Deep Learning Super Sampling

Deep Learning Super Sampling (DLSS) – technika renderingu i skalowania obrazu (ang. upscaling) w czasie rzeczywistym opracowana przez firmę Nvidia. Rozwiązanie oparte jest na uczeniu maszynowym i obsługiwane wyłącznie przez karty graficzne z rodziny GeForce RTX^[1]. Technologia dostępna jest w wybranych grach wideo.

Zadaniem DLSS jest wygenerowanie obrazu w niższej rozdzielczości bazowej (co zwiększa wydajność renderowania), a następnie przeskalowanie go do wyższej rozdzielczości wyjściowej przy użyciu sztucznej inteligencji. Pozwala to na zachowanie szczegółowości zbliżonej do obrazu natywnego przy jednoczesnym uzyskaniu wyższej liczby klatek na sekundę lub umożliwieniu gry na wyższych ustawieniach graficznych^[2].

Technologia jest rozwijana równolegle z kolejnymi generacjami mikroarchitektur GPU. Pierwotnie obsługiwana była przez układy z serii GeForce RTX 20 (Turing) i RTX 30 (Ampere). Wraz z premierą serii GeForce RTX 40 (Ada Lovelace) wprowadzono generację 3.0, a w styczniu 2025 roku, przy debiucie serii GeForce RTX 50 (Blackwell), zaprezentowano DLSS 4^[3].

Najnowsza wersja wprowadziła funkcję Multi-Frame Generation, umożliwiającą tworzenie wielu klatek pośrednich w jednym cyklu, co stanowi rozwinięcie technologii Frame Generation z poprzedniej generacji^[3]. Zaawansowane funkcje generowania klatek wymagają dedykowanych akceleratorów przepływu optycznego (ang. Optical Flow Accelerator), dostępnych w nowszych układach, jednak podstawowe funkcje rekonstrukcji obrazu (Super Resolution) pozostają kompatybilne wstecznie ze starszymi kartami rodziny RTX^[4].

W momencie debiutu kart z serii GeForce RTX 20 we wrześniu 2018 roku, DLSS był promowany jako ich kluczowa funkcja^[5]. Początkowo obsługa ograniczona była do kilku tytułów, m.in. Battlefield V^[6] i Metro Exodus. Pierwsza wersja algorytmu wymagała trenowania sieci neuronowej indywidualnie dla każdej gry, a efekty wizualne często ustępowały prostszym metodom skalowania obrazu^[7][8].

W 2019 roku gra Control otrzymała w dniu premiery obsługę ray tracingu oraz zmodernizowanej wersji DLSS, która nie wykorzystywała rdzeni Tensor^[9][10].

W kwietniu 2020 roku Nvidia udostępniła ulepszoną wersję technologii, oznaczoną jako DLSS 2.0 (wraz ze sterownikami w wersji 445.75). Aktualizacja objęła istniejące gry, takie jak Control i Wolfenstein: Youngblood. Zapowiedziano również integrację z silnikami Unreal Engine^[11] i Unity^[12]. DLSS 2.0 powrócił do wykorzystywania rdzeni Tensor, eliminując konieczność trenowania SI dla każdego tytułu z osobna^[5][13]. Wersje 1.0 i 2.0 różnią się pod względem technicznym i nie są ze sobą kompatybilne wstecz^[14][15].

W październiku 2022 roku zadebiutowała wersja DLSS 3.0, dostępna wyłącznie dla kart z serii GeForce RTX 40. Nowa iteracja zaoferowała znaczący wzrost wydajności względem poprzednika^[16].

Wydanie	Data wydania	Opis zmian
1.0	Luty 2019	Pierwsza wersja wykorzystująca SI. Wymagała szkolenia pod kątem konkretnych gier (m.in. Battlefield V, Metro Exodus)[6].
„1.9”	Sierpień 2019	Nieoficjalna nazwa wersji zastosowanej w grze Control. Algorytm uruchamiany na rdzeniach CUDA zamiast na rdzeniach Tensor[9][5][17].
2.0	Kwiecień 2020	Druga iteracja wykorzystująca ponownie rdzenie Tensor. Zastosowano model ogólny, niewymagający trenowania dla poszczególnych gier[18].
3.0	Wrzesień 2022	Wprowadzenie technologii Generowania Klatek (ang. Frame Generation), w której SI tworzy dodatkowe klatki pośrednie. Dostępne wyłącznie dla serii RTX 40.
3.5	Wrzesień 2023	Dodanie funkcji rekonstrukcji promieni (ang. Ray Reconstruction), zastępującej standardowe algorytmy odszumiania modelem SI wytrenowanym na pięciokrotnie większym zbiorze danych. Ograniczone do serii RTX 40.
4.0	Styczeń 2025	Wprowadzenie Generowania Wielu Klatek (ekskluzywnie dla serii RTX 50) oraz ulepszeń Generowania Klatek dla serii RTX 40 i 50. Dodano funkcje: DLSS Ray Reconstruction, DLSS Super Resolution oraz DLAA[19] dla wszystkich serii RTX.
4.5	Styczeń 2026	Wdrożenie drugiej generacji modelu AI opartego na architekturze Transformer, redukującego ghosting i wyostrzającego detale[20]. Nowością jest funkcja Dynamic Multi Frame Generation (6x) dla serii RTX 50. Wprowadzono funkcję DLSS Override w aplikacji NVIDIA App, wymuszającą najnowszy model AI w starszych grach[21]. Podstawowe skalowanie pozostaje kompatybilne wstecznie.

Technologia DLSS oferuje różne predefiniowane tryby jakości, które wpływają na wewnętrzną rozdzielczość renderowania.

Standardowe ustawienia DLSS^[22]

Tryb	Współczynnik skalowania	Skala renderowania
Jakość (Quality)	1.50x	66,6%
Zrównoważony (Balanced)	1.72x	58,0%
Wydajność (Performance)	2.00x	50,0%
Ultra wydajność (Ultra Performance)	3.00x	33,3%

Oprócz DLSS, Nvidia opracowała technologię Deep Learning Dynamic Super Resolution (DLDSR). Jest to rozwiązanie działające odwrotnie do DLSS: obraz renderowany jest w rozdzielczości wyższej, a następnie skalowany w dół do natywnej rozdzielczości monitora przy użyciu algorytmu wspomaganego przez sztuczną inteligencję. Celem DLDSR jest uzyskanie wyższej jakości i szczegółowości obrazu niż przy standardowym renderowaniu w rozdzielczości natywnej^[23].

• Ray tracing
• Aliasing