眨眼补帧一直是游戏玩家们喜欢开的玩笑。众所周知当帧率掉到 24 帧/秒之下的时候,正常人类视觉会开始感受到连续画面的卡顿。而对于有操作输入,等待着多少帧之后有画面反馈的游戏玩家来说,这种卡顿会来得更早,对高玩来说30 帧可以算卡如狗,稳 60 帧是基本要求,对于特定游戏类型比如 FPS 或格斗游戏玩家来说,其动作操作和表现的数据到帧,因此对帧率的要求更是多多益善。

这也是核心游戏玩家不断追求更高帧率的原因,它不仅带来更好的游戏体验,而且在追求把游戏玩好的过程里,更高的帧率给自己操作带来更多可能,通过游戏手柄和键盘可能发展出更极限的操作与更另类的玩法,提升一款游戏的上限和可能性。

这也是为什么,当NVIDIA于2025年1月6日正式发布了DLSS 4,引入了全新的“多帧生成”(Multi Frame Generation)功能,采用了基于Transformer架构的AI模型的时候,显得如此兴奋,它,可能改变游戏行业的既有规则。

什么是DLSS?

从 2018 年 DLSS 1.0 发布开始,这项技术的核心目标始终是通过 AI 优化,赋予图形渲染更高的效率和表现力。

从玩家的视角看,画面的表现,主要取决于三个因素:画面质量、帧率以及美术风格。

其中美术风格是艺术而非技术问题暂且不论。而画面质量与帧率的提升,实际上是有冲突的。在硬件性能的固定的情况下,游戏和实时渲染的画质需求不断提升(如 4K 分辨率、光线追踪等),会导致显卡负载过高,从而帧率降低甚至卡顿。

这种矛盾,成为了游戏公司的难言之隐。去年贝塞斯达发布《星空》后,大量玩家认为游戏是一场“优化地狱”,而总监陶德·霍华德的回应是:玩家应该升级一下电脑。


图片来源:B 站 BV1Jh4y1P7XX

这当然是一场公关灾难,但也能看出在玩家、尤其是 PC 玩家的设备参差不齐的情况下,游戏开发所面临的困难。

本着“硬件不够软件来凑”的原则,DLSS 在 1.0 到 3.0 之间,通过卷积神经网络将低分辨率的游戏提升到目标分辨率(如从 1080p 提升到 4K),因为提高分辨率会产生“拖影”问题,又通过帧生成技术和时间数据技术(Temporal Data,过多帧参考来优化当前帧画面),来实现优化。显卡仅需渲染低分辨率图像,就能实现高质量的画面输出。而到了 DLSS 4 ,其效果又有指数级的进步。

DLSS 4.0 带来哪些改变?

而到了DLSS 4,随着引入了全新的“多帧生成”(Multi Frame Generation)功能,能够在每个传统渲染帧的基础上生成多达三个额外帧,使帧率提升至传统渲染方法的8倍。这使得在4K分辨率下以240帧每秒的速度运行全光线追踪游戏成为可能。

虽然“多帧生成”是 RTX50 系显卡的独占功能,但其Transformer模型的改进将适用于所有GeForce RTX显卡。

Transformer 模型的最大优势在于其强大的全局分析能力。传统的卷积神经网络(CNN)在单帧优化上表现出色,但对动态场景中的复杂变化(如快速移动物体或光线变化)处理有限。而 Transformer 能够捕捉多帧之间的时间关系和全局场景信息,从而更加精准地还原细节,进一步减少“拖影”现象。

这种全局分析能力,有赖于Transformer 架构中的核心组成部分自注意力机制(Self-Attention)。游戏画面通常包含大量复杂的细节,如动态物体的移动、光影的实时变化以及多层次的纹理处理,自注意力机制通过比较一个数据点与其他数据点的关系,动态赋予每个点不同的权重。在画面里,“每个点”就是指画面里的每个像素,通过分析某个像素点与光影、纹理、边缘等信息的关联,找出重点后着重优化。例如,在赛车游戏中,它可以准确识别快速移动的车轮,生成清晰的边缘和细节,避免因运动模糊导致的画面质量下降。

总之,DLSS 4 相当于给游戏画面表现开了一个外挂,造福的并不仅是游戏玩家,还有深受“卷画面”之苦的游戏开发者。

如果 Switch 2 用上 DLSS 4

先做一个暴论:任天堂可能是 DLSS 4 的最大受益者,而这种受益,最快会在 Switch 2 上就能体现。

在“4K 满地走,60 帧不如狗”的如今,Switch 的画面显得格格不入。《旷野之息》和《王国之泪》那么好玩,玩家只能在掌机模式下 720p,在 Dock 模式下1080p,帧率在动作较多的时候甚至会掉到 20 帧以下。气人的是,由于任天堂游戏独占在自己的机器上,正常情况下还没法在别的平台玩。

此前有消息称,Switch 2 会配备NVIDIA Tegra T239处理器,GPU部分架构从Maxwell升级到Ampere(也有传言使用Ada Lovelace 架构)。考虑到任天堂和NVIDIA一贯不错的关系,DLSS 4 的一部分能力是完全可能应用到任天堂机器上的。


图片来源:驱动之家

而且,老任自身对此也有技术储备。任天堂在 2023 年 7 月提交的一项专利在 2024 年底通过了美国专利局的审核,这项技术通过神经网络算法,也能够将 540p 的图像转换 1080p 图像。但与 DLSS 不同的是,任天堂的专利更侧重于图像转换和风格化,例如将一种图像风格或细节增强为另一种风格。也就是说,经过优化输出的图像,不仅仅是分辨率的提升,而且能够在美术风格上进行判断和增强。大胆设想,如果与 DLSS 配合使用,能够实现帧率、分辨率和美术效果的整体画面提升。而在画面提升的同时,不增加游戏程序整体的体积,使游戏能够塞进更小的卡带里面。


图片来源:任天堂专利《SYSTEMS AND METHODS FOR MACHINE LEARNED IMAGE CONVERSION》

不仅仅是任天堂,很多技术力不足的厂商,也将迅速的能让自己游戏体验贴近中游厂商。

以 Atlus 及其代表作《女神异闻录 5》为例,凭借出色的美术风格和视觉冲击力,P5 的口碑极佳,但如果细看画面的话……算了还是别细看。

像 Atlus 这样的中小厂商,无法负担画质上的军备竞赛,因此很多时候显得“抱残守缺”,但随着“好画面”成本的下降,或许他们也愿意走出变革的第一步。

而对于本身技术力足够,如 R 星、顽皮狗这些开发者来说,DLSS 的发展,逐渐让设备没那么好的玩家也能体验他们花费巨额经费开发的游戏,并且有不错的体验,也是好事一桩。

从Transformer 架构的各种 AI 概念走红之后,很多玩家都在揣测 AI 可能为游戏带来哪些改变。DLSS 4.0 或许将是目前可见的,最与玩家相关的应用。而在开发深处,这些改变更显著的正在进行。AIGC 帮助开发者更好更快生产美术资源的材质与纹理,虚幻 5 引擎的行为树(Behavior Tree)和 AI 控制器调用大模型,可以生成更智能的 NPC等等。

游戏作为NVIDIA 起家的业务领域,如今的营收只有其数据中心业务的十分之一,但作为一个 ToC 应用领域,它所带来的改变是我们每个人可见的,也最快的使每个人受益。

作者:Timo

编辑:沈知涵

封面图来源:NVDIA


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