“大力水手”与“万金油”合体 NVIDIADLSS2.3+NIS“全家桶”实际体验

蒲鹏

就在11月16日，伴随NVIDIAGameReadyDriver496.70驱动的升级，NVIDIADLSS也迎来了2.3的版本升级。

很多玩家不知道的是，这次升级其实不止DLSS2.3，还包含NVIDIAImageScaling（以下简称NIS）和NVIDIAImageScalingSDK，前者集成在NVIDIAGeForceExperience中供用户使用，后者则是会对该功能推出的SDK，供游戏开发商使用。另外还推出一个ImageComparison&AnalysisTool（以下简称ICAT）图像比较工具，专门用于录制或抓取游戏中的画面片段，比较不同技术下的画面细节。DLSS2.3看似是个小版本升级，但基本包含了相关的所有技术，是以“全家桶”形式的进行的全面升级。很多细节值得去聊，下面让我们逐个对其进行解读：

DLSS2.3：消除“鬼影”，画面更真实

关于DLSS（深度学习超采样技术）这项黑科技，不少游戏玩家都有所了解，是一项基于AI人工智能训练的连续时间性超级分辨率技术，在提高帧率的同时，保持可媲美甚至超越原生分辨率的图像质量。DLSS的优势在于以AI为基础，基于张量单元进行计算，并不以牺牲性能换取画质的方式。NVIDIA表示，这次升级为2.3之后，依旧不会加重整体系统负载。DLSS2.3最核心的升级主要是基于运动矢量（motionvector），改善了运动物体的细节、粒子重建、拖影（鬼影）、时间稳定性（连续帧的画面稳定性）。

举个例子来说，《赛博朋克2077》中汽车运动中会有一些细节拖影，比如后视镜，升级之后，这些拖影均有明显改善。

《毁灭战士：永恒》中的火星拖影是同样的道理，DLSS2.3将其重新渲染为不同的光斑。这是符合人眼视觉规律的。

具体来看DLSS2.3的升级内容，其中包含：

·接近现实且更清晰的高分辨率细节

·一直在提升的人工智能模型

·更准确的原画面还原

·高质量线条

·画面上更清晰的屏幕文本内容

·减少运动伪影

·对比原画面也不输的稳定闪烁

·避免锐化后瑕疵

·有效利用像素，用更少的像素做更多的事情

相对以前老版本的DLSS，DLSS2.3针对移动中物品画质进一步强化，并修正了不少游戏中的细节：比如《Control》中女主角的马尾，暗处的转动风扇的颗粒。还有火焰燃烧状态和散逸的火星，让物理移动时间轴内的画面更加稳定，并且能将更多显示运算套用在游戏之上，无须游戏开发商费时费钱去做开发，而且在画质提升同时，让帧数大幅提升。

正是因为NVIDIA针对DLSS的不断提升，其实从2.0版本起便有大量的游戏开放厂商将旗下作品支持DLSS，甚至一些主流游戏引擎，诸如Unity、UnrealEngine，就引入对DLSS的支持。这一过程，其实并不仅是NVIDIA强大的硬件实力影响，DLSS本身特性获得了厂商、玩家们的支持。

为何玩家者爱用DLSS，我帮大家从原理上解读

如果从原理上来理解NVIDIADLSS，你就能明白其优势所在。DLSS在进行单帧画面计算时引入了“空间+时间”的混合方式。针对当前帧上的物体，DLSS会收集其之后两帧的不同信息，（目前TensorCore的算力可以支持前后帧的计算）通过多帧累计完成对运动矢量的跟踪，其AI算法会决定从关键帧与比较帧中提取相同的信息，这一部分是不需要重复计算的渲染的，所以在每帧画面都以较小的算力获取较多的画面细节。

如上所示，一帧1440p分辨率的质量模式画面，DLSS在三帧画面中总共采集超过600万的像素，再通过AI算法提取其运动矢量（MotionVector）信息，并通過AI算法模型对采样信息进行加工，从而渲染生成350万像素的画面。在这个过程中，AINetwork会通过深度学习能力不断优化生产最优方式生成图像的方式。

相比普通的图像缩放算法，是将220万像素输入帧画面以像素填充的方式“拉”成了350万像素，也就是通过空间标识对单个点附近的低分辨率像素进行采样，再放大、锐化，说白了，也就是一种单纯的空间算法。（1）这样的做法首先是在高分画面中不可能完全还原低分画面中的细节原样，只能过能降低细节对比度的方式模糊物体的界限。（2）其次在运动感知上，通过前后帧的运动矢量运算，以动态的减少缩放比例;基于空间缩放的图像缩放算法是由于没有时间上的矢量数据，只是基于每个像素的空间标识来计算，放大后画面会出现一些不稳定的状态。（3）另外，普通图像缩放算法这部分运算需要牺牲一部分系统整体算力来实现的，而非用TensorCores单独来运算的。

兼容性更强的NIS

NVIDIAGeForce早期显卡不具备TensorCores，无法使用DLSS，但这次GFE更新后将NVIDIAImageScaling（NIS）整合进来，无疑给玩家提供了另一个选择。

NIS其实不是一个新算法，早在2019年便已经是NVIDIA控制面板中的一项功能了，不过后来因为发展DLSS的原因，它一直被搁置。如今重出江湖还是NVIDIA希望将近几年在游戏画面优化的积淀释放出来，秀一秀肌肉，毕竟它与AMDFSR是同源技术。

既然是有针对性的技术，NIS相对四年前的老版本空间算法有了巨大的进步，最大的更新莫过于采用了十一阶六6-tap过滤器和四向缩放技术，另外加上画质改善不错的自适应图像锐化滤镜。值得一提的是，新的NIS将分辨率缩放和锐化放在一次扫描渲染过程中，效率非常高。据NVIDIA的披露，老款的GTX9系、10系显卡均可支持该功能。从理论上来讲，AMD显卡和英特尔即将发布的独立显卡也应该能够支持NIS。

比起AMDFSR和英特尔XeSS，NIS最大的优势便在于不需要游戏支持，它仅是一套通用算法，而且放在驱动之中，你可以把它理解为一种显示的外挂，并且它还获得了MIT的开源授权，以及对跨平台GPU的支持，在Github也可下载。

只要升级了此次的最新驱动，便可以开启NIS。但NIS没有游戏支持要求，但其实在使用上也有一定门槛的，所以我也会对使用NIS做一个简单说明：因为NIS不会去主动适配和调节游戏中的原分辨率（FSR只需要设置最终画面显示出高分辨率即可），所以需要事先将游戏的分辨率设定在渲染前的低分辨率上，显卡正常渲染后，再将游戏中的低分辨率图像拉伸到全屏的显示分辨率上，你可以理解为一种手动模式，用熟之后其实也没什么难度。

NIS开启需要同时在NVIDIA控制面板和GeForceExperience之中打开。将驱动更新后，用户需要在NVIDIA控制面板中，找到3D管理设置中图形缩放的选项，开启该选项后勾选“覆盖指示器”;在GeForceExperience中，在设置选项中勾选“启用实验性功能”，即可在下方点选开启图像缩放（NIS）。在GeForceExperience，软件是根据显示器分辨率提供了不同的选项，选择好分辨率档位后，点击下方优化即可生效。

设置成功后，游戏左上角会有NIS的字样显示，绿色表示图像放大和锐化同时生效中，蓝色表示缩放未生效，此时需要将游戏中设置分辨率设置为小于NIS分辨率，这样才能有效发挥NIS的渲染效果。需要说明的是，NIS功能必须要全屏以及游戏独占屏幕才能实现，窗口模式NIS是不会生效的。

既然NIS与FSR同源，都是一种空间缩放算法，它还是有一些天然克服不了的问题，比如抓取不了运动矢量，同样会有模糊的情况，比如在《Necromunda：HiredGun》的画面中，我们可以看到这样的问题，而DLSS则能完美还原游戏画面中的文字细节，甚至更加锐利清晰。不过同在ULTRAQUALITY模式下，它对帧率的提升还是优于FSR的，不过离PERFORMANCE模式的DLSS还是有相当距离。

所以，NIS与DLSS本质上是不同的算法，基于AI算法DLSS对于画面中物体的理解拥有运动矢量信息的计算，比只能在画面中机械地插入像素的所有图像缩放算法更为先进。

我们再来看一些NIS与FSR的比较，可以明显看到拥有四向缩放技术和自适应图像锐化滤镜的NIS在画面细节上更为细腻清晰。

极为方便的图形分析工具——ICAT

ICAT（ImageComparison&AnalysisTool）是随此次DLSS和NIS更新推出的一款图形分析工具套件，需要单独下载。借助它玩家可以轻松地比较原生、DLSS、FSR、NIS等游戏帧率优化技术下的游戏画面的差别。以往我们仅能借助Fraps、GFE或Frameview等工具软件来比较帧率，但画质只能在并排画面中来比较。

在ICAT中我们可以采用并排和分屏两种方式来进行比较，并排模式可以最多加载最多四个视频或屏幕截图，以并排方式播放，并能实现慢动作播放、放大画面、左右交换等功能。不仅如此，还能实现对齐、修剪、创建循环、平移以及缩放到焦点区域等操作，可以实现视频画面的同时播放。分屏模式则只支持两个画面叠加，可以左右拉动滑块来进行左右测视频或图形的特点区域比较。

测试过程：DLSS依旧是最强王者，没有之一

测试之前需要说明的是，由于NIS是“外挂”的方式对画面进行空间缩放，所以它并不支持ShadowPlay这类软件以录屏的方式来抓取，正确的方式是通过视频采集卡或者NVIDIAImageScalingSDK中录制。不过NISSDK虽然是免费开放的，但依旧需要游戏厂商主动支持，据NVIDIA官方披露，《仙剑奇侠传七》《逆水寒》和《永劫无间》三款游戏很快就会支持NISSDK。

《赛博朋克2077》

可以看到《赛博朋克2077》在DLSS下的性能提升非常明显，在质量模式下帧率有近两倍的提升，而在超高性能模式下，帧率提升达4倍多。而NIS67%模式下，也有3倍多的提升。（以下测试均选择最高画质、最高光追效果，关闭垂直同步）

在场景中，DLSS超高性能模式（左2）和DLSS质量模式（左3）与原图（左1）差别很小，前景上DLSS将招财猫和白盒子的金属部分渲染得更锐，细节上基本还原了原图精细度。背景上铁架的细节则有些许区别，清晰度是原图≥DLSS质量模式≥DLSS超高性能模式≥NIS67%（左4）。

在这个场景中，我们主要分辨文字的桌上可乐罐等细节，与上图一样，和DLSS质量模式（左3）与原图（左1）差别极小，DLSS超高性能模式（左2）的边缘锐度略低一点。因为《赛博朋克2077》并不直接支持FSR，所以不进行FSR模式的测试。

《F12021》

从帧率上来看，DLSS平衡模式依旧拥有提升近一倍的表现，而且NIS67%模式也有相当不错的帧率表现，与DLSS平衡模式相近。《F12021》中并没有FSR的模式变更选项，其帧率相对原画面约有1.4倍的提升。

在画质比较上，DLSS依旧最接近原画质的，FSR看似画质也不错，但边缘锐度过高有些失真。在图1中赛车扰流板下的两侧文字，FSR和NIS都有不同程度的渲染画面不稳定的情况，LOGO看起来有些糊。图2也是同样的问题，FSR模式下文字略有些锐度失真。

《神秘岛》

《神秘岛》同样是兼容DLSS和FSR的游戏，在4K原画质下77帧的画面，在DLSS平衡模式下同样拥有接近两倍的帧率提升，而DLSS超高性能模式下，则有2.25倍的提升;相对而言，FSR的高质量和平衡模式的帧率提升稍低一些;理所当然，提升最大的依旧是NIS模式。

畫质比较上，我们将数据分为两组，分别是（1）4K原画质、DLSS平衡、FSR超高质量和NIS76%;（2）4K原画质、DLSS超高性能、FSR平衡和NIS50%。第一组测试中可以看到，即使是FSR超高质量模式，画质依旧比不上DLSS平衡模式，FSR依旧有树梢等细节渲染失真，画面过锐的情况。NIS76%模式的画质是最低的一档。

而在第二组中，我们可以看到DLSS超高性能依旧是最接近4K原画质的一组，而且与FSR平衡模式迅速拉开了差距，FSR平衡模式反而与NIS50%的画质较为接近。

工程师点评

在市面上所有的同类技术中，DLSS依旧是体验最好的，其画质与游戏原画质几乎没有差别，而且在游戏中甚至有多达数倍的帧率提升。对于仅有一块甜品卡，又想流畅地玩4K分辨率的3A大作，那么它是最好的选择。DLSS2.3修复了很多动态画面细节上的问题，且并没有增机整机负载，值得点赞。

NIS加载更为灵活，不需要游戏支持，这是优于包含DLSS、FSR、XeSS等同类技术的。在与同源软件FSR相比较，它在部分场景下的细节和整体流畅度（帧率）优于后者，不过依旧会有一些动态画面不稳定和远景模糊的问题。