Sponzorem videa jsou společnosti NVIDIA a ASUS, včetně jejich grafických karet a monitoru ROG Swift OLED PG27AQDM.

Ať už to víte nebo ne – případně ať už to chcete nebo ne – upscalovací technologie jsou zkrátka moderní cestou, jak zajistit možnost hraní nejnovějších her na maximálním nastavení, ve vysokém rozlišení a s vysokým počtem snímků za sekundu. Chtě nechtě, tenhle upscaling tu je a bude. Dnes už si ho navíc člověk užije na každé modernější i dostupnější kartě, jako je třeba ASUS GeForce RTX 5060Ti. A pokud jde o upscalingy, tak nemluvíme jenom o DLSS od Nvidie, ve spolupráci s níž toto video vzniklo. Myslíme upscaling obecně. AMD má své řešení v podobě FSR, Sony s novými verzemi PlayStation 5 přišla s PSSR, Intel má XeSS a existují i další řešení. Třeba Epic ve svém Unreal Enginu nabízí TSR. Zatímco ta forma upscalingu, o které se dnes budeme bavit, je poháněná neurální sítí – velmi zjednodušeně řečeno pomocí umělé inteligence – koncept upscalingu existuje už dlouho. A hlavně u konzolí se používá už řadu let. Koneckonců, sami jste možná někdy slyšeli pojem checkerboard rendering, respektive šachovnicové vykreslování. A pokud ne, dost možná jste zaregistrovali konverzace o tom, jestli nějaká hra běží v nativním – tedy „skutečném“ – 4K, nebo jestli využívá dynamické rozlišení.

Tohle je debata, která se u her ve velkém řeší už přes 10 let. Upscalování obrazu – a tedy to, že jen málokdy koukáme na skutečný, ryzí, nativní snímek – jednoduše řečeno není žádnou novinkou ani devízou posledních generací grafických karet. Nová obdoba upscalingu se však liší tím, že místo algoritmické aproximace využívá neurální síť. Jak už bylo řečeno, jednoduše se tomu dá říkat umělá inteligence. Přesněji však jde o nástroj, který renderovaný snímek v nižším rozlišení porovná se svou rozsáhlou databází dat a referencí a pokusí se přidat relevantní detaily. V jádru vlastně nejde o nic jiného než o to, co by udělal třeba člověk retušující starý obraz.

Samozřejmě to teď hodně zjednodušujeme. Ale pointa je, že dnešním způsobem upscalovaný obraz není o nic méně ani více skutečný či falešný než většina těch, na které se díváme už bůhvíjak dlouho. Vezměte si třeba tak základní věc, jako je anti-aliasing. Ten hnusný, nechtěný kostrbatý obraz je ten, co grafika skutečně renderuje. Samozřejmě na to má vliv i obrazovka, která ho není kvůli pixelům schopna vyobrazit úplně perfektně. Skrze anti-aliasing, jako je FXAA, TAA a další, se kostrbatost zahladí. A čistě technicky vzato je výsledkem obraz, který je vlastně zkrášlen matematikou, a tudíž upravený. DLSS a další upscalingy vlastně v praxi dělají úplně to samé. Byť je pravda, že když v roce 2019 vyšla první verze DLSS, pohled na ní byl poněkud bolestivý.

Od doby špatně vypadajícího DLSS ale technologie ušla řádný kus cesty. Společně s upscalingem obrazu přišly i technologie pro rekonstrukci paprsků a generování snímků. Jak ty vlastně fungují? Když opět použijeme srovnání s retuší obrazu, takzvaný frame generation pracuje podobně jako když někdo udělá v podstatě perfektní kopii existujícího obrazu. Navzdory tomu, že sama Nvidie tuto technologii nazývá jako generování snímků, což je za nás dost nešťastné, tak nefunguje vůbec jako generativní AI typu ChatGPT nebo Stable Diffusion, která si věci převážně vymýšlí. Samotná funkce totiž vezme existující vyrenderovaný snímek a z dat, jež jí poskytne engine hry, dostane vektory pohybu. Tedy to, jakým směrem a jak rychle se jednotlivý pixel má pohybovat. DLSS tedy ví, jestli jedete rychle autem, kam zrovna otáčíte kamerou a podobně.

Technologie poté snímek vezme, upscaluje, pozmění podle vektorů a nechá zobrazit jako takzvaný vygenerovaný snímek. A takhle generované snímky dosazuje mezi ty klasicky renderované. Tím ve hrách za velmi levno vzniká násobně větší počet snímků za sekundu. Zatím poslední generace RTX karet navíc přišla i s možností vícenásobného generování snímků, která vlastně dělá totéž, ale místo jednoho snímku generuje dva nebo tři za sebou. A ta rekonstrukce paprsků, potažmo Ray Reconstruction? Ta je o něco složitější, ale v praxi dokáže vykreslený ray- nebo path-tracing doladit tak, aby při menších nárocích na výkon zachoval víc detailů. Opět v podstatě podobnou cestou, jakou DLSS vylepšuje detaily celého obrazu.

Představení neurálního renderování, které jsme si právě popsali, dokázalo ve hrách způsobit grafickou revoluci. Ještě před několika lety byla představa, že bychom ve hrách měli ray-tracing v reálném čase, v podstatě sci-fi. Dlouhé a dlouhé roky se vývojáři snažili jakýmkoliv způsobem dospět k podobnému výsledku a vymýšleli první poslední. V podstatě nejjednodušší i nejlepší cestou byly třeba odrazy skrze technologii screen-space. Jde o algoritmus, který dokázal objekty viditelné na obraze odrážet v reflexních plochách. Co ale nebylo na obraze vidět, to nešlo odrážet, což byl jeden z hlavních neduhů. Jenže odrazy nejsou jedinou věcí, kterou ray-tracing umožňuje, a zdaleka ani tou nejdůležitější. Mnohem podstatnější je například světlo, konkrétně takzvaná globální iluminace, která realisticky prostory světelně zaplňuje. Rohy jsou tmavé a oknem krásně pronikají sluneční paprsky.

Existuje spousta her, které to nabídly dávno před příchodem ray-tracingu v reálném čase. Opět to ale fungovalo jen za určitých podmínek. Hlavním omezením bylo, že se tato světla musela předem do úrovně zapéct. Z toho důvodu vývojáři v prostředí častokrát nepovolili žádnou interaktivitu, protože by to iluzi realističnosti rozbilo. Pokud byste zničili svítící žárovku, ale stále z ní vyzařovalo světlo, kdo by to chtěl? Nemluvě o tom, že ray-tracing lze využít také ke změně intenzity či barvy světla, ba dokonce k simulaci zvuku a jeho šíření. Ano, samotná technologie nemusí být pouze otázkou grafiky. Byť je pravda, že pro zvuk to zatím moc vývojářů nevyužívá. Ale i to se může postupně změnit.

Jenže důvod, proč byla technologie ray-tracingu ještě před lety sci-fi, je fakt, že je neskutečně náročná. Dá se sice škálovat, ale už jen to, že je potřeba vysílat paprsky (raye) a ty sledovat (tedy tracovat), do čeho narážejí, kam se odrážejí a jak se tím mění… Pro nespočet takových paprsků… z několika zdrojů… v každém jednotlivém snímku. To je prostě neslušně řečeno záhul jako kráva. Aby tedy mohl nastat posun v grafice, musel se posunout i upscaling. Pokud si nebudete chtít koupit grafiku za půl milionu o velikosti stolu, tak se prostě musí šetřit na výkonu. Není tak náhoda, že ray-tracing a DLSS přišly do mainstreamových her v de facto stejnou dobu.

Jasně, dá se teď jednoduše argumentovat tím, že nové hry nevypadají o tolik lépe než ty staré. Že ray-tracing je prostě jen marketingový kec, který uživatele nutí k nákupu nových, drahých grafických karet. A že DLSS je jen cheat pro vývojáře, jak se vykašlat na optimalizaci. Ale tak tomu zkrátka není. Nebo alespoň ne ve většině případů. Je nutné pochopit, že posledních 25 let vývojáři trávili zjišťováním toho, jak se bez těchto funkcí obejít a jak je co nejlépe nafejkovat. Už jsme si říkali o screen-space odrazech, ale podobných technologií je nespočet. Ve více než jednom ohledu tyto technologie dosáhly výborného stavu, aby ray-tracing napodobily. Jenže tyhle napodobeniny už narazily na svůj strop. A abychom se dostali dál, potřebujeme ten skutečný ray-tracing. Ten teprve až teď dohání předešlá řešení. A ta se navíc s novými technologiemi stále používají v tandemu. Ne všichni mají grafickou kartu, která ray-tracing podporuje, případně konzoli. Však si sami vezměte, kolik her ještě dnes vychází souběžně na PlayStation 5 i přes deset let starou konzoli PlayStation 4. Všechno je to zkrátka propojené. Kam herní průmysl míří, je jasné, jen to ještě pár let potrvá.

No ale je nejlepší čas se vlastně podívat na tu realitu, ve které žijeme teď. Jak vlastně nejnovější podoba ray-tracingu a DLSS vypadá v praxi? Her, které obě technologie nabízí, je dnes už dost. Jenže DLSS neexistuje jen v jedné verzi. Starší hry nemusí mít tu nejnovější verzi, a tudíž vypadat tak dobře, jako ty modernější. Je to upřímně jedna z velkých mezer, které DLSS a další podobné upscalingy mají. Jakou verzi jednotlivé hry nabízí, a zda je výsledek reprezentativně dobrý a ve své nejmodernější podobě, není pro běžného hráče moc dobře komunikováno dopředu. V zásadě ale platí, že čím modernější hra, tím lepší DLSS. A pravděpodobně čím lepší DLSS, tím lepší optimalizace a kvalita ray-tracingu.

Zkusme se rychle podívat na jednoho z průkopníků DLSS a ray-tracingu, kterým je střílečka Control od finského studia Remedy. Navzdory jejímu vydání v roce 2018 byla o nejnovější verzi DLSS aktualizovaná. Takže test číslo jedna: schválně, jestli dokážete správně označit jednotlivé záběry níže (pro tento test doporučujeme se podívat na video verzi článku). Všechny pochází z nastavení na nejvyšší detaily na rozlišení 4K. Jeden záběr je z nativního rozlišení, druhý za použití DLAA - tedy funkce DLSS, která hru renderuje na nativní rozlišení a pouze zlepšuje anti-aliasing. Třetí záběr je s použitím DLSS, kdy se hra renderuje na 1080p a čtvrtý záběr, když se hra renderuje na 720p.

Záběr s nejvíce problematickým anti-aliasingem u prodejního automatu v dáli bylo nativní rozlišení bez DLSS. Nejlépe na tom poté bylo použití DLAA, během kterého hra běžela úplně totožně a přitom významně vylepšila kostrbatost obrazu. Použití DLSS, ať už v 720p nebo 1080p, pak anti-aliasing vylepšilo, byť ne úplně opravilo. Jen pro informaci, i renderování hry v úplně nesmyslném rozlišení 2880p kostrbatost nespravilo lépe než použití DLAA. Někdo si každopádně určitě všiml, že použití DLSS rovněž trochu poničilo detaily odrazů vpravo dole.

Přesně zde totiž vstupuje do hry technologie ray reconstruction, kterou jsme předtím lehce načali. Control ale bohužel touhle funkcí nedisponuje. Ta se objevila třeba až v další hře studia Remedy s názvem Alan Wake 2. Test s porovnáním už opakovat nebudeme, ale zkusme se podívat na rekonstrukci paprsků. Záběry níže pochází z nastavení grafiky na maximum a s nastavením DLSS tak, aby se hra interně renderovala na rozlišení 720p. Vlevo (viz obrázek níže) můžete vidět, jak hra vypadá bez rekonstrukce paprsků, vpravo zase s funkcí zapnutou (opět doporučujeme video, na statickém obrázku to není dobře vidět). Jsou to ve finále poměrně malé detaily. Nikdo neříká opak. Ale teď si vemte tu srandu – lepší výsledek se zapnutou funkcí ray reconstruction, kde byla lepší ostrost odrazů a mnohem přesnější šíření a intenzita světla třeba v dálce, rovněž běžel v téhle konkrétní scéně o asi 5 až 7 snímků lépe.

Všechna data a záběry, které jste mohli vidět, jsme zkoušeli na základní RTX 4080. Jde tedy o high-endovou kartu minulé generace a chápeme, že ne všichni chtějí do podobného výkonu naházet desítky tisíc korun. Existují ale i lepší cesty. Vemte si třeba pro příklad kartu Prime RTX 5060 Ti od ASUSu. Jde o kartu poslední generace a její cenovka je pod 15 tisíc. Přitom je to karta se vším všudy: vypadá elegantně, má duální BIOS, tři axiální ventilátory i vyztužené uchycení jádra. No a co hlavně, tak podporuje DLSS, generaci snímků a dokonce i vícenásobné generování snímků, které ani ta RTX 4080 neumí. 

Jen abyste v praxi pochopili, jaká bestie to vlastně ve spojení se vším je, zkusili jsme ji na Cyberpunku 2077. Konkrétně jsme využili OLEDový ASUS monitor PG27AQDM. Tedy 27palcový 1440p monitor s odezvou 0,03 ms, OLED panelem s maximálním jasem 1000 nitů a hlavně podporou 240 Hz. Že je to na něco jako RTX 5060 Ti přehnanost? Nope. Vysoká obnovovací frekvence nabízí i více benefitů než jenom to, že to všechno viditelně sviští. To hlavně v kontextu funkce generování snímků. I v případě, že udělá chybu a zobrazí nějaký nechtěný artefakt, což se prostě stává, vysoká obnovovací frekvence zajistí, že tam takový artefakt zůstane po tak malý čas, že si ho prostě během hraní nevšimnete. A abychom si ukázali sílu RTX 5060 Ti v praxi, zkusili jsme klasiku všech náročných klasik. Ve 1440p na nejvyšší nastavení, včetně path tracingu jsme zapli Cyberpunk 2077 a k němu jak DLSS na režim automatiky, tak vícenásobné generování snímků. Během běžného hraní, ježdění i střílení jsme se vším pěkně na maximum dosahovali krásných 150 až 160 snímků za vteřinu. A ano, přesně takovou sílu DLSS a Frame Generation má. Samozřejmě, teď je tu ještě poslední otázka – latence. S využitím funkce Nvidia Reflex jsme dosahovali někde kolem 85ms. A realita je tady jasná. Má to zkrátka vliv. Ta responzivita prostě JE menší. A pokud byste s něčím takovým hráli třeba Counter-Strike nebo další podobně rychlé, kompetitivní hry, tak bychom to doporučit nemohli. Jenže se tu bavíme o singleplayerové, relativně pomalé, klidné hře. To jednak. A jednak je samotná latence kolem 55ms stále nižší než to, co obecně najdeme třeba u konzolí, takže to není nijak hrozné číslo.

Když si to tedy shrneme, pointou tohoto videa ani tak nebylo vás přesvědčit o tom jak a proč je Nvidia aktuálně v popředí těchto technologií. Ale spíš jak fungují, jaké mají benefity a skeptiky mezi vás připravit na to, že tímhle směrem prostě nezastavitelně jdeme. Jsou DLSS, Frame Generation a Ray Reconstruction perfektní? Jasně že ne. Ale jsou rovněž technologickým zázrakem, který zkrátka dovoluje ten technologický posun. A ať už jde pro někoho o dar z nebes a pro jiné nutné zlo, doufáme, že vám tohle video alespoň trochu objasnilo to fungování.