Глядя на последние тесты игровых видеокарт, трудно избавиться от впечатления, что, несмотря на все усилия NVIDIA и AMD, спрос на игры уже обогнал возможности аппаратного обеспечения, появившегося на рынке чуть более полугода назад. Действительно, в некоторых играх топовые модели обоих чипмейкеров не способны поддерживать частоту кадров на уровне 60 кадров в секунду при разрешении 4K, даже без трассировки лучей в реальном времени. И это несмотря на то, что даже мониторы с высоким разрешением уже давно превысили частоту обновления 60 Гц. экраны 1080p достигли 360 Гц, но ни один проект AAA с высокими настройками детализации не может даже приблизиться к таким показателям. Наконец, видеокарты сейчас чрезвычайно дороги, что только усугубляет ситуацию, в которой каждый следующий шаг в качестве игровой графики происходит ценой непропорционально высокого повышения системных требований.
Единственный выход из этой ситуации-использовать инструменты масштабирования кадров, которые снимают нагрузку с графического процессора путем рендеринга с уменьшенным разрешением, а затем восстанавливают потерянные детали тем или иным способом. До сих пор единственным методом масштабирования, который доказал предсказуемо высокое качество изображения, оставалась DLSS. Это не относится к первой итерации технологии NVIDIA, и она поддерживалась только в редких играх, но со временем DLSS стала золотым стандартом масштабирования и теперь производит изображение, которое иногда неотличимо от рендеринга в исходном разрешении. Единственная проблема заключается в том, что для DLSS требуется видеокарта GeForce серии 20 или 30 с ядрами tensor GPU. Счастливые обладатели таких устройств по-прежнему составляют меньшинство среди всех геймеров. И больше всего видеокартам AMD Radeon RX серии 6000 нужны высококачественные инструменты масштабирования, которые развивают производительность на уровне близких по цене предложений NVIDIA в играх без трассировки лучей, но когда дело доходит до трассировки лучей, оказывается, что "красное" железо отстает от своих конкурентов на целое поколение.
Еще в эпоху Radeon 5000 производитель чипов предложил свою собственную альтернативу DLSS под названием FidelityFX CAS. Но CAS расшифровывается как Адаптивное контрастное шарапирование и выполняет только одну функцию — он усиливает локальный контраст, как фильтр нерезкой маски в Photoshop после того, как изображение было растянуто на весь экран с уменьшенным разрешением. FidelityFX CAS не содержит алгоритмов восстановления деталей и, соответственно, не является полноценным аналогом и конкурентом DLSS. Однако в то время, когда AMD выпустила первые ускорители серии 6000, речь шла о следующей итерации масштабирования для видеокарт Radeon — FidelityFX Super Resolution.
⇡#Как работает суперразрешение FidelityFX
Как всегда, прошло много времени, прежде чем AMD довела до ума новую технологию программного обеспечения, но сегодня несколько игр получат обновление с поддержкой FSR. Список пионеров состоит из таких названий, как 22 Гоночные серии, Anno 1800, Evil Genius 2, Godfall, Kingshunt, Terminator: Resistance и Riftbrearker. Еще больше существующих и предстоящих игр будут совместимы с FSR в ближайшем будущем.
Кроме того, FidelityFX Super Resolution не имеет жесткой привязки к конкретным функциям GPU, в отличие от DLSS. В дополнение к серии Radeon 6000, масштабирование работает на всех видеокартах Radeon 5000, Radeon 500 и более старых видеокартах Radeon 400. Кроме того, он поддерживает интегрированную графику процессоров Ryzen и даже ускорителей NVIDIA не старше GeForce 10-й серии. Однако, по словам AMD, в первую очередь FSR оптимизирован для архитектуры RDNA, то есть Radeon RX 5000 и 6000.
Излишне говорить, что AMD задержалась со своей альтернативой DLSS, но, похоже, у нее есть все условия для полномасштабной реализации. Так чем же Fidelity FX Super Resolution отличается от предыдущей и не слишком впечатляющей технологии FidelityFX CAS? На самом деле FFX CAS никуда не делся, но сейчас это только один из этапов обработки изображений. Конвейер Fidelity FX Super Resolution выглядит очень просто: сначала игра визуализирует кадр в уменьшенном разрешении, включая полноэкранное сглаживание, затем масштабируется до полноэкранного разрешения, и, наконец, FFX CAS, как и прежде, усиливает локальный контраст. Движок добавляет эффекты постобработки и графический интерфейс к конечному результату. Разница между старым и новым подходом AMD заключается только в том, что FSR содержит некоторые средства реконструкции деталей. Что именно, неизвестно, но очевидно, что при таком широком спектре совместимого оборудования машинное обучение не используется. Еще одно различие между DLSS и FSR заключается в том, что DLSS накапливает данные из нескольких соседних кадров, в то время как FSR работает исключительно с пространственными данными в пределах одного кадра. Это одна из причин, по которой FSR работает в сочетании с полноэкранным алгоритмом сглаживания, выбранным разработчиками игр, и наиболее распространенными из них являются определенные типы TAA — то есть временное сглаживание.
С точки зрения пользовательских настроек Fidelity FX Super Resolution также работает по-другому: вместо случайного выбора исходного разрешения для последующего масштабирования FSR работает с несколькими предустановленными коэффициентами: от 1,3 с каждой стороны экрана в режиме самого высокого качества до двух раз и, соответственно, с наименьшим масштабированием качества. Но хватит теории — давайте посмотрим собственными глазами, как выглядит изображение, прошедшее через суперразрешение FidelityFX, и на какой прирост производительности позволяет рассчитывать фирменное масштабирование AMD.
⇡#Качество изображения
В пресс-документах, рассказывающих об особенностях FidelityFX Super Resolution, AMD советует руководствоваться впечатлением от всего изображения, не глядя на мелкие фрагменты кадра. Мы, конечно, намерены проигнорировать эту рекомендацию. Ведь если следовать этому принципу, на котором настаивают создатели FSR, иногда можно обойтись простым растягиванием изображения с уменьшенного разрешения без каких-либо фильтров постобработки, особенно на маленьком экране. Итак, давайте посмотрим, насколько хорошо FSR с различными уровнями масштабирования справляется с реконструкцией деталей, потому что именно это отличает новый инструмент от относительно простых локальных усилителей контраста, таких как FidelityFX CAS.
Например, возьмем две игры с совершенно разной эстетикой и детализацией изображения-Anno 1800 и Godfall-в тестовых сборках которых интегрирована поддержка FidelityFX Super Resolution. Anno 1800, очевидно, является самым сложным сценарием для любых инструментов масштабирования из-за того, насколько богаты детали ландшафтов этой игры. Действительно, даже в режиме самого мягкого масштабирования с коэффициентом 1,3 с каждой стороны экрана (ультра качество) масштабирование съедает элементы зданий и кораблей. Хорошей новостью является то, что увеличение соотношения до сбалансированного уровня лишь немного портит изображение по сравнению с ультра качеством. Вот режим работы-это уже настоящее мыло. Неудивительно, что AMD советует использовать его только в случае крайней нехватки производительности.
 Нативное разрешение |
 |
 | ||
 |
| |||
Однако пейзаж Anno 1800, обработанный FSR с высоты птичьего полета, на самом деле выглядит хорошо, и вот почему: когда в кадре много воды и растительности, масштабирование сглаживает лестницы по краям полигонов, оставшиеся после применения полноэкранного сглаживания, и мерцание небольших движущихся объектов. В результате в некоторых случаях можно даже сказать, что эти области изображения выглядят лучше, чем в исходном разрешении. Хотя, конечно, поскольку FSR является исключительно пространственным алгоритмом и не содержит никаких временных компонентов-в отличие от DLSS — он по определению не может полностью устранить все динамические артефакты.
 Нативное разрешение |
 |
 | ||
 |
 | |||
 Нативное разрешение |
 |
 | ||
 |
 | |||
Другая игра, Godfall, резко отличается графикой от Anno 1800 и представляет масштабирование FidelityFX Super Resolution в самом выгодном свете. Он изобилует большими контрастными деталями, которые выигрывают от локального фильтра повышения контрастности, который является частью конвейера FSR.
 Нативное разрешение |
|
 | ||
 |
 | |||
Два фрагмента кадра, которые мы выбрали для анализа, выглядят определенно лучше благодаря FSR в режиме Ultra Quality, но в то же время частота кадров также увеличивается (насколько — мы узнаем позже). Области изображения с жирными контрастными линиями сохраняют приемлемую четкость при увеличении масштаба до сбалансированного режима. Конечно, вы не можете сказать этого о мелких деталях, и, наконец, наряду с полезной визуальной информацией, FSR выводит на первый план чрезмерные эффекты HDR, которых полно в этой игре, и шум трассировки лучей (последний, в отличие от Anno 1800, поддерживается здесь).
 Нативное разрешение |
 |
 | ||
 |
 | |||
 Нативное разрешение |
 |
 | ||
 |
 | |||
⇡#Тестирование производительности
Теперь, когда мы получили качественную характеристику масштабирования с использованием алгоритмов FidelityFX, пришло время выяснить, какое преимущество в частоте кадров дает FSR с различными коэффициентами масштабирования. Для этого мы использовали одни и те же игры — Anno 1800 и Godfall: они охватывают очень широкий спектр системных требований, и одним из заявленных преимуществ FSR является именно доступность самого разнообразного оборудования для пользователей.
Anno 1800, с одной стороны, является относительно нетребовательным проектом, который при умеренном разрешении тянет на видеокарты прошлого и даже позапрошлого поколения. Кроме того, сам темп игры позволяет мириться с относительно низкой частотой кадров в условиях нехватки вычислительных ресурсов GPU. С другой стороны, Godfall-это типичное современное действие в богатой графической среде. В дополнение к этому, в игре используется трассировка лучей, которая, как известно, вызывает трудности для видеокарт AMD последнего поколения.
Мы протестировали три ускорителя AMD, принадлежащих к разным периодам времени и категориям производительности: Radeon RX 590, Radeon RX 5700 XT и Radeon RX 6700 XT. Обратите внимание, что выбор в пользу RX 6700 XT вместо старых представителей серии 6000 не случаен: в то время как флагманская модель, RX 6900 XT, может справиться с трассировкой лучей в Godfall и добиться хорошей частоты кадров, используя грубую силу графического процессора, RX 6700 XT — это именно тот вид видеокарты, который не может быть предотвращен высококачественным инструментом масштабирования. Все тесты прошли с максимальными настройками графики, включая полноэкранное сглаживание в Anno 1800 с использованием четырехкратной мультисэмплирования (Godfall использует другой тип TAA) и, конечно же, трассировку лучей в Godfall на Radeon RX 6700 XT.
Поскольку бенчмарки Anno 1800 ставят видеокарты в равные условия, выигрыш в частоте кадров примерно одинаков для трех устройств при использовании того или иного коэффициента масштабирования. FSR позволяет достичь наилучших результатов при разрешении 4K, когда наиболее щадящее (и, соответственно, качественное) масштабирование с коэффициентом 1,3 с каждой стороны экрана обеспечивает увеличение частоты кадров в среднем на 33 %. В свою очередь, FSR в режиме производительности почти удваивает частоту кадров, а промежуточные положения настройки FSR повышают производительность на 54 и 76% соответственно.
В абсолютном выражении это означает, что Radeon RX 5700 XT, который давал всего около 40 кадров в секунду в исходном разрешении, уже в режиме качества FSR достигает комфортных 60 кадров в секунду. Radeon RX 6700 XT FSR Ultra качества вполне достаточно, но владельцам Radeon RX 590, несмотря на двукратное увеличение частоты кадров при самом агрессивном масштабировании, все равно придется отказаться от игры в 4K.
Что касается разрешения 1440p, то в этом случае, как и следовало ожидать, прирост производительности от использования FSR не так велик, как на экране 4K. В среднем качество FSR Ultra позволяет рассчитывать на 25 % от бонусной частоты кадров, в то время как производительность FSR увеличивает FPS на 73 %. Промежуточные коэффициенты FSR повышают производительность на 43% и 57% соответственно. Чтобы играть на 1440p, самые мощные видеокарты среди участников теста не нуждаются в масштабировании: Radeon RX 5700 XT уже поддерживает частоту кадров на уровне 60 кадров в секунду, а Radeon RX 6700 XT имеет солидный запас частоты кадров выше комфортной отметки. Масштабирование наиболее актуально для ускорителей класса Radeon RX 590: без масштабирования последний застревает на частоте 39 кадров в секунду, но уже в качественном режиме он приближается к 60.
Godfall предъявляет серьезные требования к производительности графического процессора, и, как следствие, видеокарты здесь больше всего нуждаются в инструментах масштабирования кадров. При разрешении 4K даже самое мягкое увеличение качества FSR добавило 46 % к средней частоте кадров. На следующем этапе FSR частота кадров увеличивается на 76%, а масштабирование с высокими коэффициентами может увеличить частоту кадров в 2-2, 4 раза. Ускорители Radeon RX 6700 XT и Radeon RX 590 лучше всего отреагировали на включение масштабирования: первый из-за трассировки лучей, а второй-из-за общей нехватки вычислительной мощности в старом графическом процессоре. Radeon RX 590, как и в случае с Anno 1800, не смог достичь комфортной частоты кадров 60 кадров в секунду даже в режиме производительности FSR, но Radeon RX 6700 XT, который начинается с частоты кадров 36 кадров в секунду в собственном разрешении, превзошел отметку 60 кадров в секунду благодаря качеству FSR — то есть ценой умеренной потери четкости изображения. Наконец, Radeon RX 5700 XT изначально лишь незначительно уступает Radeon RX 6700 XT по производительности из-за того, что чип AMD предыдущего поколения не обременен задачей трассировки лучей. Однако FSR в этом случае не дает такого большого выигрыша в частоте кадров: режим качества позволил вам приблизиться к 60 кадрам в секунду, но для того, чтобы преодолеть критическую линию, вам придется включить опцию FSR Balanced.
При 1440p масштабирование в Godfall примерно так же эффективно, как в Anno 1800 на экране 4K. Средняя разница в производительности между собственным разрешением и FSR на уровне качества составляет 33% от частоты кадров. Другие коэффициенты масштабирования выражаются в росте частоты кадров на 53, 73 и 92% соответственно. Однако в этом случае масштабирование полезно только для относительно маломощных графических ускорителей. Две старые видеокарты из трех тестовых устройств-Radeon RX 5700 XT, которая не требует трассировки лучей, и Radeon RX 6700 XT с трассировкой лучей-развивают частоту кадров не менее 60 кадров в секунду в исходном разрешении. Но Radeon RX 590 со скромной позиции 38 кадров в секунду поднялся до впечатляющих 66 благодаря масштабированию FSR со сбалансированным коэффициентом.
|
Нативное разрешение |
|
| ||
|
|
| |||
⇡#Выводы
Знакомство с FidelityFX Super Resolution — первым реальным инструментом масштабирования игр для видеокарт AMD (и всех других графических процессоров, не имеющих доступа к DLSS) — прошло так, как мы и ожидали, зная, какие алгоритмы лежат в основе этой технологии. FSR позволяет значительно разгрузить графический процессор за счет рендеринга в уменьшенном разрешении и, таким образом, дает значительное увеличение частоты кадров. Больше всего — в тех случаях, когда производительность особенно недостаточна: например, когда видеокартам Radeon 6000-й серии приходится выполнять трассировку лучей, или при воспроизведении на оборудовании последнего и позапрошлого поколения. Но мы и так не беспокоились о скорости. Главный вопрос заключается в том, с какой потерей четкости изображения вам придется смириться, чтобы извлечь дополнительную частоту кадров из FSR? Мы предположили, что суперразрешение FidelityFX будет где-то между DLSS и FidelityFX CAS, простым фильтром определения, который AMD использовала раньше.
Так и получилось, но надо признать, что сейчас альтернативный алгоритм гораздо ближе к DLSS. Высокие настройки качества FSR сопоставимы по результатам с быстрыми режимами DLSS, и это неплохое достижение для технологии, которая не полагается на машинное обучение. Но агрессивные коэффициенты масштабирования выше, чем то, что обеспечивает качество FSR, лучше не трогать-если только нет другого способа запустить любимую игру с приемлемой частотой кадров. И это еще одно преимущество DLSS перед суперразрешением FidelityFX, поскольку нейронная сеть более эффективно восстанавливает детали исходного кадра, когда алгоритму приходится работать в условиях дефицита информации. Но, конечно, главное преимущество яГлавным преимуществом FSR является его универсальность. Мы уверены, что большинство геймеров, которые были вынуждены отложить обновление видеокарты из-за того, насколько дороги все новые модели, переживут небольшую потерю четкости, характерную для FSR с предустановкой Ultra Quality
