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升级不是游戏的“拐杖”,而是我们创造的问题的解决方案


要点

  • 由于平板技术从 CRT 转向屏幕上的固定像素阵列,因此升级是必要的。
  • UHD 整数缩放的计算成本较低,但可能会导致放大图像中出现颜色和运动伪影。
  • 人工智能升级并不是懒惰的,而是现代计算机图形开发优化以实现所需视觉呈现的关键。

您可能见过某种游戏爱好者,他们坚持认为只有推到屏幕上的纯粹、原始、原生像素才算作计算机图形。 DLSS 或 PSSR 等升级技术是“作弊”,或者是开发者避免“优化”游戏的一种方式,因为他们的要求包括使用这些技术。真的是这样吗?

由于平板技术,我们需要升级

当我们从 CRT(阴极射线管)显示器转向 LCD、等离子屏幕和 OLED 等平板显示器时,我们从根本上改变了在屏幕上绘制图像的方式。

使用 CRT,您看到的图像是用电子束绘制的,该电子束激活屏幕背面的荧光粉。如果您的 CRT 显示器显示具有特定分辨率(例如 1024x768)的数字图像,则屏幕上没有任何内容与图像数据中的像素在物理上精确对应。因此,虽然 CRT 可以创建的分辨率有上限,但其支持范围内的所有分辨率看起来都不错,只是更锐利或更柔和。

另一方面,平板显示器具有固定的物理像素阵列。例如,1920x1080 像素。如果您在平板上显示具有该精确分辨率的图像,则没有问题。但是,如果您希望任何其他分辨率的图像填满整个屏幕,则需要进行某种数学运算来为原始图像中不存在的像素创建值。这就是图像缩放以匹配平板的“原始分辨率”的难题。

电视制造商在不考虑计算机图形学的情况下选择了 4K

UHD 分辨率(从技术上讲不是 4K,但我们暂时假设它是)正好是 FHD 分辨率的四倍。这使得将视频从 FHD 缩放到 UHD 变得极其简单且计算成本低廉。例如,如果您想要缩放蓝光以适应超高清电视,那么您只需将每个轴上的像素值乘以 2 即可。实际上,图像中的每个虚拟像素都由实际屏幕上的四个物理像素表示。

这种方法效果很好,唯一真正的效果是,FHD 图像看起来比 UHD 图像更柔和,但除此之外,它看起来与原生 FHD 显示器上的效果相同。但是,如果源图像不是目标分辨率的精确倍数,则会遇到无法准确表示每个原始像素的问题。物理显示器中的一些像素现在必须是图像中几个原始像素的平均或组合结果。这会导致放大图像中出现颜色和运动伪影。

对于计算机图形学来说,还有更多的问题。即使具有完美的整数缩放,计算机图形的效果也远不如视频。缩放过程会放大锯齿(薄边缘上的阶梯)等问题。一般来说,实时 3D 计算机图形的简单整数缩放具有原始的像素化外观,尤其是在运动中。

这就是为什么,理想情况下,您需要将渲染分辨率与显示器的原始分辨率相匹配。除此之外,超高清显示屏的像素是全高清显示屏的四倍。大约是 200 万像素与 800 万像素。这需要大幅提高处理能力。这就是 PlayStation 4 Pro 等游戏机存在的原因,因为 UHD 相对于 FHD 电视的采用在 PlayStation 4 的任期内才真正开始腾飞。

超高清电视都内置了缩放技术,但输出的质量会根据算法的智能程度而有所不同。因此索尼必须推出一款控制台来控制 4K 电视上的画面效果。他们通过为 PlayStation 4 Pro 提供大量额外性能以及执行称为“棋盘”升级的特殊升级方法的特殊硬件来实现这一目标,该方法在当时比竞争对手获得了更令人满意的结果。这听起来很熟悉吗?这是因为这正是索尼后来在 PlayStation 5 Pro 上所做的,只不过缩放现在使用人工智能,而不是(相对)简单的算法。

AI 升级不是懒惰开发者的拐杖,而是另一种优化

游戏论坛和社交媒体上有时会流传这样一种想法:为了在当今最强大的硬件上运行而使用 NVIDIA DLSS 等升级技术的视频游戏表明开发人员尚未“优化”他们的游戏。

然而,这些现代的升级方法可能是计算机图形学历史上最大的优化之一。它们使视频游戏开发人员可以将 GPU 处理能力从研磨数百万像素转移到专注于制作具有更好效果和保真度的低分辨率图像,使用 AI 或至少复杂的升级算法使这些图像看起来清晰且清晰。在高分辨率显示器上很有吸引力。这是开发人员用来通过当前可能的硬件实现他们想要的最终外观的技术,并且这没有什么“懒惰”的。

所有计算机图形都是“假的”

对于依靠人工智能升级在高分辨率显示器上呈现良好图像的游戏的另一个主要批评是,生成的图像是“假的”,因为它是由人工智能变出来的。

问题是,今天所有的计算机图形都是使用尽可能少的计算能力在屏幕上绘制图片的技巧的集合。为了制作阴影、反射、光照、纹理以及渲染场景的所有其他元素,由于暴力方法无法实现,因此开发了许多数学技巧。随着实时光线追踪的兴起,但即使如此,我们也需要放大和去噪算法的支持才能获得可用的图像质量。

升级与所有其他类型的图形方法完全相同 - 一种从资源中获取尽可能多的资源的明智方法。

只有最终的图像才重要

随着游戏如何在 PlayStation 5 Pro 及其 PSSR AI 升级技术上得到改进的细节,有些游戏仍然具有“低”内部分辨率,这令人有些沮丧,但这一切与玩家以及他们会享受多少游戏无关。游戏。蛋糕怎么烤并不重要,重要的是蛋糕味道好不好。

唯一重要的是最终体验,以及您在屏幕上看到的最终视觉呈现。它的制作过程的技术细节很有趣,尤其是对于像我这样的极客来说,但这与我作为游戏玩家完全无关,区分这两个角色很重要,否则你将永远不会再对视频游戏感到满意。

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