Nvidia DLSS 2.0, una gran avance en los videojuegos gracias a la IA

La llegada de la inteligencia artificial a los videojuegos ha supuesto una gran revolución en el realismo y la calidad gráfica ofrecida por los desarrolladores. Ahora Nvidia da un nuevo paso adelante con la llegada de Deep Learning Super Sampling (DLSS) 2.0. Te explicamos todos os avances de esta increíble tecnología, y todo lo que puede hacer.

Qué es Nvidia DLSS 2.0

Deep Learning Super Sampling 2.0 es una tecnología propietaria de Nvidia que utiliza la inteligencia artificial para mejorar el rendimiento de los videojuegos más modernos y exigentes con el hardware. Gracias a DLSS 2.0 los jugadores pueden beneficiarse de resoluciones más altas y tasas de frames más elevadas y estables.

DLSS 2.0 se basa en una red neuronal de aprendizaje profundo nueva y mucho más avanzada que la de DLSS original. Esto hace que sea mucho más eficiente a la hora de aumentar los fotogramas por segundo de los videojuegos a la vez que proporciona imágenes con una calidad gráfica muy elevada y muy nítidas.

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También ofrece a los jugadores opciones para maximizar la configuración del raytracing o trazado de rayos, y más opciones de resoluciones de salida.

Todo ello es posible gracias a los procesadores de IA exclusivos de las tarjetas gráficas Nvidia GeForce RTX, los llamados Tensor Core.

Ventajas de DLSS 2.0 frente a la versión original

Nvidia ha introducido muchas novedades y mejoras en esta nueva versión de su tecnología DLSS, principalmente enfocadas a simplificar su implementación y mejorar el funcionamiento.

Mayor calidad de imagen superior

DLSS 2.0 permite ofrecer una calidad de imagen equivalente a la resolución nativa renderizando tan solo la mitad de los píxeles de la imagen. Para ello utiliza nuevas y avanzadas técnicas de retroalimentación temporal, que permite obtener una gran nitidez de imagen. Gracias a ello se obtiene un rendimiento más elevado y estable.

Gran escalado en todas las GPU y resoluciones GeForce RTX

El nuevo modelo de IA de DLSS 2.0 es mucho más eficiente al usar los Tensor Core, hasta dos veces más rápido que la tecnología DLSS original. Esto hace posible utilizar DLSS 2.0 en todas las resoluciones y en todas las GPUs Nvidia GeForce RTX compatibles.

Una red para todos los juegos sin necesidad de entrenamiento

El principal inconveniente de DLSS original era la necesidad de entrenar una red neuronal para cada videojuego. Esto cambia con DLSS 2.0, ya que se puede usar una única red para todos los juegos sin necesidad de entrenarla. Por tanto, los desarrolladores lo tienen mucho más fácil para implementar DLSS 2.0 en sus títulos.

Más opciones de personalización

Gracias a DLSS 2.0 los usuarios pueden elegir entre 3 modos de calidad de imagen (Calidad, Equilibrado, Rendimiento). Estos modos afectan a la resolución de renderización de las imágenes, permitiendo elegir entre una mayor calidad de imagen o un mejor rendimiento.

El modo rendimiento ofrece una super resolución hasta 4 veces mayor, lo que significa que puede renderizar un juego a a 1080p y mostrarlo a 4K con un nivel de calidad muy similar al 4K nativo. Por contra, el modo calidad está pensado para los usuarios que buscan la máxima calidad de imagen.

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El modo Rendimiento de DLSS 2.0 ofrece una notable mejora en la calidad de imagen de los juegos a la vez que un mayor rendimiento.

Cómo funciona DLSS 2.0, un reescalado basado en inteligencia artificial

La tecnología DLSS se basa en la inteligencia artificial y una red neuronal entrenada con varios miles de imágenes en alta resolución procedentes de los videojuegos. Todas estas imágenes se renderizan en un super ordenador en una gran calidad de 64 muestras por píxel.

A partir de ahí el funcionamiento de la tecnología es bastante sencillo. La red neuronal es capaz de reconocer una imagen de entrada renderizada a baja resolución, y convertirla en una imagen de muy alta resolución usando los datos obtenidos del entrenamiento.

Básicamente, se puede decir que lo que hace DLSS 2.0 es un reescalado de las imágenes para aumentar su nitidez y calidad general.

La mayor ventaja de DLSS 2.0 frente a su predecesor, es que no se necesita entrenar cada juego donde se implemente dicha tecnología, algo esencial para allanar el camino de cara a su uso en la mayoría de los títulos más importantes del mercado.

Para hacerlo posible, DLSS 2.0 contiene dos entradas principales que alimentan la red de inteligencia artificial:

  1. Imágenes con alias a baja resolución que son renderizadas por el propio motor del juego.
  2. Vectores de movimiento de las mismas imágenes, que son también generados por el motor del juego.

Los vectores de movimiento son utilizados para obtener los datos del movimiento de los objetos en la escena. Fundamentalmente dicen cuáles son los objetos de una escena que se mueven de posición de un frame a otro, y cómo es dicho movimiento.

Con esa información, el avanzado algoritmo desarrollado por Nvidia es capaz de aplicar los vectores a la última salida de fotogramas de alta resolución para obtener una representación del próximo fotograma.

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El autocodificador convolucional de la red neuronal utiliza el fotograma actual en baja resolución junto al último fotograma de alta resolución para determinar, píxel a píxel, cómo producir un fotograma actualizado de mayor calidad visual.

Durante todo este proceso, la inteligencia artificial compara las imágenes obtenidas con un patrón de referencia renderizado de forma nativa a resolución 16K y a máxima calidad gráfica. De esta forma se pueden encontrar los desperfectos producidos en la imagen, así como todos los aspectos que se pueden mejorar.

El resultado de lo anterior se devuelve a la red neuronal, de forma que se produce un bucle de análisis y aprendizaje para seguir mejorando el resultado obtenido.

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DLSS 2.0 se basa en un proceso continuo de análisis y retroalimentación para mejorar su efectividad y eficiencia.

Beneficios de DLSS 2.0 en los juegos

Deliver Us The Moon, MechWarrior 5: Mercenaries y Wolfenstein: Youngblood fueron los primeros juegos en llegar el mercado con soporte para Nvidia DLSS 2.0. Control también es compatible desde la actualización lanzada en 26 de marzo de 2020.

DLSS 2.0 en Control

Control fue lanzado en 2019 por Remedy Entertainment como uno de los juegos que mejor aprovechaban las capacidades de DLSS. El uso del raytracing en tiempo real en este título nos ofreció un nivel de calidad en los reflejos que hasta el momento no se habían visto en los videojuegos.

Gracias a DLSS, Control logró mejorar el rendimiento en hasta un 70% sin sacrificar la calidad de imagen. A partir del 26 de marzo de 2020, Control ya usa DLSS 2.0 para mejorar más aún el rendimiento y la calidad de imagen.

Gracias a DLSS 2.0, Control mejora la velocidad de fotogramas por segundo en un 76% en resolución 1080p, y es capaz de multiplicar su rendimiento por 2-3X en resolución 4K. Esto significa que con una GeForce RTX 2060 se puede jugar en 4K con la calidad gráfica al máximo y a una elevada tasa de frames por segundo.

Las siguientes gráficas muestran la ganancia de rendimiento de Control al usar DLSS 2.0 en diferentes resoluciones y con las diferentes tarjetas GeForce RTX disponibles. Haz click en las imágenes para ampliarlas.

Más allá del rendimiento, DLSS 2.0 ha servido para solucionar algunos problemas que presentaba el juego en áreas con objetos en movimiento al usar DLSS. Ahora todo ello se maneja de una forma mucho más eficaz y sin defectos visuales.

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Mientras que la implementación original de DLSS en Control aumentó el rendimiento y proporcionó una gran calidad de imagen en la mayoría de las escenas del juego, tendía a tener problemas en áreas con objetos en movimiento. En contraste, DLSS 2.0 es capaz de manejar estos casos mucho más eficazmente, como se ve en la siguiente imagen de un ventilador giratorio.

DLSS 2.0 también soluciona los problemas de calidad de imagen cuando los detalles son sutiles. Observa las siguientes imágenes para apreciar la gran diferencia en el nivel de detalle y nitidez.

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DLSS 2.0 en Deliver Us The Moon

Seguimos con otro videojuego reciente que se beneficia mucho del uso de la tecnología DLSS 2.0, se trata de Deliver Us The Moon, una aventura espacial que tiene lugar en la luna y que ha sido desarrollada por KeokeN Interactive.

La activación de DLSS 2.0 en Deliver Us The Moon hace que el rendimiento del juego mejore en un 60% sin hacer nada más. Una mejora sustancial, que permite utilizar el trazado de rayos en tiempo real sin una merma importante en la tasa de imágenes por segundo.

DLSS 2.0 se combina con la técnica Anti-Aliasing Temporal para ofrecer una calidad de imagen excepcional, aumentando incluso el detalle apreciable en barandillas y otros detalles finos y sutiles en elementos como los ordenadores del juego con textos minúsculos. También se mejora la estabilidad de los fotogramas por segundo, incluso en las escenas con mayor carga geométrica y gráfica general.

DLSS 2.0 sigue aprendiendo y mejorando gracias a Turing

Todas las mejoras introducidas por Nvidia en DLSS 2.0 son posibles gracias a las características de la arquitectura Turing. El futuro de los videojuegos en PC pasa por el trazado de rayos y el reescalado de las imágenes para mejorar su calidad.

Gracias a la combinación de estas dos tecnologías, es posible crear entornos muy ricos en detalles y con los mejores efectos de iluminación en tiempo real, sin que el rendimiento del mejor gráfico y la GPU se vea perjudicado.

Los RT Core y los Tensor Core son fundamentales para el funcionamiento de estas dos tecnologías. Los RT Core han llegado junto a Turing para hacer posible el uso del raytracing en tiempo real en los videojuegos por primera vez. Son núcleos especializados en los cálculos necesarios para recrear el comportamiento de la luz en el mundo real.

En cuanto a los Tensor Core, son núcleos especializados en la multiplicación de matrices, la operación básica en las redes de inferencia del mundo de la IA. La arquitectura Volta ya tenía Tensor Core, pero estos han sido rediseñados y muy mejorados en Turing para hacerlos más rápidos y más eficientes.

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La siguiente arquitectura de Nvidia será Ampere, de a cual se sabe muy poco, pero se espera una mejora masiva en el rendimiento de DLSS y el raytracing.

Hasta aquí nuestro post especial dedicado a la tecnología Nvidia DLSS 2.0. Esperamos haber resuelto todas tus dudas. Recuerda que puedes dejar un comentario si quieres aportar algo.

Juan Gomar

Apasionado de la informática, los videojuegos y la tecnología en general. En este blog encontrarás mis mejores artículos para ayudarte en todas las dudas que tengas.
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