A FidelityFX Super Resolution dióhéjban

Az AMD még az RDNA 2 architektúrára épülő Radeonok bemutatásával párhuzamosan beszélt arról, hogy egy NVIDIA DLSS-hez hasonló, úgynevezett felskálázó eljáráson dolgoznak, amely FidelityFX Super Resolution néven fut. A lényeg minden ilyen felskálázó technikánál az, hogy a képet a hardver a natívan beállítottnál alacsonyabb felbontáson készíti el, majd lehetőség szerint a legkisebb torzítás mellett, jó minőségben skálázza fel azt. Így a rendszer sebességet nyer, méghozzá jelentős képminőségvesztés nélkül.

Bár a felskálázó eljárások célja minden esetben ugyanaz, az eredményig több módon el lehet jutni. Elsőként az NVIDIA DLSS említhető meg példaként, amely az 1.9-es verzióig bezárólag egy igen komplex megoldás volt. Gyakorlatilag játékonként kellett tréningelni hozzá egy neuronhálót, amely vagy jól működött, vagy nem, viszont a rendszer spatiális algoritmusa miatt lényegében akármilyen effekttel kompatibilis volt, hiszen csak az aktuális képkocka adatait veszi figyelembe. A rendszer a maga módján nem volt rossz, a gondot tényleg csak az jelentette, hogy a fejlesztők nem raktak olyan mennyiségű erőforrást bele, hogy jó neuronhálót tréningeljenek, és ez tulajdonképpen lekorlátozta a lehetőségeket.

A DLSS 2.0-val az NVIDIA váltott is, ugyanis általános neuronhálóra tértek át, így ezzel a fejlesztőknek nem kellett már törődnie, továbbá temporális algoritmusra váltottak, ami nem csak az aktuális képkocka adataiból dolgozik. Utóbbi miatt ajánlott csak akkor beépíteni a DLSS 2-t, ha a játék támogat valamilyen temporális élsimítást. Erre nem a DLSS-nek van szüksége, hanem ez garantálná azt, hogy a program nem használ olyan grafikai effektet, amely az efféle temporális eljárásokkal nem kompatibilis. Persze ez csak elmélet, a gyakorlatban azért előfordulhat olyan, hogy temporális élsimítás mellé is beépítenek vele nem teljesen kompatibilis effekteket, amelyek természetesen a DLSS 2-vel sem fognak tökéletesen működni, de számos finomhangolási lehetőség van, például a DLSS 2.2-es verziója pont a grafikai hibák minimalizálásában segít. Ezeket ugyanakkor eltüntetni nem lehet, hacsak le nem cserélik a fejlesztők a temporális eljárásokkal nem kompatibilis effekteket.

Látható tehát, hogy az NVIDIA az alapproblémára már tervezett két egészen eltérő megoldást: egy nagy kompatibilitással rendelkező, de a neuronhálóra vonatkozó specifikus igények miatt nehezen kezelhető rendszert, és ennek az ellentettjét, az általános neuronhálóval könnyebben beépíthető, de temporális mivolta miatt kisebb kompatibilitású fejlesztést. Az NVIDIA számára láthatóan az utóbbi működik jobban, bár azt hozzá kell tenni, hogy az eredeti DLSS-hez soha senki nem tréningelt jó neuronhálót, de ez most már mindegy.

[+]

Az AMD a fentiekkel szemben egy harmadik irányt választott a FidelityFX Super Resolution nevű eljárásához, és ez a cég szerint nem is önálló döntés volt, hanem egy fejlesztői igények alapján kialakított koncepció. A FidelityFX Super Resolution 1.0-s verziója spatiális algoritmust használ, vagyis csak az aktuális képkocka lineáris és nem lineáris információiból dolgozik, ehhez viszont nem egyedileg tréningelt neuronhálót vet be, ahogy a DLSS első generációs verziója, hanem teljesen általános eljárások dolgoznak a felskálázás után a részletek visszanyerésén. Ezek közül a két legfontosabb az élesítés, illetve a detektált élek rekonstrukciója.

De hogyan működik?

Az AMD a FidelityFX Super Resolution beépítését a tone mapping fázis után javasolja, de minden olyan utófeldolgozást érdemes a felskálázás után elvégezni, amelyek zajossá tehetik a képet. Ilyen például a filmszemcse és a kromatikus aberráció effekt.

[+]

Az AMD felskálázási eljárásában négy, előre meghatározott minőségi szintet különböztet meg: performance, balanced, quality és ultra quality. Ezek a skálázási faktort határozzák meg, ami rendre kétszeres, 1,7-szeres, 1,5-szörös és 1,3-szoros. Ez azt jelenti, hogy ha valaki például 4K felbontású kimeneti képet szeretne, akkor a FidelityFX Super Resolution a performance módban 1920x1080 pixeles képet készít, és a függőleges és vízszintes pixelszámot a kétszeresére skálázza, ami 3840x2160 pixelt jelent. Ugyanez a képlet eljátszható ultra quality beállítással is, ilyenkor a 4K-s kimeneti felbontáshoz 2954x1662 pixeles képszámítás történik, vagyis a függőleges és vízszintes pixelszámot 1,3-szorosra skálázza fel.

[+]

Maga a skálázás fix paraméter az egyes minőségi szintek mellett, de opcionálisan meg lehet őket változtatni, viszont nem feltétlenül ajánlott. A fejlesztőknek inkább számos más tényezőre érdemes figyelniük, például a felskálázott kép rekonstrukciójára. Ezen a ponton érdemes kiemelni azt, hogy a FidelityFX Super Resolution az egyes játékokban más minőségű eredményt produkálhat, ami abból ered, hogy bizonyos alkalmazásoknál más értékekkel fut az élesítés vagy éppen az élek rekonstrukciója. Ugyan vannak alapértelmezett paraméterek, de ezektől a programfejlesztők szabadon eltérhetnek. Erre jó okuk is lesz, ugyanis minden leképező más, és az adott eredmény az alapbeállításokkal túl éles vagy túl homályos lehet, viszont utólag ezek a problémák nagyon egyszerűen kezelhetők; és itt tényleg az a legjobb módszer, ha az adott stúdió kitapasztalja, hogy mi az optimális konfiguráció az adott címhez. Itt megjegyezzük, hogy ez igazából az NVIDIA DLSS-nél sincs másképp, annak is vannak paraméterezhető opciói, és emiatt játékonként eltérő lehet az eredmény.

A teljesítmény tekintetében az AMD két tényezőt emel ki. Az egyik, hogy a tempó közel lesz ahhoz, mintha eleve a felskálázási eljárás bemeneti felbontásával számolna a rendszer. Például 4K-s kimeneti felbontás melletti performance módban a valós számítás 1920x1080 pixelben történik. De a felskálázásnak és a rekonstrukciónak is van némi teljesítményigénye, utóbbi nagyjából 4-6% közötti teljesítménycsökkenést eredményez, tehát a 4K-s kimenettel számolt FidelityFX Super Resolution performance mód hozzávetőleg 5-8%-kal lesz lassabb, mintha az adott cím a képet Full HD-ben számolná. Cserébe persze a kapott minőség mindenképpen jobb.

A másik fontos tényező, hogy a FidelityFX Super Resolution egyik célja a nagymértékű kompatibilitás biztosítása. Azért is lett spatiális eljárás, hogy ne kelljen aggódni azért, hogy az egyes effektek nem működnek majd jól vele. A rendszernek tehát nincsenek előfeltételei, akármilyen futószalagba beépíthető, és biztos, hogy az egyes grafikai effektek nem fognak hibásan működni tőle. Az AMD ezt kulcsfontosságúnak tartja, mert így az implementálás rendkívül egyszerűen és gyorsan megoldható. A cég tudhatja, hogy ez mennyire fontos, ugyanis FidelityFX effektjei közül messze a CAS, vagyis a Contrast Adaptive Sharpening eljárás a leginkább elterjedt, pont azért, mert akármilyen futószalagba beépíthető, méghozzá nagyon egyszerűen, mindenféle kompatibilitási probléma nélkül.

A FidelityFX Super Resolution általános előnye lesz, hogy nyílt forráskódú, de ami ennél is fontosabb, hogy van DirectX 11, DirectX 12 és Vulkan API-ra is portja. Technikailag az eljárás akármilyen, legalább shader modell 5.0-t támogató grafikus vezérlővel kompatibilis. Ez az elmélet, de az elmúlt másfél évtizedben annyi ilyen GPU jelent már meg, hogy az AMD nem tudta mindre végigtesztelni. A validált megoldások tekintetében ugyanakkor megemlítették, hogy a Radeon VII, valamint RX 6000, 6000M, 5000, 5000M, Vega, 500 és 400 sorozat, illetve a Ryzenek IGP-i megfelelnek a célnak, de tekintve, hogy maga a kód nem túl hardverspecifikus, így meg lehet próbálkozni a még régebbi Radeonokkal is, bár ezekre nincs hitelesítve, ugyanakkor jó eséllyel működik. A vállalat a GeForce RTX 30, 20, illetve GTX 16 és 10 sorozatra is validálta az eljárást, és ugyanaz igaz a korábbi GeForce-okra is, mint az öregebb Radeonokra: elvileg a kódnak futnia kell, noha nincs hitelesítve. Az Intel shader modell 5.0-t támogató grafikus vezérlői elméletben szintén megfelelnek, validációt viszont még nem végzett rájuk az AMD.

[+]

Optimalizálás tekintetében a vállalat az RDNA és a GCN architektúrákhoz szabta a rendszer működését, és saját részről ennél többet nem is fognak tenni, viszont a nyílt forráskód miatt az NVIDIA és az Intel előtt nyitva az út, hogy optimalizálják az eljárást saját hardvereikre. A FidelityFX effektek kapcsán egyébként egyáltalán nem ritka, hogy az Intel készít optimalizálást hozzájuk, viszont az NVIDIA nem szokott, ugyanakkor bármikor tehetnek kivételt.

Az AMD felé voltak olyan kérdések a kapcsolódó előadás alkalmával, hogy a konzolok terén mi várható. A cég elmondása szerint a FidelityFX Super Resolutiont PC-s szinten támogatják, de a Microsoft és a Sony akármikor készíthet saját portot, és ezt biztosíthatják a fejlesztőkörnyezetükön belül. Erre vonatkozóan az AMD nem tartja magát illetékesnek, így erről a konzolok gyártóit kell kérdezni.

Akik mögötte vannak?

Ezek az effektek azonban nem érnének sokat, ha nem támogatnák őket a játékok. Az AMD szerint a FidelityFX Super Resolutionre igen nagy az érdeklődés: jelen pillanatban 44 stúdióval és kiadóval dolgoznak együtt, amelyek vállalták, hogy használni fogják a jövőben az új eljárást.

[+]

A fentiek első körben az alábbi hét játékot jelentik:

• 22 Racing Series
• Anno 1800
• Evil Genius 2
• Godfall
• Kingshunt
• Terminator: Resistance
• The Riftbreaker

A későbbiekben biztosan érkezik a technológia az alábbi címekhez, vagy frissítés formájában, vagy a játék megjelenésekor:

• Asterigos
• Baldur's Gate 3
• DOTA 2
• Endge of Eternity
• Far Cry 6
• Farming Simulator 22
• Forspoken
• Myst
• Necromunda: Hired Gun
• Resident Evil Village
• Swordsman Remake
• Vampire: The Masquerade - Bloodhunt

A bejelentett címek között van mindenféle, és a lista később bővülni fog, sőt, az AMD az alábbi oldalon külön várja a játékosok visszajelzését, hogy mely játékokban szeretnék viszontlátni a FidelityFX Super Resolutiont. Ezzel kapcsolatban egy tipp, hogy minél többen szeretnék az adott játékban látni az újítást, és minél többen adnak ennek hangot, annál könnyebb lesz meggyőzni a szoftver fejlesztőit, ráadásul az eljárást nagyon könnyű beépíteni, így van is rá esély, hogy ezt elérjék.

A teljesítmény terén olyan nagy meglepetésre nem lehet majd számítani. Az egyes minőségi módok közül a performance adja a legnagyobb sebességtöbbletet, de ennek a legrosszabb a minősége is, míg az ultra quality képviseli a másik végletet, jobb minőséget kínál kevesebb sebességelőnnyel. Mivel itt az egyes hardvereknél a beállításokat egymáshoz lehet hasonlítani, így az AMD által mért értékeket közöljük le – ahol ezt ellenőriztük, ott mi is hasonlót különbséget mértünk, tehát az adatok pontosak.

[+]

[+]

[+]

Annyit azért ki kell emelni, hogy a FidelityFX Super Resolution a DLSS-hez hasonlóan akkor gyorsít igazán, ha a rendszer nem fut CPU-limitbe. Ha ez a helyzet mégis előáll, akkor igazából nem lehet jelentős extra sebességet nyerni, mert a processzor korlátozza az elérhető gyorsulást. Ez ugyan nem számíthat meglepő információnak, de azért érdemes odafigyelni rá.

Mi a helyzet a képminőséggel?

Talán a legtöbben nem is a nyerhető teljesítményre kíváncsiak, hanem arra, hogy ennek mi az ára. Az valójában sosem volt kérdés, hogy a FidelityFX Super Resolution egyes minőségi módjai különböző mértékben gyorsítják majd a feldolgozást, hiszen alacsonyabb felbontáson készítik el a képet. Logikus, hogy kevesebb számítással gyorsabban végez a hardver.

A minőség-ellenőrzést pár tesztjátékon végeztük, amelyekről fontos tudni, hogy a FidelityFX Super Resolutiont támogató verziójuk béta állapotban volt, de elvileg a minőség közel áll ahhoz, amit majd a cikk megjelenésével párhuzamosan érkező frissítések biztosítanak. Ez azt jelenti, hogy a fejlesztők akár még finomhangolhatnak is a látottakon, így majd érdemes a későbbiekben visszatérni a témára, most viszont meg kell elégedni ennyivel. A tesztkártya szerepét egy Radeon RX 6900 XT töltötte be.

Az első cím, amit ellenőriztünk, az a The Riftbreaker volt. Ebben a játékban a FidelityFX Super Resolution ultra quality módjának minősége rendkívül közel van a natív felbontású képhez, miközben nagyjából 30%-kal gyorsabban fut.

The Riftbreaker FidelityFX Super Resolution kikapcsolva, performance, balanced, quality és ultra quality [+]

A quality mód már könnyebben észrevehető minőségromlást okoz, és a balanced, illetve a performance opció csak ront a helyzeten. Az utóbbi kettőnél már úgy is meg lehet mondani grafikai visszalépést, ha nincs egy referenciaképünk a natív minőségről. Ellenben az extra teljesítmény 100 fps-ekben mérhető, tehát van előnye a beállításoknak, de úgy gondoljuk, hogy az erősebb VGA-val rendelkezők számára az ideális választás az ultra quality opció, vagy meg lehet próbálni még a quality-t. A balanced és a performance módok inkább az IGP-k esetében lehetnek hasznosak.

Második lépésben elővettük a Godfall című játékot, amelynél rendkívül nehéz volt különbséget tenni az FidelityFX Super Resolution ultra quality módja és a natív minőség között, ami elég nagy szó azt figyelembe véve, hogy ezzel 45%-os extra sebesség jár. Sőt, még a quality beállítással is igen kicsi volt az eltérés, miközben a gyorsulás 80%. Azért itt már látszik, hogy bizonyos textúrák enyhén homályosabbak, de nem jelentős mértékben.

Godfall FidelityFX Super Resolution kikapcsolva, performance, balanced, quality és ultra quality [+]

A balanced opciónál a különbség könnyen észrevehető, és ezen nyilván a performance beállítás sem javít, persze a tempóelőny nagyobb.

A harmadik tesztcím egy teljesen új játék, amely a Kingshunt nevet viseli. Sajnos a programnak az általunk futtatott béta verziója ragaszkodott egy előre meghatározott felbontásskálázási paraméterhez, így a 4K-s beállításra csak 2194x1234 pixeles képeket számolt. Ezen nem tudtunk módosítani, valószínűleg a szoftver béta állapotának tudható be, viszont a FidelityFX Super Resolution működött, így a képminőséget megnéztük, de csak az említett kisebb felbontásra.

Kingshunt FidelityFX Super Resolution kikapcsolva, performance, balanced, quality és ultra quality [+]

Kingshunt FidelityFX Super Resolution kikapcsolva, performance, balanced, quality és ultra quality [+]

Más szempontból is érdekesen szerepelt a Kingshunt, ugyanis a FidelityFX Super Resolution ultra quality és quality módja is élesebb textúrákat generált a natív minőségnél. Utóbbira leginkább a balanced mód hasonlított, viszont a performance beállítás nagyon látványos képminőségromlással járt. Információink szerint az eltérést a Kingshunt esetében az okozza, hogy a fejlesztők szélsőségesebb értéket használnak az élesítéshez, tehát ez egy példa arra, amikor az új eljárást paramétereit kicsit jobban megpiszkálják.

Ebből adódhat a kérdés, hogy miért nem használ erőteljesebb élesítést a többi játék is? A válasz röviden az, hogy ezt a döntést a tartalomtól függően kell meghozni. Ami tehát a Kingshuntnál működik, nem biztos, hogy működni fog a Godfall, vagy sokkal inkább a The Riftbreaker esetében. Itt konkrétan az a gond, hogy az élesítő algoritmus egy bizonyos beállítás után kicsit rajzfilmszerűvé teszi a tartalmat. Ez nyilván nem egy olyan hatás, amire szükség van, így minden címnél lesz egy olyan paramétertartomány, amivel a FidelityFX Super Resolution optimálisan működik, és ezt kell megtalálni. A Godfall esetében úgy tudjuk, hogy ezt sokáig keresték, így a mostani verzió már közel sem ugyanaz, mint amit a hónap elején prezentált az AMD, viszont úgy néz ki, hogy az új paraméterezéssel jobban működik a felskálázás.

Élesítést az élesítésre!

Még egy tényezőt érdemes megvizsgálni, mégpedig az élesítést. Bár a FidelityFX Super Resolution rendelkezik saját rekonstrukciós algoritmussal erre nézve, de opcionálisan ehhez még lehet alkalmazni például a Contrast Adaptive Sharpeninget. Azt az adott alkalmazás fejlesztője dönti el, hogy ha ez a két eljárás implementálva van, akkor működhetnek-e egymás mellett. Erről még az AMD is csak nagyon óvatosan nyilatkozik, lényegében azt javasolják, hogy döntsön mindenki belátása szerint.

Ha egy program engedi a két funkciót, akkor a FidelityFX Super Resolutionre még rákapcsolható a Contrast Adaptive Sharpening, ha pedig nem, akkor a meghajtóból mindenképpen engedélyezhetők az élesítési megoldások; az AMD szerint például a Radeon Software-ben elérhető Radeon Image Sharpening biztosan működni fog.

A fentiek alapján a FidelityFX Super Resolution első nekifutásra jól sikerült, de érdemes lesz visszatérni a vizsgálatára a szóban forgó játékok végleges változataival, illetve akkor, amikor már lesz több cím is. A minőség tekintetében mindenképpen az ultra quality és a quality módokat kell célozni, mivel ezekkel is jelentős extra tempót lehet nyerni, miközben nem romlik túlzottan a képminőség a natív szinthez képest, már ha romlik egyáltalán.

Kiemelnénk még, hogy a FidelityFX Super Resolution ugyan PC-hez készült, de igencsak komoly rejtett tartalékot szabadíthat fel az előző generációs konzolokon. Például a PlayStation 4 és az Xbox One termékcsalád is sokat profitálhatna belőle, és technikailag nincs is olyan limitáció, ami miatt ne futhatna rajtuk. Sőt, a Nintendo Switch számára is hatalmas előnyt jelenthetne, hiszen abban van egy shader modell 5.0-t támogató IGP, a Vulkan API is elérhető, tehát minden adott ahhoz, hogy az AMD friss eljárása új életet leheljen a gépbe. És ehhez még az eladott hardvereket sem kell lecserélni újabbakra, az egész megoldható szoftveresen, maximum egy új firmware telepítésére lehet szükség.

Az is nagy kérdés, hogy az ultramobil eszközök piacán hogyan fognak reagálni az újításra a cégek, hiszen az okostelefonokon is vannak igen komoly felbontással rendelkező kijelzők, de az ekkora pixelszámokat etetni képes IGP-k már nem mindig lelhetők fel a burkolat alatt. Ezek miatt a FidelityFX Super Resolution lehet, hogy a PC-hez készült, de közel sem biztos, hogy a forráskód ismeretében nem kezdik el portolni más platformokhoz.

Abu85, Wombath