科普：AMD FSR 3 vs. Nvidia DLSS 3

由于 AMD FidelityFX Super Resolution（"FSR"）和 Nvidia Deep Learning Super Sampling（"DLSS"）等升频技术能够让相对较弱和较旧的显卡获得可玩的帧率，因此目前成为玩家和开发人员之间的热门话题。但它们的究竟有什么不同呢？

我们以最新的 AMD FSR 3.x 和 Nvidia DLSS 3.x 分支为例，探讨这一话题，并在下文中进行了详细说明。

相似之处

AMD FSR 3.x 和 Nvidia DLSS 3.x 仍然是一种 "时间" 升频技术。AMD FSR 3.x 可以追溯到 AMD FSR 2.x，而 Nvidia DLSS 3.x 的核心则可以追溯到第一代。另一方面，AMD 的第一代 FSR 仍然是一种所谓的 "空间" 升频技术，必须在完全没有时间成分的情况下进行管理。

作为时间升频技术，AMD FSR 3.x 和 Nvidia DLSS 3.x 都使用了双线性和神经升频技术，可将图像从较低分辨率 "升频" 到较高分辨率，并在算法的帮助下重建细节和纹理。

当游戏以更高分辨率或更好的图像质量运行时，对硬件的要求，尤其是对显卡的要求往往会大幅提高。AMD FSR 3.x 和 Nvidia DLSS 3.x 提供了一种解决方案，可以在较低分辨率下运行游戏，然后使用升频技术来提高画质，使游戏在屏幕上看起来更漂亮，同时仍能流畅运行。所有这些都在不同的预置中完成，称为 "预置"，具体如下：

• 质量（1.5 倍放大）：
  • 1,280 × 720 像素转换成 1,920 × 1,080 像素
  • 1.706 × 960 像素转换成 2,560 × 1,440 像素
  • 2.560 × 1,440 像素转换成 3,840 × 2,160 像素
• 平衡（1.7 倍放大）：
  • 1,129 × 720 像素转换成 1,920 × 1,080 像素
    1,506 × 847 像素转换成 2,560 × 1,440 像素
    2,259 × 1,270 像素转换成 3,840 × 2,160 像素
• 性能（2.0 倍放大）：
  • 960 × 540 像素转换成 1,920 × 1,080 像素
    1,280 × 720 像素转换成 2,560 × 1,440 像素
    1,920 × 1,080 像素转换成 3,840 × 2,160 像素

AMD 发布了一份官方表格，该表格仍适用于 AMD FSR 2.x，但也可用于 AMD FSR 3.x 和 Nvidia DLSS 3.x。在实际应用中，预设质量、平衡和性能占主导地位，而超性能一般不再用于游戏。

由于这两种技术都采用了 "时间" 升频技术，使升频器也能使用之前帧的信息，因此根据预设值的不同，只需计算后期目标分辨率的 50% 至 67%。这大大降低了对显卡性能的要求。

这两种技术都必须由开发工作室集成到相应的游戏中，而不是作为纯粹的驱动程序功能，这就是为什么有的游戏同时支持两种升频器，而有的游戏只提供 AMD FSR 3.x 或 Nvidia DLSS 3.x。

AMD FSR 3.x 和 DLSS 3.x 都有所谓的帧间计算功能，可将帧速率提高近一倍。AMD 将此功能称为 "流体运动帧"（FMF），Nvidia 称之为 "帧生成"（FG）。这些功能专门包含在 FSR 3.x 和 DLSS 3.x 中。

因此，AMD FSR 3.x 和 Nvidia DLSS 3.x 具有以下共同功能：

• 通过超级采样进行时域放大
• 通过帧插值进行帧间计算
• 质量预设（"Presets"）分辨率为 1.5x 至 2.0x

此外，这两种技术都提供原生抗锯齿模式，AMD 称之为原生模式，而 Nvidia 则将其命名为深度学习抗锯齿（"DLAA"）。这两种模式都将 FSR 3.x 或 DLSS 3.x 的边缘平滑算法应用于原生分辨率，但完全不对图像素材进行升频。

不同之处

AMD FSR 3.x 和 Nvidia DLSS 3.x 之间虽然有很多相似之处，但有时差异也很大：AMD FSR 3.x 是一个开放标准，几乎支持所有显卡，因此也支持 Nvidia 和英特尔的第三方产品，而 Nvidia DLSS 3.x 则是一个专用标准。Nvidia 的升频技术需要使用该公司自己的 GeForce RTX 系列（过去三代）显卡。

Nvidia DLSS 3.x 可在以下显卡上运行：

• Nvidia GeForce RTX 2000（"图灵）
• Nvidia GeForce RTX 3000（"安培）
• Nvidia GeForce RTX 4000（"Ada Lovelace"）

AMD FSR 3.x 也有一些限制，但这些限制只影响使用流体运动帧和原生模式进行的中间图像计算，制造商的官方常见问题解答揭示了这一点。

与 Nvidia DLSS 3.x 不同，AMD FSR 3.x 可作为免费标准在大量显卡上运行。支持 AMD、Nvidia 和 Intel 的多代产品。

AMD FSR 3.x 可在以下显卡上运行：

• AMD Radeon RX 400 (“Polaris”)
• AMD Radeon RX 500 (“Polaris”)
• AMD Radeon RX 5000 (“Navi 10”)
• AMD Radeon RX 6000 (“Navi 20”)
• AMD Radeon RX 7000 (“Navi 30”)
• Nvidia GeForce GTX 1000 (“Pascal”)
• Nvidia GeForce RTX 2000 (“Turing”)
• Nvidia GeForce RTX 3000 (“Ampere”)
• Nvidia GeForce RTX 4000 (“Ada Lovelace”)
• Intel Arc A7, A5 and A3 (“Alchemist”)

另一个主要区别是神经网络，从第一代开始，神经网络就为 Nvidia DLSS 提供了人工智能组件，Nvidia DLSS 3.x 也采用了神经网络。

AMD FSR 3.x 仍然是纯粹的时间升频，而 Nvidia DLSS 3.x 则称为时间 AI 升频。Nvidia DLSS 3.x 从借助 AI 训练的原始数据中获取的优势不仅限于向上缩放算法，还用于许多 RTX 功能。

由成千上万台超级计算机计算出的训练数据由称为张量核心（Tensor Cores）和光流加速器（Optical Flow Accelerators）的专用人工智能计算单元进行处理，这将带来卓越的图像质量。

特别是在启动光线追踪时，带有光线重建功能的 Nvidia DLSS 3.x 更能显示其优势。

在 DLSS 3.5 中，人工智能工具集增加了一项名为 "光线重构" 的新功能，用超级计算机训练的人工智能网络取代了之前的手工优化去噪器，从而提高了光线跟踪图像的质量。

在 "光线重构" 的帮助下，采样光线之间会自动生成质量更高的像素，这对图像质量和稳定性有着特别积极的影响。以《Cyberpunkt 2077》为例，Nvidia 和 CD Projekt Red 已经展示了这一技术的惊人效果。

AMD FSR 3.x 根本没有这样的功能，因此在激活实时光线追踪时，在性能和图像质量方面都处于劣势。

总结

AMD FSR 3.x 与 Nvidia DLSS 3.x 之间的差异可归纳如下：

1. 企业和平台：
   • AMD FSR 是 AMD 的一项技术，主要用于该制造商的显卡，但也可用于某些第三方显卡。
   • Nvidia DLSS 是 Nvidia 的一项技术，需要使用图灵或安培架构的 Nvidia 显卡。
2. 功能性：
   • FSR 采用双线性升频和机器学习相结合的方法来提高图像质量。它能重建低分辨率图像中的细节和纹理，并将其放大到更高分辨率。
   • DLSS 主要基于机器学习和人工智能。它使用神经网络将低分辨率图像转换为高分辨率图像，重建细节和纹理。
3. 可用性：
   • AMD FSR 设计用于更广泛的硬件和更广泛的游戏。通常由游戏开发者自行实施。
   • Nvidia DLSS 需要 Nvidia 在硬件和软件方面提供特殊支持。这意味着游戏开发者需要在游戏中加入对 DLSS 的特定支持。
4. 质量和性能：
   • 图像质量和性能影响因 FSR 和 DLSS 的设置和版本而异。一般来说，更高的质量级别可提供更好的图像质量，但也需要更多的 GPU 功耗。
   • 事实证明，在许多情况下，Nvidia DLSS 在图像质量和性能优化方面处于领先地位。它可以在较低的设置下以更高的分辨率渲染游戏，而 FSR 则倾向于提供略低的图像质量，但适用范围更广。
5. 跨平台支持：
   • DLSS 仅限于 Nvidia 显卡，而 FSR 具有更广泛的兼容性，也可用于第三方硬件。

在下面的两段视频中，AMD 和 Nvidia 再次详细解释了它们当前的升级技术。