L'ultima evoluzione del Deep Learning Super Sampling targato NVIDIA porta in dote il DLSS 3.5: con l'ultima iterazione del suo pacchetto tecnologico, la casa verde torna ad allargare la compatibilità con tutte le schede video della gamma RTX e, oltre a migliorare ulteriormente la propria tecnologia di upscaling, offre agli utenti un'importante novità che prende il nome di Ray Reconstruction, una soluzione che incide - ancora una volta - sull'utilizzo e sulla qualità del Ray Tracing.
Con questa nuova versione NVIDIA risponde ai limiti del passato e in particolare ai problemi generati dai Denoiser tradizionali, semplificando la vita agli sviluppatori e mettendo in campo una qualità dell'immagine superiore. Scopriamo insieme quali sono i vantaggi del DLSS 3.5 e della Ray Reconstruction.
Rumore, rumore, rumore…
Abbiamo analizzato il funzionamento del Deep Learning Super Sampling (DLSS) e le magie della Frame Generation di DLSS 3 nelle nostre guide. In questa sede è bene richiamare un rapido riassunto sulla generazione di un fotogramma: generalmente un motore grafico crea in primo luogo tutte le geometrie composte dai poligoni e dai "materiali" di cui sono ricoperti. Il loro aspetto viene poi calcolato in base alle proprietà fisiche a queste assegnate, calcolando infine il modo in cui la luce vi interagisce. Alla fine di questo processo viene applicato il Ray Tracing.
Simulare la fisica dei raggi luminosi in una scena è però un'operazione che richiede un immenso impiego di risorse in termini computazionali, soprattutto se la simulazione riguarda ogni singolo pixel presente sullo schermo. Per ovviare a questo problema si procede per approssimazione, utilizzando pochi raggi di luce e creando un campione quanto più rappresentativo possibile. A questo punto però, l'immagine ottenuta manca di tutte le informazioni necessarie ed è piena di quello che viene definito "rumore". Per completare la scena con i pixel mancanti si ricorre quindi ai denoiser, particolari filtri per la riduzione del rumore che devono essere ottimizzati manualmente sulla base di due metodi, uno temporale e l'altro spaziale: dopo aver analizzato i vari fotogrammi alla ricerca delle informazioni sui movimenti nel tempo dei pixel (temporale), si procede a "riempire" i pixel tramite interpolazione, mettendo insieme i pixel adiacenti nella stessa scena (spaziale). Terminato questo processo si ottiene un'immagine con ray tracing.
Come abbiamo accennato, mettere a punto questi filtri richiede un impiego di risorse che può appesantire lo sviluppo di un gioco, andando persino ad incidere sulle prestazioni finali: spesso infatti, i giochi complessi e che fanno un uso massiccio del ray tracing devono utilizzare più filtri contemporaneamente. Entrambi gli approcci sopra citati vanno poi incontro ad alcuni limiti qualitativi e possono generare artefatti come il ghosting o una più generale imprecisione dell'illuminazione dinamica.
Se a tutto questo aggiungiamo l'upscaling, è facile comprendere come la ricostruzione finale dell'immagine possa essere compromessa: meno informazioni o comunque informazioni iniziali imprecise, equivalgono ad un risultato finale ancora più impreciso. Proprio per questo NVIDIA ha messo in campo la Ray Reconstruction, una tecnologia che fa leva sull'intelligenza artificiale.
Ray Reconstruction: l’ennesima magia dell’IA
Ray Reconstruction è un motore di rendering basato su intelligenza artificiale che mira a migliorare la qualità delle immagini con Ray Tracing. I denoiser vengono quindi sostituiti dalle reti neurali opportunamente addestrate alla generazione di pixel di alta qualità, a partire da un set di immagini cinque volte superiore rispetto a DLSS 3, nonché dalla struttura dell'illuminazione e delle informazioni aggiuntive del motore di gioco. Le immagini utilizzate per l'addestramento sono renderizzate offline e possono quindi sfruttare una potenza di calcolo molto superiore a quella disponibile in tempo reale durante l'esecuzione di un determinato gioco.
I dati vengono utilizzati dall'IA per riconoscere le varie tecniche di illuminazione, incluse l'illuminazione globale e l'ambient occlusion, per poi generare in tempo reale le informazioni mancanti: i dati temporali e spaziali vengono quindi sfruttati al meglio e contribuiscono a conservare più dettagli, soprattutto sulle informazioni ad alta frequenza. Un denoiser tradizionale non avrebbe la capacità di riconoscere i pattern ricorrenti e soprattutto di utilizzare la mole di informazioni da questi derivati. Il risultato finale è quindi un upscaling di qualità nettamente superiore e, soprattutto, un Ray Tracing applicato in maniera più precisa.
Per mostrare i risultati ottenuti da Ray Reconstruction, NVIDIA ha utilizzato Portal con RTX e l'immancabile vetrina di Cyberpunk 2077. Le capacità di questa nuova tecnologia non si fermano però al gaming e possono essere applicate anche in ambito professionale con i principali software di rendering. Al contrario della Frame Generation, Ray Reconstruction è compatibile con tutte le schede video NVIDIA GeForce famiglia RTX ovvero le serie 20, 30 e 40.
