖像質(zhì)量嚴(yán)重降低的限制，以實(shí)現(xiàn)與原始分辨率基本相當(dāng)?shù)膱D像質(zhì)量，并且還能夠顯著提升游戲幀率表現(xiàn)。相比NIS、FSR等技術(shù)，D L S S可以提供更好的圖像質(zhì)量細(xì)節(jié)、更穩(wěn)定的畫質(zhì)表現(xiàn)以及更清晰的圖像邊緣質(zhì)量。而NIS、FSR等技術(shù)在基礎(chǔ)上缺乏了最重要的A I核心基礎(chǔ)，并不能在達(dá)到原生圖像質(zhì)量輸出的同時(shí)還能夠以IQ換取更高的游戲性能表現(xiàn)。

簡(jiǎn)而言之，NIS、FSR等分辨率縮放技術(shù)缺乏的是最核心的基于A I的超級(jí)采樣訓(xùn)練，因此不能以更高分辨率的AI訓(xùn)練模型（DLSS模型訓(xùn)練可以達(dá)到16K分辨率甚至更高）來智能彌補(bǔ)實(shí)際渲染分辨率的缺失部分，因此當(dāng)然也就不可能完全達(dá)到與原始分辨率相當(dāng)?shù)膱D像質(zhì)量。尤其是在縮放比例較大時(shí)，比如達(dá)到50%的縮放比例，圖像質(zhì)量的缺失尤為嚴(yán)重。這一點(diǎn)我們?cè)谥暗腇SR相關(guān)測(cè)試中也曾多次提出過。而且缺失了基于A I的實(shí)時(shí)反饋，應(yīng)用這類分辨率縮放技術(shù)之后很容易會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)偽影。

這是一張基于傳統(tǒng)分辨率縮放技術(shù)和DLSS的4K畫質(zhì)對(duì)比圖片。從圖片中可以看出，即使傳統(tǒng)分辨率縮放技術(shù)設(shè)置了77%的實(shí)際渲染分辨率（2954×1662），在圖形質(zhì)量上相比DLSS Performance模式（實(shí)際渲染分辨率1920×1080）還是差了很多。顯然，在DLSS作用下，玩家可以用更低的設(shè)置來實(shí)現(xiàn)更高的游戲幀率，同時(shí)在圖像質(zhì)量上仍然保持非常優(yōu)秀，這是NIS、FSR等所不能及的。

之前我們也曾多次講過，NVIDIADLSS是一種基于游戲圖像渲染的實(shí)時(shí)反饋修正技術(shù)，DLSS使用來自多個(gè)畫面幀的圖形信息采樣來進(jìn)行最終的合成輸出。說到DLSS的多重采樣，可以用拍攝長(zhǎng)曝光的電影來類比，在長(zhǎng)曝光的影片中，鏡頭開啟的時(shí)間越長(zhǎng)，感光元件收集到的信息就更多，細(xì)節(jié)的呈現(xiàn)也自然就更加豐富?；贏I深度學(xué)習(xí)的DLSS通過網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練收集了海量的圖形圖像渲染樣本，并且通過AI來理解學(xué)習(xí)這些模型，并在實(shí)際應(yīng)用中做出最佳的渲染輔助選擇—DLSS的AI很明白哪些模型信息是最有價(jià)值、最貼近實(shí)際游戲圖形的，并能夠?qū)⑦@些有用的模型渲染信息組合在一起輸出精準(zhǔn)、完整的最終渲染圖像。

我們可以用一張示意圖做一個(gè)典型的例子講解，它展示的是1440p分辨率下D L SS和N I S、FSR等不同的工作機(jī)制。從示意圖中可以看出，在1440p游戲設(shè)置分辨率下開啟DLSS的質(zhì)量模式后，游戲?qū)嶋H渲染分辨率大約為1970×1108，也就是一幀游戲畫面大約有2. 2M像素。在DLSS機(jī)制下，首先會(huì)分析當(dāng)前幀、前一幀以及后一幀這三幀畫面，這三幀畫面約6M像素會(huì)一起輸入DLSS AI模型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行AI模型增強(qiáng)渲染后輸出1440p畫面最終幀（約3.5M像素）。

反觀NIS、FSR等傳統(tǒng)的分辨率縮放技術(shù)。以FSR為例，當(dāng)設(shè)置在FSR超高質(zhì)量模式時(shí)，游戲?qū)嶋H渲染分辨率同樣大約為1970×1108，約2.2M像素。但NIS、FSR等傳統(tǒng)縮放方式并沒有前后幀分析和AI模型增強(qiáng)型渲染，而是以固定的算法進(jìn)行空白像素的補(bǔ)足填充，類似常見的插值算法。這樣雖然最終輸出了1440p的畫面幀，但由于采樣太少而最終導(dǎo)致輸出畫面相比1440p原生畫面相去甚遠(yuǎn)。

所以，用NVIDIA官方資料的話來說，DLSS總是在基于AI的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)上不斷學(xué)習(xí)，再加上機(jī)制中存在的前后幀聯(lián)動(dòng)輸入分析，這讓它可以生成媲美甚至超過原生圖像的高質(zhì)量畫面。而傳統(tǒng)分辨率縮放技術(shù)則更簡(jiǎn)單粗暴地使用削減分辨率的方法進(jìn)行渲染，再利用相對(duì)固定的算法，使用很少的圖形信息采樣進(jìn)行渲染補(bǔ)足，以犧牲圖形質(zhì)量的方式換取游戲性能的提升。最大的問題就在于物體細(xì)節(jié)嚴(yán)重衰退和渲染輸出圖形的不穩(wěn)定性。

DLSS無疑能為游戲畫面提供更多細(xì)節(jié)，它所基于的AI人工智能網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的模型渲染訓(xùn)練是以16K超高分辨率為基礎(chǔ)的，所以DLSS能夠通過訓(xùn)練好的A I模型來確定如何從較低分辨率的輸入幀來補(bǔ)足、填充像素細(xì)節(jié)從而輸出較高分辨率的最終畫面幀。而以NIS等為代表的傳統(tǒng)圖像增強(qiáng)技術(shù)則只是通過對(duì)像素點(diǎn)臨近的像素進(jìn)行低分辨率的采樣，然后簡(jiǎn)單粗暴地進(jìn)行放大處理和邊緣銳化再輸出高分辨率的插值圖像。這種方法顯然不像基于A I的DLSS那樣能帶來額外細(xì)節(jié)的真實(shí)填充，而只是提高低分辨率圖形中的局部細(xì)節(jié)對(duì)比度而已。這種方法的采樣數(shù)據(jù)很少，而且通過幾乎是固定的函數(shù)算法進(jìn)行增強(qiáng)，所以玩家不得不在圖形質(zhì)量和游戲性能之間進(jìn)行權(quán)衡和取舍。但是對(duì)于使用老顯卡的玩家來說，當(dāng)正常分辨率設(shè)置下已經(jīng)不能滿足游戲的流暢運(yùn)行需求時(shí)，這時(shí)NIS和FSR等方法，仍然是有積極意義的。從某種程度上對(duì)NVIDIA來說，NIS的存在是對(duì)DLSS的有益補(bǔ)充，其存在是合理的。

最后來說說DLSS 2.3。DLSS作為一種面向未來的游戲性能擴(kuò)展技術(shù)，它的AI模型通過NVIDIA超級(jí)計(jì)算機(jī)上的持續(xù)訓(xùn)練在不斷改進(jìn)。隨著DLSS的每一次重大更新，它幾乎都能在新游戲、新應(yīng)用中提供更好的圖形質(zhì)量和幀率表現(xiàn)。在D L S S的不斷學(xué)習(xí)中，NVIDIA也通過它發(fā)現(xiàn)了一個(gè)優(yōu)點(diǎn)—運(yùn)動(dòng)感知。傳統(tǒng)的分辨率縮放技術(shù)由于缺少實(shí)時(shí)反饋，因此在增強(qiáng)渲染運(yùn)動(dòng)中的物體時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定、重影、鬼影、偽影等現(xiàn)象。而D L SS則可以使用來自前一幀的實(shí)時(shí)反饋以及運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行AI模擬渲染，大幅減少由于分辨率縮放所帶來的運(yùn)動(dòng)重影或偽影現(xiàn)象，這也是DLSS 2.3更新的核心—它可以更智能地使用運(yùn)動(dòng)矢量來減少重影并提高圖像質(zhì)量。簡(jiǎn)單地來講，本次DLSS 2.3的最大更新除了加入了更多游戲的支持之外，就是能夠更智能地使用運(yùn)動(dòng)矢量來減少重影并提高圖像質(zhì)量。

實(shí)測(cè)三大技術(shù)，DLSS仍無可超越

簡(jiǎn)單地講完了DLSS和NIS的基本概念，我相信很多玩家朋友都想知道：NIS在實(shí)際游戲中的表現(xiàn)效果到底如何？和FSR、NIS相比，DLSS的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在哪里？NIS、FSR和DLSS應(yīng)該如何取舍？于是，帶著大家的疑問，我們進(jìn)行了一次詳細(xì)的測(cè)試。

DLSS和FSR我們已經(jīng)比較熟悉了，所以來看看如何在游戲中啟用NIS。首先要明白一個(gè)基本原理，那就是NIS機(jī)制下，游戲的最終輸出分辨率是以顯示器的設(shè)置分辨率為目標(biāo)的。比如顯示器設(shè)置分辨率為4K，N I S功能開啟后最終輸出的就是4K圖像，顯示器分辨率設(shè)置為1440p或1080p，N IS最終輸出的就是1440p或1080p圖像，與游戲?qū)嶋H設(shè)置分辨率關(guān)系不大。但在N I S啟用時(shí)，游戲?qū)嶋H設(shè)置分辨率必須與NIS的擋位設(shè)置分辨率一致，否則會(huì)導(dǎo)致NIS無法啟用的問題（具體方法我們后文詳解）。另外要強(qiáng)調(diào)的是，NIS并非集成在游戲中，而是GeForce GameReady驅(qū)動(dòng)控制，因此它不依賴于游戲，理論上應(yīng)該對(duì)所有游戲都生效。NIS的開啟可以經(jīng)由驅(qū)動(dòng)控制面板（桌面空白處右鍵點(diǎn)擊，選擇“NVIDIA控制面板”即進(jìn)入）或在GFE中開啟，我們推薦大家使用GFE來控制調(diào)節(jié)NIS的開關(guān)，更簡(jiǎn)單、方便。

首先進(jìn)入NVIDIA控制面板，在“3D管理設(shè)置”中選擇“圖形縮放”，勾選“覆蓋指示器”。這一步驟的目的是打開游戲中的NIS指示器，NIS開啟之后進(jìn)入游戲就會(huì)在左上角顯示NIS狀態(tài)。當(dāng)指示器為綠色時(shí)，表明NIS功能正常，分辨率縮放和圖形銳化都正常工作，而當(dāng)指示器為藍(lán)色時(shí)，則表明分辨率縮放停止，只是圖形銳化在正常工作。

打開GFE，開啟“圖形縮放”選項(xiàng)。可以看到下方一共提供了5個(gè)檔位可調(diào)，5檔分辨率根據(jù)顯示器的分辨率設(shè)置而各有不同。我們展示的是基于4K分辨率顯示器下的5擋實(shí)際渲染分辨率設(shè)置，可以看出最低50%實(shí)際渲染分辨率縮放為1920×1080。選擇好擋位之后，點(diǎn)擊下方出現(xiàn)的“優(yōu)化”按鈕，NIS則會(huì)對(duì)全體游戲生效。

為了直觀地對(duì)比NIS、FSR和DLSS，我們選擇了三款同時(shí)支持DLSS和FSR的游戲，它們是《神秘島：重制版》《死亡循環(huán)》以及《永恒邊緣》。在最高畫質(zhì)設(shè)置下，我們?cè)?K分辨率的顯示器上測(cè)試了NIS、FSR和DLSS的各自表現(xiàn)。為了更接近實(shí)際情況，我們參考了NVIDIA的NIS擋位設(shè)置指導(dǎo)資料，分別在NIS設(shè)為67%和50%進(jìn)行了測(cè)試，同等程度下分別對(duì)應(yīng)DLSS的平衡模式、超性能模式以及FSR的質(zhì)量模式和性能模式。需要說明的是，《死亡循環(huán)》目前不支持DLSS的超性能模式，所以我們用性能模式來替代。

游戲幀率對(duì)比

本次測(cè)試成績(jī)，我們可以分為兩個(gè)部分進(jìn)行分析。首先我們要對(duì)比的是“原生”“DLSS：平衡”“FS R：質(zhì)量”“NIS：開（67%）”這4種模式下的游戲幀率。不難看出，將DLSS設(shè)為平衡模式之后，3款參測(cè)游戲的幀率提升非常明顯，其中《神秘島》和《死亡循環(huán)》的幀率提升都在80%以上，而且《永恒邊緣》的平均幀率也提升約55%。不僅如此，相比FSR設(shè)為質(zhì)量模式，DLSS設(shè)為平衡模式后3款參測(cè)游戲的幀率都要略高一籌。另外，將NI S設(shè)為67%之后，《神秘島》《死亡循環(huán)》《永恒邊緣》這3款游戲的幀率都要比DLSS平衡和FSR質(zhì)量模式下的幀率稍高一些。

下面我們繼續(xù)來看看“ 原生”“DLSS：超高性能”“FSR：性能”“NIS：開（50%）”這4種模式下的游戲幀率。我們的測(cè)試結(jié)果顯示，當(dāng)DLSS設(shè)為超性能模式后，《神秘島》和《永恒邊緣》這兩款游戲的幀率相比原生畫質(zhì)下的提升都非常明顯，同時(shí)也小幅領(lǐng)先F S R在性能模式下的游戲幀率。由于《死亡循環(huán)》我們測(cè)試的是性能模式，所以其幀率比FSR性能模式低一點(diǎn)也在情理之中。同樣的，N IS設(shè)為50%后，3款游戲的幀率都高于DLSS超高性能（或性能）和FSR性能模式。由此來看，NIS可以提供較DLSS、FSR更高一點(diǎn)的游戲幀率，那么這3種游戲幀率優(yōu)化技術(shù)在畫質(zhì)上的表現(xiàn)如何呢？

畫質(zhì)表現(xiàn)對(duì)比

從上圖我們不難看出，無論是在《神秘島》還是在《死亡循環(huán)》中，DLSS在游戲畫質(zhì)上的表現(xiàn)明顯優(yōu)于FSR和NIS。此外在《永恒邊緣》游戲中也能看出，即使開啟DLSS超性能模式，遠(yuǎn)處塔樓上的條紋仍然和原生畫質(zhì)一樣清晰可見，但FSR性能模式和NIS 50%檔已經(jīng)丟失了這些細(xì)節(jié)。

從最終的測(cè)試結(jié)果可以清晰地看出：與DLSS相比，無論是N I S還是FSR，在游戲畫質(zhì)呈現(xiàn)上都要差了許多。我們即使將DLSS的超性能模式下的游戲畫面與NIS 67%縮放檔或FSR的質(zhì)量模式相比，DLSS仍然是明顯勝出。例如在《神秘島》這款游戲中，當(dāng)DLSS設(shè)為超性能模式時(shí)，時(shí)鐘表盤上的刻度仍然非常清晰，而當(dāng)FSR設(shè)為性能模式以及N I S設(shè)為67%時(shí)，時(shí)鐘的刻度變得非常模糊，辨別的難度增加不少。

從這里也可以看到，DLSS這一黑科技目前仍然是NIS、FSR這種基于傳統(tǒng)分辨率縮放的游戲優(yōu)化技術(shù)所不能比擬的?；贏 I的模型訓(xùn)練的確為DLSS賦予了過于強(qiáng)大的力量，至少在目前來看，它仍然是獨(dú)孤求敗的。不過另一方面，NIS仍然還是有一定積極意義的，對(duì)使用老舊NVIDIAGeForce GPU的玩家來說（GTX 900或更高），在無法觸及DLSS門檻的情況下，NIS毫無疑問是一個(gè)有益的補(bǔ)充。而且NIS也不像FSR那樣需要游戲集成支持，因此在游戲適應(yīng)性上也更為寬泛，對(duì)老顯卡玩家甚至是RTX顯卡玩家來說，也應(yīng)該是樂見其成的。而且面臨DLSS和NIS的雙重包夾，F(xiàn)SR的日子可能也會(huì)不那么好過了，AMD又會(huì)有怎樣的應(yīng)對(duì)措施呢？拭目以待！

題外話：i CAT，畫面質(zhì)量分析比較利器

在評(píng)估D L S S、F S R、N I S等游戲幀率優(yōu)化技術(shù)時(shí)，我們必不可少地會(huì)遇到同等級(jí)設(shè)置下的幀率與畫質(zhì)的雙向比較，以衡量各個(gè)功能技術(shù)的優(yōu)劣。對(duì)于幀率來說，我們可以使用Fraps、GFE或Frameview等工具軟件進(jìn)行直觀的記錄和比較。但是對(duì)于圖像質(zhì)量的比較來說，我們?cè)谝酝揪褪强咳庋塾^察加上等比放大后的—肉眼觀察。雖然能夠大致判定出圖形質(zhì)量的優(yōu)劣，但是在直觀性上還是略微欠缺了一點(diǎn)。現(xiàn)在，這個(gè)問題得到解決了！隨著496.70版GameReady驅(qū)動(dòng)的發(fā)布，NVIDIA同步推出了一款用于游戲畫質(zhì)直觀比較的利器軟件—iCAT。

不得不說，iCAT的出現(xiàn)極大地簡(jiǎn)化了我們的圖像質(zhì)量比較工作—它無須加載復(fù)雜的編輯軟件，即可直觀地來進(jìn)行視頻和圖像比較。iCAT的界面與Adobe Premier視頻編輯軟件有些類似，玩家可以一次性加載多達(dá)四個(gè)視頻或圖像源，在軟件中可以進(jìn)行對(duì)齊、修剪、創(chuàng)建循環(huán)、平移以及縮放到焦點(diǎn)區(qū)域等操作。玩家也能夠調(diào)整視頻播放速度以獲得優(yōu)秀的慢動(dòng)作拍攝效果，從而聚焦在視頻源的穩(wěn)定性上方便玩家進(jìn)行細(xì)致的對(duì)比。

在分屏模式下，iCAT可以加載多個(gè)視頻或圖像，并選擇其中兩個(gè)視頻或圖像進(jìn)行疊加。使用左右滑塊覆蓋或顯示每個(gè)是視頻流。在這種模式下，你可以快速輕松地進(jìn)行A/B視頻源或圖形源的比較，同時(shí)能夠縮放和平移到特定區(qū)域。同時(shí)利用頂部的下拉菜單，你還可以在不同的A/B源之間進(jìn)行直觀比較。在并排模式下，iCAT可以加載最多四個(gè)視頻或屏幕截圖，以便在并排模式下同步并排播放，而且每個(gè)視頻將在iCAT窗口中平均分配、縮放和平移到焦點(diǎn)區(qū)域。在這種模式下，你可以進(jìn)行最多四個(gè)視頻源或圖形源的畫面同步比較。比如我們本次測(cè)試的4K原生、4K FSR質(zhì)量、4K DLSS平衡以及4K NIS 67%縮放四段同一場(chǎng)景的視頻源就可以在并排模式下得以直觀地呈現(xiàn)。