“堆硬件”逐渐接近性能瓶颈时，游戏画面接下来要怎么发展？

今年年底，最新一代的游戏主机就要上市了。

每次主机换代，都在推动游戏画面更上一个台阶。新一代主机的性能尤其强悍，比如XBOX Series X的GPU浮点运算能力是12TFlops，已经十分逼近PC上的上一代卡皇RTX 2080Ti——不过根据今天最新的消息，RTX 20系列显卡刚刚停产，下一代显卡显然也要呼之欲出了。


这对玩家来说当然是一个值得期待的进化。然而在游戏硬件飞速升级的时候，却又有一些隐忧。现在半导体制程已经逐渐向极限逼近，最新GPU进化更多来自于架构的革新。一个长远的问题是：当硬件性能抵达天花板（即使是阶段性的天花板）时，游戏画面还要如何发展？

另外一个问题则要更迫切一些：那些喜欢PC的灵活性与便利性，但又不能负担最顶尖硬件的玩家，在这代主机更新之后，还能不能在PC上愉快体验最新鲜的大作？

第一个问题，没有人能够给出答案。不过第二个问题，倒是有一个很新的解决办法。从电子游戏诞生之初，硬件性能就一直追不上画面需求，所以游戏设计师发明了许多技巧来“欺骗”玩家，在整体不穿帮的前提下，实现尽可能逼真的画面。


而这两年，随着人工智能的发展，已经出现了这样一种新的硬件加速AI图形技术：GPU输出一帧低分辨率的画面，AI就可以“猜”出一帧高分辨率的画面。整个过程使用单独的芯片完成，不会给GPU造成额外的负担，从而减小GPU的工作量，提升游戏帧数。在AI的帮助下，原本需要顶级显卡才能带动的特效，中端甜品卡也能跑起来了。


是的，我又要来吹一波英伟达的DLSS 2.0了。从去年年底发布到现在，这项技术一就直备受玩家好评。原因很简单：开启DLSS 2.0之后，游戏的帧数普遍能提升30%左右 ，而画面不但没有损失，甚至还更清锐利了。而且分辨率越高，性能的提升幅度就越大，高分辨率下有可能提升70%~80%，甚至翻倍。

在这项技术出现之前，按照传统的方法，想在4K显示器上获得最好的显示效果，显卡除了要计算4k画面之外，还需要开启抗锯齿，这对于显卡性能的要求很高。

但是在支持DLSS 2.0的游戏上，可能显卡只需要计算出1080P的画面，AI核心就能够辅助将画面提升到4k分辨率，同时还附带自动平滑抗锯齿的效果。最终输出的结果，甚至能比原生4k+抗锯齿还要好。

直接放张截图就知道了。下面是去年大作《控制》的截图放大400%以后的细节。上图是2K分辨率经过AI放大到4k，下图是原生4k分辨率加抗锯齿。


是的，这两张图没有放反，经过AI处理的那张，虽然原始分辨率低，但是清晰度反而更高。

在我的电脑（2700X+2080Ti）上，《控制》开启高特效，高光线追踪，2K分辨率下平均只有50FPS左右，1%低帧数甚至会下探到4FPS，有明显的卡顿感。


同样的设定，一旦开启DLSS，在画质基本没有损失（甚至还有微小提升）的情况下，平均FPS提升到了88，1%低帧数也提高到了70，整体感受就非常流畅顺滑了。


同一场景开启DLSS（左）和关闭DLSS开启抗锯齿（右）帧数差异巨大。最重要的是，关闭DLSS后帧数很不稳定，经常卡顿同一场景开启DLSS（左）和关闭DLSS开启抗锯齿（右）帧数差异巨大。最重要的是，关闭DLSS后帧数很不稳定，经常卡顿

其它DLSS 2.0支持的游戏，也有着非常类似的表现。不管是《德军总部：新血脉》还是《飞向月球》，在开启DLSS之后，性能表现都有了显著的提升。入门级的2060 Super显卡，都能做到4K+光线追踪稳定30-40FPS。要知道在光线追踪刚推出的时候，2080Ti在4K分辨率下基本就是在看幻灯片。


虽然目前支持的游戏数量并不多，但是DLSS已经充分展现出未来图形技术发展的一种道路。英伟达开发了一款叫《RTX Marble》的实验游戏，这个游戏离充满了各种复杂的物理碰撞和光线模拟。根据英伟达的说法，经过这种游戏的训练，AI甚至能够在游戏中辅助运算物理效果，真正实现当年PhysX“物理加速”的愿景。

如果再发散来想，利用人工智能提升视频帧率的技术出现了有一段时间了。这种算法可以猜测并且补充画面，把普通视频变成顺滑的超级慢动作。


这些技术全部都集成起来，那么未来的PC游戏可能是这样的：显卡GPU核心只需要计算一个540P/30FPS的“基础画面”，就可以通过各种AI辅助生成一个稳定的1080P/60FPS显示画面。中端显卡也能把特效开到飞起，还保障一个舒适流畅的游戏体验。

需要主意的是，之前这种AI方案（DLSS 1.0时代）需要为每个新游戏单独编写算法，训练AI网络，耗时耗力。而到了DLSS 2.0，虽然依然需要训练AI，但由于采用了可跨游戏的通用网络，无需针对每个游戏单独编写AI算法，从而可以更方便地在游戏中集成。而且在较新的《德军总部：新血脉》里，已经出现了高中低三种DLSS强度的选项可以调节。相信随着人工智能的发展，AI的学习速度越来越快，也会支持更多的游戏。

目前最新的消息是，《赛博朋克2077》也将会支持DLSS 2.0，到时候，估计绝大部分拥有RTX 系列显卡的玩家，都会亲身体验一下AI技术的魔力。


作者：青春喜相逢
来源：游研社
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