Апскейлинг доступный каждому, разбираемся с принципами и возможностями технологии AMD FSR

Благодаря своей исключительной популярности и рентабельности, ПК гейминг уже давно стал той силой, которая вот уже более чем десятилетие двигает цифровой мир вперед. Именно поэтому, движимые стойким течением спроса, гиганты индустрии регулярно радуют обладателей своих продуктов полезными фишками, призванными вывести игровой опыт на новый уровень. Характерным примером этого является эксклюзив от Nvidia в виде upscale-технологии DLSS, особенности которой мы уже однажды разбирали в одном из прошлых материалов. Не желая оставаться в стороне, AMD, тоже представили достойный ответ, в лице алгоритма масштабирования FSR. О его практической значимости и реальной пользе для конечного пользователя мы и поговорим сегодня.

Как все начиналось
Хоть игровая индустрия существует уже не один десяток лет, массовое внедрение технологий апскейлинга относительно новая тенденция. Главной причиной, в результате которой, он достиг настоящего пика своей популярности, кроется в скачке разрешений. Если еще 5-7 лет назад Full HD (1080p) считался золотым стандартом гейминга и видеоконтента, а цены на первые 4K мониторы были несоразмерны с бюджетом рядовых покупателей, то в настоящее время, под влиянием неудержимого прогресса, такие предложения стали гораздо доступнее, и UHD быстро стал новым фаворитом общественности.



Тем не менее, путь к новым технологическим горизонтам, всегда сопровождался незначительными шероховатостями, и как вы могли догадаться, сложности затронули именно геймеров. Так, если просмотр 4K фильмов или потокового контента задача посильная даже для GPU из начально-среднего ценового сегмента, то комфортный гейминг в нативных 2160p стал исключительной привилегией топовых карточек (да и то не всегда).

Многим пришлось крепко задуматься, когда RTX3090 – флагман от Nvidia, на тот момент, не смог выдать стабильные 60 fps в нашумевшем Cyberpunk 2077 (речь идет о 4K и Ultra настройках графики).





В итоге, чтобы никому не было обидно и больно, Nvidia идут интересным путем, совмещая мощности тензорных ядер и нейросетей,



их флагманские продукты получают возможность масштабирования в реальном времени – производительность растет, а качество картинки почти не страдает.



Но при всей оригинальности задумки, не обошлось без минусов: DLSS работает исключительно на «зеленых» карточках, более того совместим лишь с моделями 30 и 40 серий.

В этом плане AMD идет значительно дальше, не загоняя себя в узкие рамки, их алгоритм FidelityFX Super Resolution (FSR), благодаря впечатляющей совместимости (поддерживается широкий ряд моделей от Nvidia, AMD и Intel), быстро становится народным любимцем.

Реализация
На самом деле, масштабирование в цифровой индустрии используется чуть ли не с самого начала, его эффект применим к абсолютно любому контенту, а не ограничен лишь играми.



Каждый раз, когда возникает несоответствие исходного фото или видео с текущим разрешением монитора, на помощь приходит масштабирование – в зависимости от конкретного случая, возможно как уменьшение, так и увеличение исходной картинки. Очевидно, что качественная картинка, вписанная в более скромное разрешение монитора, имеет значительные преимущества по детализации, аналогичное применимо и к играм, где «избыточный» рендеринг (обработка текстур в большем разрешении и их последующая подгонка под фактическое) заметно идет на пользу изображению.

И все было бы хорошо, вот только на практике, главной помехой при таком подходе становится производительность GPU. Дело в том, что масштабирование 3D-графики требует больше усилий адаптера, по сравнению с тем же видеопотоком, исходя из этого, сразу становится понятно, что рендеринг в избыточном разрешении – это недостижимый идеал (в широких масштабах), следовательно, апскейлинг становится все более логичным и жизнеспособным направлением.

Когда в 2019-м DLSS впервые увидела свет, сомнений ни у кого не осталось, но, как мы уже говорили, ее главной проблемой были эксклюзивная совместимость с RTX и скудная поддержка игровыми движками.

Быстро оценив перспективность, в AMD не теряют времени и представляют алгоритм с открытым исходным кодом (FSR), очевидным преимуществом которого становится универсальность и простая интеграция. С этой точки зрения, для владельцев бюджетных систем, upscale-алгоритм становится тем недостающим элементом, позволяющим насладиться комфортной игрой в свежих продуктах, без апгрейда.



Как это работает
В отличие от своего конкурента, FSR не опирается на тензорные ядра, а лишь на вычислительную мощность видеочипа. Первая версия работала довольно просто: кадр меньшего разрешения растягивался до пользовательского значения, размытые края объектов обводились – повышалась резкость – возникала иллюзия детализации.



FSR 2.0, двинулась заметно вперед, вместо того, чтобы брать в качестве исходника лишь текущий кадр, здесь одновременно совмещается серия смежных кадров, которые затем масштабируются. Далее с учетом векторов движения



и буфера глубины,



серия, смещенных на 1-2 мс, кадров (с джиттером), образует одну картинку, гораздо более четкую, чем каждая из них в отдельности. Подобное, кстати нередко применяется в профессиональных фотоаппаратах и даже мобильных устройствах (вспомните HDR-режим в iPhone).



Фактически, процесс выглядит так: на первом этапе осуществляется рендеринг сцены в пониженном разрешении, далее алгоритм масштабирования растягивает «сырую» картинку под монитор, после чего, она подвергается постобработке, к ней добавляются элементы игрового интерфейса, и только после этого финальный результат выводится на экран.





Настройки предусматривают 4 режима, призванные удовлетворить баланс между качеством и производительностью:



Практические тесты, в режиме Ultra Quality показывают прирост более чем на 50%,



а компромиссные режимы (Balanced и Performance) увеличивают fps вдвое. При этом разница картинки (режим Ultra Quality) между нативным 4K и DLSS, стремится к нулю.



Сбалансированный режим, уступает сопернику только в статичных сценах, но в динамике, этот эффект стремительно нивелируется.



Поддержка
На сегодняшний день, алгоритм официально совместим с AMD серией RX400 и позднее, с адаптерами Nvidia начиная с 1000-й серии.

Благодаря открытому исходному коду, совместимость и распространение FSR постоянно растет: усилиями энтузиастов список моделей пополняется более старыми дискретными GPU и даже некоторыми интегрированными продуктами от Intel. Разработчики игр, тоже не стоят в стороне, добавляя поддержку алгоритма в свои продукты. По факту, на сегодняшний день, AMD FSR работает уже более чем в 50-ти проектах и еще около 20-ти готовится к его внедрению.



Полные сведения о планах компании и новинках поддержки, можно получить на официальном сайте:

https://www.amd.com/en/technologies/fidelityfx-super-resolution

Подводя итоги
Несмотря на стремительные темпы своего развития, FSR все еще есть над чем работать, тем не менее, уже сейчас алгоритм откровенно впечатляет своей неприхотливостью и возможностями. Поставив во главу угла универсальность, AMD, удалось отвоевать у Nvidia определенный процент ниши апскейла и привлечь к своему продукту внимание не только со стороны пользователей, но и партнеров-разработчиков.