要更高的图像质量，也要更加流畅的游戏画面，相信这是所有玩家共同的梦想。但通常情况下，任何能够显著提高图像质量的新功能或新技术，都需要以牺牲部分性能为代价。例如，NVIDIA最新一代图灵显卡支持的光线追踪就能大幅提升图像质量，同时也会影响游戏性能。不过，得到AI和深度学习加持的DLSS却能帮助玩家同时兼顾图像质量和性能。经过一年多的学习和改进，DLSS也在多个方面得到升级，并“进化”至DLSS2.0版本。那么DLSS2.0究竟能给玩家们带来怎样的游戏体验呢，我们不妨来上一堂理论学习和测试相结合的实验课。
理论课：DLSS2.0技术特点解析
在使用海量数据进行训练之后，DLSS已经在功能、图像质量和游戏性能得到升级。在理论知识学习部分，我们不妨从开启/关闭时的效果预览、升级前后的区别和工作原理这3个部分来了解一下DLSS2.0。
DLSS2.0开启/关闭效果预览
从NVIDIA分享的资料来看，在《飞向月球》(DeliverUsTheMoon)和《德军总部:新血脉》（Wolfenstein:Youngblood）中，DLSS2.0在图像质量方面的表现非常喜人。例如在《飞向月球》中，打开DLSS之后，控制台屏幕上的图像呈现了更多细节。其原因在于，NVIDIA的深度学习算法可分析非常详细的图像序列，所以有时能看到在TAA模式下通常会丢失的细节。
▲相比DLSS关闭时，《飞向月球》打开DLSS之后，控制台的屏幕上呈现了更多图像细节。
此外，在《德军总部:新血脉》中DLSS在图像质量方面的表现也不错。例如在下面两张对比图片中，DLSS保留了管道、栏杆、镜面光等关键线路上的细微渐变和细节。不仅如此，相比TAA模式下的原始图像，DLSS还增强了图片右侧的光栅，以及位于中心的建筑物上的管道。
▲在《德军总部:新血脉》中，DLSS在图像质量上的表现也比TAA模式更加优秀。
除了在图像质量上拥有优异表现以外，DLSS2.0在游戏性能方面的表现也值得点赞。例如，DLSS大幅提升了RTX和RTXSuper的性能，并让玩家能在开启光线追踪，以p/2.5K分辨率下和最高画质设定畅玩《飞向月球》。
▲在p分辨率下，开启光线追踪和DLSS之后，RTX运行《飞向月球》的帧率达到74fps，比DLSS关闭时的帧率高出32fps之多。
不仅如此，DLSS还完美支持4K分辨率，并为RTX显卡带来约两倍的性能提升。例如在《德军总部:新血脉》中，开启DLSS之后，全系RTX显卡都能在4K分辨率下给玩家们带来更流畅的游戏体验。此外在同样支持DLSS2.0的《控制》中，DLSS还能让RTXSuper及以上的显卡，在p分辨率下运行这款游戏的帧率达到60fps以上（游戏画质和光线追踪均为最高）。
DLSS升级前后的区别
作为一种AI算法，DLSS一直在学习和改进。那么目前最新的DLSS2.0版本在哪些方面进行了升级呢？除了在图像质量和性能方面的提升以外，DLSS2.0还为玩家提供了新的选项——可微调渲染分辨率，从而在图像质量和性能之间找到合适的平衡点。例如在《飞向月球》和《德军总部:新血脉》中，DLSS就提供了质量、平衡和性能这3种模式，玩家可以根据实际需求进行选择。
▲《飞向月球》《德军总部:新血脉》这两款游戏提供了质量、平衡和性能这3种模式供玩家选择
不仅如此，DLSS2.0还能支持更多分辨率。例如，目前《古墓丽影：暗影》的DLSS还未升级，RTX及以上显卡在p分辨率下运行这款游戏时就不能开启DLSS，而《飞向月球》《控制》《德军总部:新血脉》支持DLSS2.0，所以RTX及以上显卡也能够在开启DLSS后，以p或更低的分辨率运行这3款游戏。
▲目前《古墓丽影：暗影》的DLSS还未升级，RTX及以上显卡在开启DLSS后运行这款游戏时就不支持p分辨率。
▲《德军总部:新血脉》支持DLSS2.0，所以RTX及以上显卡就能在开启DLSS后，以p甚至更低的分辨率运行这款游戏。
DLSS是如何工作的
目前大部分游戏在渲染完成后都并非直接输出至屏幕，而是需要进行一系列后处理。比如抗锯齿功能，包含TAA时间抗锯齿、FXAA快速自适应抗锯齿等。然而，这些抗锯齿或者其他优化图像的功能都存在问题，比如造成模糊、错误的处理图形元素等。对这种类型的问题而言，单纯依赖算法是不可能解决的。因为算法不可能知道图像中哪些东西是什么。不过对AI来说，这是一个非常好的应用场合。通过AI的对电脑进行数万、数十万次训练后，AI可以识别出不同的画面元素，并且可以自动补充以产生高质量的图形效果。
▲NVIDIAGeForceRTX显卡的图灵核心都加入了为深度学习计算提供加速的TensorCore（中文名为张量核心），借由深度学习带来的AI能力，图灵核心实现名为深度学习超级采样（DeepLearningSuperSampling，简称DLSS）的技术。
这就是DLSS工作的基本原理。根据NVIDIA的数据，他们先是收集了游戏开启了64倍全屏幕抗锯齿的完美画质作为参考图样，然后获取正常渲染获取的原始图像，接下来训练DLSS匹配完美画质图样，通过每个输入要求DLSS产生输出，测量这些输出和完美画质图样之间的差距，并且根据差值调整网格权重，这个时候DLSS就具备了对某个应用程序画面优化的稳定的模型。
接下来用户通过NVIDIAGeforceExperience等软件下载这个模型，并将其通过图灵GPU应用在对应的游戏上，就能够实现接近完美画质的图像。不仅如此，图灵核心的TensorCores拥有多达teraflops（每秒万亿次浮点运算）的专用AI功能计算能力，从而为玩家提供清晰的图像质量和大幅提升的游戏帧率，同时还大幅减少振铃效应或诸如闪屏之类的短暂伪影（英文名为temporalartifacts）。
▲图灵是第二个在民用级别GPU中加入张量核心的GPU，第一个是Volta架构的GV。
实验课：深入探究DLSS2.0的图像质量和性能表现
在理论知识解析中我们提到，DLSS2.0可以提供和TAA时间抗锯齿相近的图像质量，同时还可以在开启光线追踪之后大幅提升游戏帧率。在实验环节我们不妨亲自动手测试一下，来看看开启DLSS前后，游戏画面和帧率将会有怎样的变化。
测试平台方面，我们使用的是以英特尔酷睿i9-X处理器、X主板、DDRGB×4内存等硬件组成的平台。此外，为了让大家对DLSS2.0的性能有更全面地认识，我们会使用包括NVIDIAGeForceRTXTi和NVIDIAGeForceRTXSuper在内的所有NVIDIAGeForceRTX显卡进行测试。
测试平台一览
处理器：英特尔酷睿i9-X
主板：X
内存：DDRGB×4
显卡：NVIDIAGeForceRTXTi
NVIDIAGeForceRTXSuper
NVIDIAGeForceRTX
NVIDIAGeForceRTXSuper
NVIDIAGeForceRTX
NVIDIAGeForceRTXSuper
NVIDIAGeForceRTX
DLSS2.0开启前后的图像质量对比
在进行图像质量对比时，我们使用的是NVIDIAGeForceRTXTi显卡。游戏画面设定方面，我们首先将分辨率调至4K（×），并将《飞向月球》和《德军总部:新血脉》的画质和光线追踪等级均调至最高，然后再对比DLSS开启前后的游戏画面会呈现怎样的变化。
前文中我们提到，《飞向月球》和《德军总部:新血脉》这两款游戏提供了质量、平衡和性能这3种DLSS模式，在进行图像质量对比时，我们统一选择“质量”模式。下面我们就通过《飞向月球》和《德军总部:新血脉》的游戏截图来看看，DLSS2.0究竟能够给我们带来怎样的游戏画面。
▲在《飞向月球》的这一场景中我们可以看到，开启DLSS之后，升降机外墙上的条形纹理更加清晰。
▲这是《飞向月球》另一个场景的截图，我们将平板电脑的显示屏放大之后可以看到，开启DLSS之后显示屏上我们可以依稀认出“还记得我们关于”“寻找方法提取其中的全系”等文字。而在关闭DLSS时，平板电脑显示屏上的文字根本无法辨别，这也进一步证明DLSS2.0确实能给玩家提供更高质量的游戏画面。
▲在《德军总部:新血脉》中，玩家们同样可以体验到DLSS带来的高质量游戏画面。例如对比上面两张截图我们可以看到，在使用TAA时间抗锯齿时，广告牌上的英文字母有明显的锯齿感。而当开启DLSS之后，这种锯齿感明显减弱。
▲由于DLSS从大量的超级采样图像中得到训练，这些用于训练的图像体积远超可以实时播放的图像体积，所以DLSS可以为玩家呈现因TAA时间抗锯齿而丢失的细节。例如在开启DLSS时，图中建筑物顶部的天线就能更清晰地呈现给玩家们。
DLSS开启前后的游戏帧率对比
在游戏帧率测试环节，除了前文中提到的《飞向月球》和《德军总部:新血脉》之外，我们还将对同样支持光线追踪和DLSS的《控制》进行测试。游戏帧率测试将会在4K（×）、2.5K（×）、p（×）这3种分辨率下进行，同时上述3款游戏的画质和光线追踪等级均调至最高。需要说明的是，在4K分辨率下，我们会将《飞向月球》《德军总部:新血脉》的DLSS设为“性能”模式，并在这一模式下测试这两款游戏的平均帧率。而在2.5K和p分辨率下，我们则会使用“质量”模式进行测试。此外，鉴于《控制》这款游戏中仅有DLSS开/关选项，所以我们直接测试DLSS开启前后的帧率表现。
在游戏画质和光线追踪等级均调至最高后，我们分别在p、2.5K和4K分辨率下对《控制》开启DLSS前后的游戏帧率进行了测试。从测试结果我们可以看到，在p分辨率并开启DLSS后，所有参测显卡运行《控制》的综合性能相比开启DLSS前提升约55%，并且RTX也能以74fps的绝对流畅帧率运行《控制》。在2.5K分辨率下，7款参测显卡开启DLSS之后运行《控制》的综合性能比关闭DLSS时提升约81%，同时RTXSuper及以上显卡在这一设定下运行《控制》的平均帧率均达到60fps以上。由于DLSS在显卡负载越高时，DLSS发挥的作用越大，所以从4K分辨率下的测试成绩我们可以看到，7款参测显卡开启DLSS之后运行《控制》的综合性能比关闭DLSS时提升逼近%。
在游戏画质和光线追踪等级均调至最高后，我们继续在p、2.5K和4K分辨率下测试《飞向月球》开启DLSS前后的游戏帧率。首先在p分辨率下，7款参测显卡在开启DLSS之后运行《飞向月球》的综合性能提升约44%，并且RTX运行这款游戏的平均帧率也能达到86fps的绝对流畅帧率。而在2.5K分辨率下，7款参测显卡在开启DLSS之后运行这款游戏的综合性能提升约59%，并且在开启DLSS之后，RTXSuper就能以60fps以上的绝对流畅帧率运行《飞向月球》。在4K分辨率下，7款显卡在开启DLSS后运行《飞向月球》的综合性能提升幅度最为亮眼，达到%之多。不仅如此，在4K分辨率和最高画质下（光线追踪设为最高等级），RTX及以上显卡开启DLSS就能以超过60fps的平均帧率畅玩《飞向月球》。
在《德军总部:新血脉》中，我们仍然在游戏画质和光线追踪等级均调至最高时，分别使用p、2.5K和4K分辨率测试了这款游戏在开启DLSS前后的平均帧率。从测试结果我们可以看到，开启DLSS之后，7款参测显卡在p、2.5K和4K分辨率下运行这款游戏的综合分别提升了29%、40%、%。更加喜人的是，在开启DLSS之后，RTX也能在4K分辨率下，以超过60fps的绝对流畅帧率运行《德军总部:新血脉》。
DLSS：给你更流畅、更清晰的游戏体验
想要提升游戏画面质量，牺牲部分游戏性能在所难免，相信这是不少游戏玩家们的固有印象。不过利用AI和深度学习，DLSS却做到了图像质量和性能兼得。从我们本堂实验课的测试结果就可以看到，在《飞向月球》和《德军总部：新血脉》这两款游戏中，开启DLSS之后，这两款游戏的画面更加清晰，更多的画面细节得以保留，同时锯齿感也大幅减弱。不仅如此，DLSS还大幅提升了《控制》《飞向月球》《德军总部：新血脉》的游戏帧率，同时也让使用NVIDIAGeForceRTX显卡的玩家可以在开启光线追踪后，以更高的分辨率和更高的画面质量进行游戏。
别忘了，DLSS是一种AI算法，它会不断地学习和改进。也就是说，未来不仅会有越来越多游戏支持DLSS，同时玩家们在开启光线追踪之后，DLSS将给玩家提供更大的游戏性能提升。因此，对于那些追求更逼真、流畅游戏体验的玩家来说，支持DLSS和光线追踪技术的NVIDIAGeForceRTX显卡也许就是你征战游戏世界不可或缺的电竞利器。