- 69,011
- 32,041
- CPU
- AMD Ryzen 7800x3d
- Dissipatore
- Artic Freeze 2 360
- Scheda Madre
- ROG STRIX B650 A wifi
- HDD
- Nvme Sabrent 1TB SSD 128 Gb SHDD 2TB HDD 3TB
- RAM
- 64GB DDR5 Vengeance 6000 cl 30
- GPU
- PNY RTX 4080
- Audio
- Realtek Hd Audio
- Monitor
- 1 AOC Q27G3XMN mini LED 180 hz 2.LG Ultragear 27GL850 QHD 144 hz
- PSU
- Corsair HX750i
- Case
- Corsair 5000X ARGB
- Periferiche
- Meccanica
- Net
- TIm 200 Mega
- OS
- Windows 11 Pro
Salve a tutti amici del forum, il mondo della grafica e dei giochi in questi ultimi anni ha cambiato passo, ed introdotto tecnologie che un tempo erano inimmaginabili.
Ovviamente si parla del Ray Tracing, che non è un qualcosa di nuovo, ma è una tecnica di illuminazione che ha permesso al mondo cinematografico e a tutot il mondo della grafica in generale di ottenere risultati fotorealistici e credibili.
il Ray tracing in tempo reale che per abbreviazione chiameremmo RTX è stato un passo molto ambizioso, l'algoritmo in se infatti è pesantissimo, tanto da risultare decisamente eccessivo per la potenza computazionale delle GPU in generale quando fu introdotto con le RTX serie 2000 ormai 2 generazioni fa, tanto da suscitare anche diverse polemiche, ma questo, secondo me è stato un bene, poiché non solo ha portato ad un evoluzione progressiva della qualità grafica, che sembrava abbastanza in stallo.
Questa guida servirà a spiegare in larga parte tutte le tecnologie che sono nate grazie proprio all'introduzione di RTX
RTX è una tecnica utilizzata per rendere le immagini 3d maggiormente realistiche, le prime applicazioni risalgono alla fine degli anni 60 con il Ray casting, algoritmo che poi è stato perfezionato alla fine degli anni 70.
La tecnica finora utilizzata in larghissima parte si chiama "rasterizzazione" che è in parole povere la tecnica che serve per rappresentare un immagine tridimensionale su uno schermo che è "bidimensionale"
Questa tecnica applicata su tutto quello che riguarda l'illuminazione ( diretta e indiretta) ha dei limiti, che in gran parte sono già stati raggiunti.
RTX invece "simula" dei veri e propri "raggi luminosi" che fanno un percorso a ritroso dal punto di osservazione fino alla fonte ( in pratica quello che succede in natura ma nella direzione opposta)
Tale metodologia è nettamente superiore a quella che si può ottenere con il rastering, ma ha bisogno come già detto di tantissime risorse al livello computazionale, per tale ragione all'inizio non si è potuto offrire un Ray tracing "completo" ( che è chiamato in effetti path tracing) ma solo su alcuni aspetti della scena.
Ad esempio in SOTR ( Shadow of Tomb Rider ) fu limitato alle sole ombre, mentre in Metro Exodus all'illuminazione globale.
Cerchiamo di capire come si differenzia una scena in RTX e una no per le ombre ( foto sotto)
Può sembrare poca roba, ma nell'immagine si vede chiaramente come le ombre risultino diverse, nell'immagine di sinistra (in RTX) sono molto più "sfumate" mentre in quella di destra sono molto più nette.
Se ci fermiamo un attimo a riflettere e a guardare le ombre che ci circondano capiremmo subito che l'immagine di destra è "sbalgiata", le ombre infatti sono cosi nette e contrastate quando il corpo che le causa è molto vicino, mentre man mano che un oggetto è più lontano la sua ombra diverrà sempre più "sfumata" e "indefinita" se la distanza poi aumenta.
L'RTX quindi già solo applicato alle ombre restituisce un immagine molto più realistica e coernte con la realtà
In Control vediamo il primissimo esempio di come l'RTX può sconvolgere la resa visiva di un gioco quando è applicato su diversi elementi
Siamo arrivato ormai alla terza generazione di schede RTX i passi in avanti sono stati notevoli, tanto che oggi possiamo vedere giochi che hanno già il PTX ( Minecraft, Portal CP2077)
Questo è quello che si ottiene in CP2077 e in Portal RTX
Bisogna comprendere una cosa, specialmente a chi continua a ripetere che RTX è "pesante".
E' verissimo che ha bisogno di moltissime risorse, ma è anche vero che in proporzione è molto più conveniente!
Ma cosa significa questa mia affermazione?
Semplice, facendo l'esempio di sopra in SOTR per quello che riguarda le ombre, ottenere l'effetto di "penombra" è molto complesso, richiederebbe non solo una mole di lavoro nettamente superiore per coloro che sviluppano , ma anche filtri molto pesantissimi che all'atto pratico risulterebbero addirittura più pesanti al livello computazionale!
In "proporzione" RTX è l'unica via percorribile in quanto richiede MENO risorse e meno lavoro per ottenere un risultato poi decisamente più fotorealistico!
LA vera rivoluzione è stata proprio rendere possibile l RTX su schede ancora "limitate" per calcoli cosi pesanti e complessi.
Come tutte le idee si è ripreso qualcosa che si fa da sempre ossia scalare l'immagine e poi renderla più nitida in qualche modo ( ad esempio con un filtro di sharpening),
Un immagine con una risoluzione più bassa risulterà più "leggera" quindi più gestibile al livello computazionale!
Il problema che si crea è ovviamente poi qualitativo, con le tecniche classiche le immagini risultanti perdono di qualità e soffrono di blurring e spesso anche di artefatti più o meno "disturbanti"
Per questo è stato introdotto qualcosa di davvero rivoluzionario il DLSS!
Che sarà mai! Dirà qualcuno, eppure dietro questo semplice acronimo si nasconde una complessa tecnica in cui vengono utilizzati core dedicati accelerati dall'apprendimento di un intelligenza artificiale!
Il motivo di tutto ciò è ottenere una qualità visiva che risulterà ai nostri occhi indistinguibile dalla risoluzione nativa e in alcuni casi addirittura migliore!
Affinché funzioni il DLSS necessita di hardware dedicato, i "Tensor Core" presenti in tutte le schede RTX dalla serie 20 in poi.
Oltre a questo vi è un particolare tipo di chip chiamato OFA (Optical Flow Accelerator) che serve ad analizzare il movimento degli oggetti a schermo, confrontando le immagini cosi da assicurare che l'output a schermo sia qualitativamente valido e che non abbia una latenza eccessiva
Il tutto è accelerato dal "deep learning" grazie ad un server specializzato che dopo un quantitativo di tempo variabile riesce ad elaborare algoritmi che poi vengono rilasciati tramite driver e sfruttati dai Tensor Core!
NB: Per chi non lo sapesse i Tensor Core sono dei core motlo specifici per il deep learning.
Facciamo un esempio per i profani, se i CUDA core sono gli alunni di una classe che studia matematica i tensor core sono i primi della classe a fare operazioni specifiche come le divisioni.
Con le RTX 4000 è stato introdotto anche una tecnica di interpolazione in grado addirittura di generare frame partendo da due frame contigui
Il frame generator è possibile però solo sulle nuove schede RTX 4000 (ADA), per via di OFA più veloce ed avanzato.
L'OFA delle RTX precedenti ( a detta di Nvidia) non era stato nemmeno pensato per l'interpolazione, perciò seppure presente era più lento e rudimentale.
In ADA hanno inserito un ulteriore co-processore nell'OFA che quindi riesce a spostare un certo carico di lavoro in fase di PRE e POST rendering.
Grazie e questo ed altre piccole ottimizzazioni l'OFA presente su ADA è di 2,5 volte più veloce, quindi l'interpolazione è possibile!
Il risultato è sorprendente e va oltre ogni avanzamento che sia mai stato fatto in passato in termini di performance, le immagini valgono più di 1000 parole
NB Ad onor del vero le tecniche di interpolazione non sono una novità ( lo sono sulle schede grafiche) ma la cosa è presente già da diverso tempo su alcune TV.
Su questi dispositivi però la generazione dei frame avviene solo tramite un algoritmo e senza l'ausilio di hardware dedicato.
Chiaramente l'uso solo del software porta con se degli svantaggi che proverò a chiarire più avanti
E' convinzione diffusa che un oggetto o un immagine ridimensionata e poi riportata alla sua risoluzione originale non possa mai e poi mai essere uguale o migliore dell'immagine nativa.
Questo ERA verissimo fino all'introduzione del DLSS ( in particolare dalle versioni più recenti)
E' di fatto finito il tempo in cui l'immagine nativa era SEMPRE preferibile, con il DLSS sul campo non è più cosi
un immagine zoomata al 300%
Vi garantisco che l'immagine nativa è quella di sinistra !
Breve approfondimento sul DLSS
.Uno dei problemi maggiori delle tecniche di ridimensionamento sono il blurring o il flickering e una non "accuratezza" di tutti i bordi delle immagini.
Il DLSS 1.0 faceva un analisi spaziale sui singoli fotogrammi.
Sebbene il risultato spesso era migliore dello scaling tradizionale era ancora acerbo ed aveva alcuni limiti.
Inoltre i giochi che volevano usare il DLSS avevano bisogno di "tempo" che l IA "apprendesse" quindi era "scomoda"
Con il DLSS 2.0 si inserisca anche un analisi di tipo temporale, basato però sui pixel e sul campionamento simulando il TAA ( Temporal Anti Aliasing)
In breve il super-campionamento funziona dividendo lo schermo in "zone" di un numero definito di pixel ( 24 o 36)
si ottiene una "media" per stabilire il colore corretto delle informazioni mancanti.
Per ottenere un buon risultato però di campioni ne servono parecchi ( più campioni per ogni singolo pixel) cosi tanti che il calcolo necessario risulterebbe eccessivo
Si è pensato di ridurre il numero di campioni solo alle geometrie ( quello che faceva MSAA), ma anche qui oltre ad essere comunque pesante vengono a mancare alcune informazioni importanti ( come le ombreggiature o i punti di luce)
Infine venne introdotto il TAA che prendeva in esame non solo il livello "spaziale" ma anche quello "temporale"
Questo ha reso possibile un analisi più snella in quanto basta un singolo campione per pixel e non diversi come accadeva prima.
Problema risolto quindi? Non del tutto, il TAA funziona molto bene su immagini prevalentemente statiche, ma se l'immagine cambia troppo potrebbero insorgere problemi come il ghosting o artefatti di vario tipo.
Perciò il TAA è accompagnato da algoritmi complessi che analizzano sezioni e tolgono dalla cronologia quelle che risultano troppo diverse.
Il DLSS 2.0 cerca proprio di simulare il TAA ma con tutto quello che abbiamo detto sopra, quindi applicarlo grazie ad una ricostruzione dell'immagine a risoluzione inferiore ma accelerata con il deep learning e hardware dedicato ( tensor core + OFA)
Grazie a queste migliorie adesso il DLSS si può applicare al livello "generalizzato" e non ha più bisogno di essere "addestrato sul gioco specifico.
-Ray Reconstruction
Introdotto con il DLSS 3.5 si tratta di un assoluta novità che dovrebbe andare a sostituire le tecniche di denoising ( verrà spiegato in seguito)
In questo caso hanno dato la priorità alla qualità dell'immagine e non più alle performance, il maggior vantaggio è un immagine più ricca e dettagliata soprattutto per tutto quello che riguarda l'illuminazione in RTX ma anche al livello generale se è ( ad esempio) coinvolta anche l'illuminazione globale
Un immagine di confronto renderà meglio l'idea....
i miglioramenti al livello visivo sono notevoli, la cosa incredibile è che in questo caso non ha nessun costo in termini di frame rate, anzi in alcuni casi si ha un leggero miglioramento di 2/3 FPS.
Un occhiata alla pipeline di rendering
L'immagine evidenzia come RTX viene applicato, e farlo per l'intero numero di pixel risulterebbe eccessivo e pesantissimo anche per una 4090 ( ma anche per qualsiasi scheda futura)
Per questo il numero di raggi luminosi "simulato" viene ridotto ad un numero che possa risultare "sufficiente"
Questo però restituisce un immagine con del "rumore" come si vede nell'esempio sottostante!
Il Problema è generale per toglierlo si usano appunto programmi e algoritmi complessi chiamati denoiser
Nvidia utilizza NRD che usa 3 algoritmi separati
developer.nvidia.com
AMD usa un sistema simile ma formato da due algortimi
https://gpuopen.com/fidelityfx-denoiser/
E' al risposta di AMD al DLSS, ci sono però delle differenze abbastanza sostanziali che è giusto sottolineare.
FSR ( AMD Fidelity FX Super Resolution) funziona in maniera simile al DLSS moderno, usando un campionamento sia spaziale che temporale con alla base l'algoritmo di ridimensionamento Lanczos2 ( il più avanzato che si conosce)
FSR però non ha bisogno di hardware per funzionare, si basa effettivamente solo su un approccio di tipo software.
Funziona quindi su tutte le schede anche Quelle Nvidia o Intel, da questo punto di vista è certamente un bene, guardandolo però da un punto di vista "qualitativo" questo approccio da parte di AMD risulta ovviamente inferiore, a seconda dei casi più o meno evidente.
Basterà un esempio comparativo per capire meglio.....
Pur essendo una tecnica di ridimensionamento molto evoluta, mostra tutti i limiti che le tecniche di ridimensionamento "classiche" hanno.
Ovviamente in alcuni giochi renderà meglio, in altri peggio, cosi come il DLSS si dovrebbe preferire la modalità "qualità", e nel caso di FSR rende meglio ad alte o altissime risoluzioni
L'approccio di Intel è più simile a quello di Nvidia da un punto di vista "hardware" mentre rimane libero anche su altre schede dal punto di vista dell'utilizzo.
Intel utilizza anche lei tecniche di deep learning coadiuvate da core dedicati chiamanti XMX (Xe Matrix Extension)
Al livello qualitativo è molto più vicino al DLSS che ad FSR bisogna però precisare che su schede che non sono Intel la qualità sarà diversa dalla mancanza dell'hardware dedicato.
Introdotto prima di FSR il CAS è in parole potere un filtro sharpening ma più avanzato che tenta di rendere l'immagine più nitida e lo fa in maniera "selettiva" "ossia dove serve
Il ridimensionamento può essere applicato o meno in questo caso e non è "automatico" come FSR ( più evoluto e introdotto in seguito)
FSR 3.0
Rilasciato da pochissimo ( proprio mentre facevo questa guida) FSR 3 non è altro che l'interpolazione e la risposta di AMD al DLSS frame generator
Si deve ammettere che l'approccio di AMD è sicuramente pregevole, cosi come FSR anche l'interpolazione è aperta a tutte le schede e non ha bisogno di un hardware specifico per funzionare
Allo stato delle cosa solo 2 titoli dispongono di FSR 3 ma AMD ha promesso ulteriori in arrivo nel 2024
come possiamo vedere dall'immagine sottostante
Riflessioni sul frame generator
E' una tecnologia importante che serve per dare maggiore fluidità specialmente quei titoli molto pesanti che altrimenti non riuscirebbero a raggiungere un numero di frame ELEVATO.
Molti utenti però non capiscono che non si tratta di frame reali ma interpolati e che queste tecnologie per non essere vanificate devono rispettare alcuni canoni, oltre ad avere dei limiti.
Partiamo al fatto che il frame geenrator NON può allungare la vita utile di una scheda video
Si tratta di un affermazioni controintuitiva, ma vediamo perchè dichiaro questo.....
Se prendiamo come obbiettivo su pc quello di ottenere in tutti i giochi almeno 60 FPS "stabili" avere 60 fps con il generatore di frame significherebbe avere un esperienza pessima in termini di input LAG
Di fatto avere 60 fps significa avere sì la fluidità dei 60 FPS ma non la reattività cioè l'input lag che ne consegue, anzi essendo appunto frame sostanzialmente "falsi" e questi devono appunto essere "generati" l'input lag risultante risulterà PEGGIORE di giocare a 30 FPS nativi
detto in parole povere se l'input lag risultante con 30 FPS un gioco è X la risultante con il frame generator di qualsiasi tipo sarà x+n ( quindi peggiore dei 30FPS)
Appare chiaro quindi che per ottenere dei benefici tangibili in termini di fluidità so dovrà tenere in considerazione il compromesso di avere un input lag leggermente peggiore, MA non può essere troppo basso altrimenti si avrà comuqnue un esperienza di gioco decisamente pessima.
Quindi il frame generator non può essere preso come una cosa che aumenta le performance di una scheda ma come una tecnologia che può portare alcuni benefici in determinate situazioni in cui si fanno frame già sufficientemente alti da poter beneficiare della maggiore fluidità a scapito però sempre di un aumento della latenza
Una seconda considerazione può esseri fatta in base alla qualità, cioè se l'attivare il frame generator RIDUCE la qualità visiva delle scene con artefatti o difetti più o meno EVIDENTI lo scopo viene in parte vanificato.
Basterebbe infatti disattivare alcuni filtri, o abbassare le impostaizoni grafiche per avere comunque un buon numero di frame.
Conclusioni?
Le tecniche di interpolazione sono tecnologie nuove nel campo nel gaming ma non in campo cinematografico o applicato alla grafica.
In campo gaming risultano utili solo in particolari situazioni, per poter avere una maggiore fluidità per superare i limiti delle schede attuali rispetto ad alcuni effetti come il path tracing, ma per fare questo
A) Si devono fare di base già un numero sufficiente di frame
B) Non ci deve essere un degrado generale dell'immagine altrimenti si vanifica il tutto ( è contro-producente tentare il fotorealismo e poi applicare qualcosa che lo degrada)
Esiste già da un pò ed ha diversi monitor e giochi compatibili, si tratta di un sistema appunto che permette di ridurre l'input lag ( ed in alcuni casi anche di valutarlo e calcolarlo con monitor compatibili) attraverso il driver Nvidia.
E' stato utilizzato e utile soprattutto nel competitivo con giochi compatibili come Valorant ecc.
Queste Feature un tempo utili solo in giochi competitivi oggi diventano più importanti per via delle tecniche di interpolazione introdotte.
Senza di esse infatti la latenza risulterebbe troppo elevata e fastidiosa, mentre con tecnologie come reflex si riescono ad avere miglioramenti notevoli.
Reflex riesce a ridurre la latenza generale andando ad agire sulla coda di rendering che si forma tra CPU e GPU cercando di "sincronizzare" tale processo, vediamo più in dettaglio
Ecco uno schema di funzionamento senza reflex
Mentre attivando il reflex si ha questo tipo di schema
Un miglioramento nella "Render Queque" si traduce di conseguenza anche in una latenza generale di sistema inferiore.
Radeon Anti Lag Anti Lag/Anti Lag +
Una soluzione simile a quella di Nvidia ma con un nome diverso, anche in questo caso come negli schemi precedenti si tenta di ridurre al massimo la latenza di sistema andando ad agire sulla coda di rendering tra CPU e GPU.
In questo schema AMD mostra come questo tipo di feature sia efficace e riduca in maniera netta la latenza di sistema
Anti Lag + è per il momento una feature esclusiva solo su serie 7000
Si tratta di una feature minore, anche questa esclusiva sollo sulla serie 7000 che consentirebbe di ottimizzare i giochi dando il massimo delle prestazioni con una perdita di qualità ( a detta di AMD minima) ma che potrebbe essere più o meno evidente.
Si tratta di una "one click feature" per i meno smanettoni che desiderano un ottimizzazione "automatica"
Si può dire che si tratti di una soluzione simile a geforce experience ma più orientata all'aumento di prestazioni utilizzando tutte le feature disponibili, piuttosto che ad un approccio personalizzabile come funziona per experience
Il DSR è una tecnica integrata nei driver che permette di aumentare "virtualmente" la risoluzione in uscita della scheda grafica anche se si possiede un monitor con una risoluzione inferiore
In questo caso ovviamente la scheda avrà un maggior carico rispetto alla risoluzione nativa.
E' impiegata maggiormente in quelle situazioni in cui la scheda grafica è in grado di offrire un buon numero di frame anche a risoluzioni superiori, nonostante il monitor rimanga ovviamente dello stesso numero di pixel per ovvie ragioni, in questo modo si può aumentare la qualità finale nonostante i limiti del monitor.
La qualità finale non sarà equiparabile alla risoluzione "obbiettivo", ma risulterà comuqnue più nitida rispetto alla nativa.
DLDSR si tratta dell'evoluzione del DSR disponibile per tutte le schede RTX ( dalle 2000 in su) ed aggiunge il deep learning alla tecnologia DSR
Cosa significa in parole povere?
Che è richiesto meno pixel di input per raggiungere la stessa qualità della risoluzione obbiettivo.
Detto in parole semplici aumenta le prestazioni del DSR mantenendo la stessa qualità, di fatto un ridimensionamento di 2,25X è comparabile a quella del DSR 4x
Entrambe le funzioni si attivano direttamente dal pannello driver spuntando l'apposito campo relativo
Ecco uno screen:
VSR E' semplicemente la soluzione di AMD per il DSR e ha funzioni simili, anche questo può essere attivato/disattivato dal pannello di controllo adrenalin.
In questo caso non abbiamo nessun ulteriore ridimensionamento basato sul deep learing però essendo le schede video AMD sprovviste di core dedicati allo scopo.
Cosa succede utilizzando queste funzioni esattamente DSR DLSR VSR?
E' semplicissimo, sia su windows ( nativamente quindi) che in tutti i giochi specifici sarà possibile selezionare ed applicare una risoluzione DIVERSA e superiore a quella del vostro monitor
Se ( ad esempio) possediamo un monitor QHD ( 2160x1440) sarà possibile selezionare e applicare una risoluzione 2160 (3840x2160) o altre risoluzioni intermedie che prima non era possibile utilizzare.
Se si sceglie questa opzione ( ossia la modifica nelle impostazioni di windows) tutti i giochi si comporteranno esattamente come se la risoluzione in oggetto fosse quella nativa del monitor anche se non è cosi.
Se invece si decide di non seguire questa strada si potrà scegliere tra risoluzioni maggiori direttamente nel pannello dei giochi.
Se ne è parlato parecchio ultimatamente grazie ad Alan wake 2, che le utilizza, ma di cosa si tratta?
E' una tecnologia introdotta con le dx12 ultimate che permette di avere un mucchio di oggetti a schermo grazie ad un LOD ( livello di dettaglio) variabile a seconda della loro posizione o visibilità
E' molto più semplice metter un video per comprendere
questa tecnologia si è dimostrata fondamentale per la resa e la giocabilità di alan wake 2 su alcune schede video rispetto ad altre che non erano in grado di utilizzarla ( es gtx 1080 rispetto alla 1660s)
Il VRS è un acronimo di Variable refresh shading ossia il livello di velocità di rendering di una scena è variabile a seconda di dove serve in maniera intelligente
Similmente al mesh shading verrà utilizzato il massimo livello di fedeltà nelle zone più importanti di una scena mentre verrà usato un alleggerimento nelle zone periferiche
Penso che sia tutto, spero che questa guida sia utile a qualcuno per comprendere le nuove tecnologie e le voci che spesso troviamo nelle opzioni delle schede grafiche
Se vi sono inesattezze, refusi, se vi piace la spiegazione, o anche se non vi piace, e volete puntualizzare qualche cosa vi prego fatecelo sapere nei commenti
Un caloroso abbraccio e che la forza sia con voi
Crime
Ovviamente si parla del Ray Tracing, che non è un qualcosa di nuovo, ma è una tecnica di illuminazione che ha permesso al mondo cinematografico e a tutot il mondo della grafica in generale di ottenere risultati fotorealistici e credibili.
il Ray tracing in tempo reale che per abbreviazione chiameremmo RTX è stato un passo molto ambizioso, l'algoritmo in se infatti è pesantissimo, tanto da risultare decisamente eccessivo per la potenza computazionale delle GPU in generale quando fu introdotto con le RTX serie 2000 ormai 2 generazioni fa, tanto da suscitare anche diverse polemiche, ma questo, secondo me è stato un bene, poiché non solo ha portato ad un evoluzione progressiva della qualità grafica, che sembrava abbastanza in stallo.
Questa guida servirà a spiegare in larga parte tutte le tecnologie che sono nate grazie proprio all'introduzione di RTX
RTX Cosa è e a cosa serve
La tecnica finora utilizzata in larghissima parte si chiama "rasterizzazione" che è in parole povere la tecnica che serve per rappresentare un immagine tridimensionale su uno schermo che è "bidimensionale"
Questa tecnica applicata su tutto quello che riguarda l'illuminazione ( diretta e indiretta) ha dei limiti, che in gran parte sono già stati raggiunti.
RTX invece "simula" dei veri e propri "raggi luminosi" che fanno un percorso a ritroso dal punto di osservazione fino alla fonte ( in pratica quello che succede in natura ma nella direzione opposta)
Tale metodologia è nettamente superiore a quella che si può ottenere con il rastering, ma ha bisogno come già detto di tantissime risorse al livello computazionale, per tale ragione all'inizio non si è potuto offrire un Ray tracing "completo" ( che è chiamato in effetti path tracing) ma solo su alcuni aspetti della scena.
Ad esempio in SOTR ( Shadow of Tomb Rider ) fu limitato alle sole ombre, mentre in Metro Exodus all'illuminazione globale.
Cerchiamo di capire come si differenzia una scena in RTX e una no per le ombre ( foto sotto)
Può sembrare poca roba, ma nell'immagine si vede chiaramente come le ombre risultino diverse, nell'immagine di sinistra (in RTX) sono molto più "sfumate" mentre in quella di destra sono molto più nette.
Se ci fermiamo un attimo a riflettere e a guardare le ombre che ci circondano capiremmo subito che l'immagine di destra è "sbalgiata", le ombre infatti sono cosi nette e contrastate quando il corpo che le causa è molto vicino, mentre man mano che un oggetto è più lontano la sua ombra diverrà sempre più "sfumata" e "indefinita" se la distanza poi aumenta.
L'RTX quindi già solo applicato alle ombre restituisce un immagine molto più realistica e coernte con la realtà
In Control vediamo il primissimo esempio di come l'RTX può sconvolgere la resa visiva di un gioco quando è applicato su diversi elementi
Siamo arrivato ormai alla terza generazione di schede RTX i passi in avanti sono stati notevoli, tanto che oggi possiamo vedere giochi che hanno già il PTX ( Minecraft, Portal CP2077)
Questo è quello che si ottiene in CP2077 e in Portal RTX
Bisogna comprendere una cosa, specialmente a chi continua a ripetere che RTX è "pesante".
E' verissimo che ha bisogno di moltissime risorse, ma è anche vero che in proporzione è molto più conveniente!
Ma cosa significa questa mia affermazione?
Semplice, facendo l'esempio di sopra in SOTR per quello che riguarda le ombre, ottenere l'effetto di "penombra" è molto complesso, richiederebbe non solo una mole di lavoro nettamente superiore per coloro che sviluppano , ma anche filtri molto pesantissimi che all'atto pratico risulterebbero addirittura più pesanti al livello computazionale!
In "proporzione" RTX è l'unica via percorribile in quanto richiede MENO risorse e meno lavoro per ottenere un risultato poi decisamente più fotorealistico!
Tecniche di Scaling
Come tutte le idee si è ripreso qualcosa che si fa da sempre ossia scalare l'immagine e poi renderla più nitida in qualche modo ( ad esempio con un filtro di sharpening),
Un immagine con una risoluzione più bassa risulterà più "leggera" quindi più gestibile al livello computazionale!
Il problema che si crea è ovviamente poi qualitativo, con le tecniche classiche le immagini risultanti perdono di qualità e soffrono di blurring e spesso anche di artefatti più o meno "disturbanti"
Per questo è stato introdotto qualcosa di davvero rivoluzionario il DLSS!
DLSS (Deep Learning Super Sampling)
Che sarà mai! Dirà qualcuno, eppure dietro questo semplice acronimo si nasconde una complessa tecnica in cui vengono utilizzati core dedicati accelerati dall'apprendimento di un intelligenza artificiale!
Il motivo di tutto ciò è ottenere una qualità visiva che risulterà ai nostri occhi indistinguibile dalla risoluzione nativa e in alcuni casi addirittura migliore!
Affinché funzioni il DLSS necessita di hardware dedicato, i "Tensor Core" presenti in tutte le schede RTX dalla serie 20 in poi.
Oltre a questo vi è un particolare tipo di chip chiamato OFA (Optical Flow Accelerator) che serve ad analizzare il movimento degli oggetti a schermo, confrontando le immagini cosi da assicurare che l'output a schermo sia qualitativamente valido e che non abbia una latenza eccessiva
Il tutto è accelerato dal "deep learning" grazie ad un server specializzato che dopo un quantitativo di tempo variabile riesce ad elaborare algoritmi che poi vengono rilasciati tramite driver e sfruttati dai Tensor Core!
NB: Per chi non lo sapesse i Tensor Core sono dei core motlo specifici per il deep learning.
Facciamo un esempio per i profani, se i CUDA core sono gli alunni di una classe che studia matematica i tensor core sono i primi della classe a fare operazioni specifiche come le divisioni.
DLSS 3.0 Frame Generator
Con le RTX 4000 è stato introdotto anche una tecnica di interpolazione in grado addirittura di generare frame partendo da due frame contigui
Il frame generator è possibile però solo sulle nuove schede RTX 4000 (ADA), per via di OFA più veloce ed avanzato.
L'OFA delle RTX precedenti ( a detta di Nvidia) non era stato nemmeno pensato per l'interpolazione, perciò seppure presente era più lento e rudimentale.
In ADA hanno inserito un ulteriore co-processore nell'OFA che quindi riesce a spostare un certo carico di lavoro in fase di PRE e POST rendering.
Grazie e questo ed altre piccole ottimizzazioni l'OFA presente su ADA è di 2,5 volte più veloce, quindi l'interpolazione è possibile!
Il risultato è sorprendente e va oltre ogni avanzamento che sia mai stato fatto in passato in termini di performance, le immagini valgono più di 1000 parole
NB Ad onor del vero le tecniche di interpolazione non sono una novità ( lo sono sulle schede grafiche) ma la cosa è presente già da diverso tempo su alcune TV.
Su questi dispositivi però la generazione dei frame avviene solo tramite un algoritmo e senza l'ausilio di hardware dedicato.
Chiaramente l'uso solo del software porta con se degli svantaggi che proverò a chiarire più avanti
DIVAGAZIONE sul DLSS
E' convinzione diffusa che un oggetto o un immagine ridimensionata e poi riportata alla sua risoluzione originale non possa mai e poi mai essere uguale o migliore dell'immagine nativa.
Questo ERA verissimo fino all'introduzione del DLSS ( in particolare dalle versioni più recenti)
E' di fatto finito il tempo in cui l'immagine nativa era SEMPRE preferibile, con il DLSS sul campo non è più cosi
un immagine zoomata al 300%
Vi garantisco che l'immagine nativa è quella di sinistra !
Breve approfondimento sul DLSS
.Uno dei problemi maggiori delle tecniche di ridimensionamento sono il blurring o il flickering e una non "accuratezza" di tutti i bordi delle immagini.
Il DLSS 1.0 faceva un analisi spaziale sui singoli fotogrammi.
Sebbene il risultato spesso era migliore dello scaling tradizionale era ancora acerbo ed aveva alcuni limiti.
Inoltre i giochi che volevano usare il DLSS avevano bisogno di "tempo" che l IA "apprendesse" quindi era "scomoda"
Con il DLSS 2.0 si inserisca anche un analisi di tipo temporale, basato però sui pixel e sul campionamento simulando il TAA ( Temporal Anti Aliasing)
In breve il super-campionamento funziona dividendo lo schermo in "zone" di un numero definito di pixel ( 24 o 36)
si ottiene una "media" per stabilire il colore corretto delle informazioni mancanti.
Per ottenere un buon risultato però di campioni ne servono parecchi ( più campioni per ogni singolo pixel) cosi tanti che il calcolo necessario risulterebbe eccessivo
Si è pensato di ridurre il numero di campioni solo alle geometrie ( quello che faceva MSAA), ma anche qui oltre ad essere comunque pesante vengono a mancare alcune informazioni importanti ( come le ombreggiature o i punti di luce)
Infine venne introdotto il TAA che prendeva in esame non solo il livello "spaziale" ma anche quello "temporale"
Questo ha reso possibile un analisi più snella in quanto basta un singolo campione per pixel e non diversi come accadeva prima.
Problema risolto quindi? Non del tutto, il TAA funziona molto bene su immagini prevalentemente statiche, ma se l'immagine cambia troppo potrebbero insorgere problemi come il ghosting o artefatti di vario tipo.
Perciò il TAA è accompagnato da algoritmi complessi che analizzano sezioni e tolgono dalla cronologia quelle che risultano troppo diverse.
Il DLSS 2.0 cerca proprio di simulare il TAA ma con tutto quello che abbiamo detto sopra, quindi applicarlo grazie ad una ricostruzione dell'immagine a risoluzione inferiore ma accelerata con il deep learning e hardware dedicato ( tensor core + OFA)
Grazie a queste migliorie adesso il DLSS si può applicare al livello "generalizzato" e non ha più bisogno di essere "addestrato sul gioco specifico.
-Ray Reconstruction
Introdotto con il DLSS 3.5 si tratta di un assoluta novità che dovrebbe andare a sostituire le tecniche di denoising ( verrà spiegato in seguito)
In questo caso hanno dato la priorità alla qualità dell'immagine e non più alle performance, il maggior vantaggio è un immagine più ricca e dettagliata soprattutto per tutto quello che riguarda l'illuminazione in RTX ma anche al livello generale se è ( ad esempio) coinvolta anche l'illuminazione globale
Un immagine di confronto renderà meglio l'idea....
i miglioramenti al livello visivo sono notevoli, la cosa incredibile è che in questo caso non ha nessun costo in termini di frame rate, anzi in alcuni casi si ha un leggero miglioramento di 2/3 FPS.
tecniche di denoising
Un occhiata alla pipeline di rendering
L'immagine evidenzia come RTX viene applicato, e farlo per l'intero numero di pixel risulterebbe eccessivo e pesantissimo anche per una 4090 ( ma anche per qualsiasi scheda futura)
Per questo il numero di raggi luminosi "simulato" viene ridotto ad un numero che possa risultare "sufficiente"
Questo però restituisce un immagine con del "rumore" come si vede nell'esempio sottostante!
Il Problema è generale per toglierlo si usano appunto programmi e algoritmi complessi chiamati denoiser
Nvidia utilizza NRD che usa 3 algoritmi separati
NVIDIA Real-Time Denoisers (NRD)
developer.nvidia.com
https://gpuopen.com/fidelityfx-denoiser/
AMD FSR
E' al risposta di AMD al DLSS, ci sono però delle differenze abbastanza sostanziali che è giusto sottolineare.
FSR ( AMD Fidelity FX Super Resolution) funziona in maniera simile al DLSS moderno, usando un campionamento sia spaziale che temporale con alla base l'algoritmo di ridimensionamento Lanczos2 ( il più avanzato che si conosce)
FSR però non ha bisogno di hardware per funzionare, si basa effettivamente solo su un approccio di tipo software.
Funziona quindi su tutte le schede anche Quelle Nvidia o Intel, da questo punto di vista è certamente un bene, guardandolo però da un punto di vista "qualitativo" questo approccio da parte di AMD risulta ovviamente inferiore, a seconda dei casi più o meno evidente.
Basterà un esempio comparativo per capire meglio.....
Pur essendo una tecnica di ridimensionamento molto evoluta, mostra tutti i limiti che le tecniche di ridimensionamento "classiche" hanno.
Ovviamente in alcuni giochi renderà meglio, in altri peggio, cosi come il DLSS si dovrebbe preferire la modalità "qualità", e nel caso di FSR rende meglio ad alte o altissime risoluzioni
XeSS
L'approccio di Intel è più simile a quello di Nvidia da un punto di vista "hardware" mentre rimane libero anche su altre schede dal punto di vista dell'utilizzo.
Intel utilizza anche lei tecniche di deep learning coadiuvate da core dedicati chiamanti XMX (Xe Matrix Extension)
Al livello qualitativo è molto più vicino al DLSS che ad FSR bisogna però precisare che su schede che non sono Intel la qualità sarà diversa dalla mancanza dell'hardware dedicato.
Fidely FX CAS
Il ridimensionamento può essere applicato o meno in questo caso e non è "automatico" come FSR ( più evoluto e introdotto in seguito)
FSR 3.0
Rilasciato da pochissimo ( proprio mentre facevo questa guida) FSR 3 non è altro che l'interpolazione e la risposta di AMD al DLSS frame generator
Si deve ammettere che l'approccio di AMD è sicuramente pregevole, cosi come FSR anche l'interpolazione è aperta a tutte le schede e non ha bisogno di un hardware specifico per funzionare
Allo stato delle cosa solo 2 titoli dispongono di FSR 3 ma AMD ha promesso ulteriori in arrivo nel 2024
come possiamo vedere dall'immagine sottostante
Riflessioni sul frame generator
E' una tecnologia importante che serve per dare maggiore fluidità specialmente quei titoli molto pesanti che altrimenti non riuscirebbero a raggiungere un numero di frame ELEVATO.
Molti utenti però non capiscono che non si tratta di frame reali ma interpolati e che queste tecnologie per non essere vanificate devono rispettare alcuni canoni, oltre ad avere dei limiti.
Partiamo al fatto che il frame geenrator NON può allungare la vita utile di una scheda video
Si tratta di un affermazioni controintuitiva, ma vediamo perchè dichiaro questo.....
Se prendiamo come obbiettivo su pc quello di ottenere in tutti i giochi almeno 60 FPS "stabili" avere 60 fps con il generatore di frame significherebbe avere un esperienza pessima in termini di input LAG
Di fatto avere 60 fps significa avere sì la fluidità dei 60 FPS ma non la reattività cioè l'input lag che ne consegue, anzi essendo appunto frame sostanzialmente "falsi" e questi devono appunto essere "generati" l'input lag risultante risulterà PEGGIORE di giocare a 30 FPS nativi
detto in parole povere se l'input lag risultante con 30 FPS un gioco è X la risultante con il frame generator di qualsiasi tipo sarà x+n ( quindi peggiore dei 30FPS)
Appare chiaro quindi che per ottenere dei benefici tangibili in termini di fluidità so dovrà tenere in considerazione il compromesso di avere un input lag leggermente peggiore, MA non può essere troppo basso altrimenti si avrà comuqnue un esperienza di gioco decisamente pessima.
Quindi il frame generator non può essere preso come una cosa che aumenta le performance di una scheda ma come una tecnologia che può portare alcuni benefici in determinate situazioni in cui si fanno frame già sufficientemente alti da poter beneficiare della maggiore fluidità a scapito però sempre di un aumento della latenza
Una seconda considerazione può esseri fatta in base alla qualità, cioè se l'attivare il frame generator RIDUCE la qualità visiva delle scene con artefatti o difetti più o meno EVIDENTI lo scopo viene in parte vanificato.
Basterebbe infatti disattivare alcuni filtri, o abbassare le impostaizoni grafiche per avere comunque un buon numero di frame.
Conclusioni?
Le tecniche di interpolazione sono tecnologie nuove nel campo nel gaming ma non in campo cinematografico o applicato alla grafica.
In campo gaming risultano utili solo in particolari situazioni, per poter avere una maggiore fluidità per superare i limiti delle schede attuali rispetto ad alcuni effetti come il path tracing, ma per fare questo
A) Si devono fare di base già un numero sufficiente di frame
B) Non ci deve essere un degrado generale dell'immagine altrimenti si vanifica il tutto ( è contro-producente tentare il fotorealismo e poi applicare qualcosa che lo degrada)
Nvidia Reflex
Esiste già da un pò ed ha diversi monitor e giochi compatibili, si tratta di un sistema appunto che permette di ridurre l'input lag ( ed in alcuni casi anche di valutarlo e calcolarlo con monitor compatibili) attraverso il driver Nvidia.
E' stato utilizzato e utile soprattutto nel competitivo con giochi compatibili come Valorant ecc.
Queste Feature un tempo utili solo in giochi competitivi oggi diventano più importanti per via delle tecniche di interpolazione introdotte.
Senza di esse infatti la latenza risulterebbe troppo elevata e fastidiosa, mentre con tecnologie come reflex si riescono ad avere miglioramenti notevoli.
Reflex riesce a ridurre la latenza generale andando ad agire sulla coda di rendering che si forma tra CPU e GPU cercando di "sincronizzare" tale processo, vediamo più in dettaglio
Ecco uno schema di funzionamento senza reflex
Mentre attivando il reflex si ha questo tipo di schema
Un miglioramento nella "Render Queque" si traduce di conseguenza anche in una latenza generale di sistema inferiore.
Radeon Anti Lag Anti Lag/Anti Lag +
Una soluzione simile a quella di Nvidia ma con un nome diverso, anche in questo caso come negli schemi precedenti si tenta di ridurre al massimo la latenza di sistema andando ad agire sulla coda di rendering tra CPU e GPU.
In questo schema AMD mostra come questo tipo di feature sia efficace e riduca in maniera netta la latenza di sistema
Anti Lag + è per il momento una feature esclusiva solo su serie 7000
HYPR-FX
Si tratta di una feature minore, anche questa esclusiva sollo sulla serie 7000 che consentirebbe di ottimizzare i giochi dando il massimo delle prestazioni con una perdita di qualità ( a detta di AMD minima) ma che potrebbe essere più o meno evidente.
Si tratta di una "one click feature" per i meno smanettoni che desiderano un ottimizzazione "automatica"
Si può dire che si tratti di una soluzione simile a geforce experience ma più orientata all'aumento di prestazioni utilizzando tutte le feature disponibili, piuttosto che ad un approccio personalizzabile come funziona per experience
DSR
Il DSR è una tecnica integrata nei driver che permette di aumentare "virtualmente" la risoluzione in uscita della scheda grafica anche se si possiede un monitor con una risoluzione inferiore
In questo caso ovviamente la scheda avrà un maggior carico rispetto alla risoluzione nativa.
E' impiegata maggiormente in quelle situazioni in cui la scheda grafica è in grado di offrire un buon numero di frame anche a risoluzioni superiori, nonostante il monitor rimanga ovviamente dello stesso numero di pixel per ovvie ragioni, in questo modo si può aumentare la qualità finale nonostante i limiti del monitor.
La qualità finale non sarà equiparabile alla risoluzione "obbiettivo", ma risulterà comuqnue più nitida rispetto alla nativa.
DLDSR si tratta dell'evoluzione del DSR disponibile per tutte le schede RTX ( dalle 2000 in su) ed aggiunge il deep learning alla tecnologia DSR
Cosa significa in parole povere?
Che è richiesto meno pixel di input per raggiungere la stessa qualità della risoluzione obbiettivo.
Detto in parole semplici aumenta le prestazioni del DSR mantenendo la stessa qualità, di fatto un ridimensionamento di 2,25X è comparabile a quella del DSR 4x
Entrambe le funzioni si attivano direttamente dal pannello driver spuntando l'apposito campo relativo
Ecco uno screen:
VSR E' semplicemente la soluzione di AMD per il DSR e ha funzioni simili, anche questo può essere attivato/disattivato dal pannello di controllo adrenalin.
In questo caso non abbiamo nessun ulteriore ridimensionamento basato sul deep learing però essendo le schede video AMD sprovviste di core dedicati allo scopo.
Cosa succede utilizzando queste funzioni esattamente DSR DLSR VSR?
E' semplicissimo, sia su windows ( nativamente quindi) che in tutti i giochi specifici sarà possibile selezionare ed applicare una risoluzione DIVERSA e superiore a quella del vostro monitor
Se ( ad esempio) possediamo un monitor QHD ( 2160x1440) sarà possibile selezionare e applicare una risoluzione 2160 (3840x2160) o altre risoluzioni intermedie che prima non era possibile utilizzare.
Se si sceglie questa opzione ( ossia la modifica nelle impostazioni di windows) tutti i giochi si comporteranno esattamente come se la risoluzione in oggetto fosse quella nativa del monitor anche se non è cosi.
Se invece si decide di non seguire questa strada si potrà scegliere tra risoluzioni maggiori direttamente nel pannello dei giochi.
Mesh shader Sample feedback e VRS
E' una tecnologia introdotta con le dx12 ultimate che permette di avere un mucchio di oggetti a schermo grazie ad un LOD ( livello di dettaglio) variabile a seconda della loro posizione o visibilità
E' molto più semplice metter un video per comprendere
questa tecnologia si è dimostrata fondamentale per la resa e la giocabilità di alan wake 2 su alcune schede video rispetto ad altre che non erano in grado di utilizzarla ( es gtx 1080 rispetto alla 1660s)
Il VRS è un acronimo di Variable refresh shading ossia il livello di velocità di rendering di una scena è variabile a seconda di dove serve in maniera intelligente
Similmente al mesh shading verrà utilizzato il massimo livello di fedeltà nelle zone più importanti di una scena mentre verrà usato un alleggerimento nelle zone periferiche
Penso che sia tutto, spero che questa guida sia utile a qualcuno per comprendere le nuove tecnologie e le voci che spesso troviamo nelle opzioni delle schede grafiche
Se vi sono inesattezze, refusi, se vi piace la spiegazione, o anche se non vi piace, e volete puntualizzare qualche cosa vi prego fatecelo sapere nei commenti
Un caloroso abbraccio e che la forza sia con voi
Crime
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