Analisi Nvidia DLSS 4: Rivoluzione nel Ray Tracing, Addio Rumore Fastidioso!

Il ray tracing è spesso considerato un compromesso tra qualità visiva e prestazioni – migliora il realismo dell’illuminazione a scapito degli FPS. Tuttavia, c’è un secondo compromesso di cui si parla meno: il rumore.

Ho recentemente dedicato un video a discutere proprio questo perché ci sono giochi che non utilizzano una risoluzione sufficientemente alta per i loro effetti, altri con granulosità superficiale evidente, una forte denoising che risulta in bollitura superficiale, o giochi in cui il ray tracing compromette la qualità delle texture fino al punto di causare problemi di reattività evidenti con l’illuminazione.

Tutti questi problemi finiscono per compromettere quella che dovrebbe essere una tecnologia volta a migliorare la qualità visiva.

Che cos’è la Ricostruzione dei Raggi?

Parzialmente riconoscendo questo problema, Nvidia ha lanciato nel 2023 la DLSS Ricostruzione dei Raggi per affrontare molti di questi problemi. Come denoiser basato sull’IA per i giochi con ray tracing, ha offerto alcuni miglioramenti nel rendere più nitidi certi effetti, ma problemi di rumore e perdita di dettaglio sono rimasti in scenari comuni.

Nvidia ha ora aggiornato la Ricostruzione dei Raggi come parte del suo pacchetto tecnologico DLSS 4. La versione DLSS 4 sostituisce la vecchia rete neurale convoluzionale (CNN) con un nuovo modello trasformatore.

Essenzialmente, si tratta di un modello di IA più grande e di alta qualità con ulteriori regolazioni per migliorare la qualità della denoising. Questa versione aggiornata risolve molte delle mie lamentele riguardo al rumore del ray tracing? Bene, è il momento di scoprirlo.

La buona notizia riguardo alla Ricostruzione dei Raggi DLSS 4 è che è disponibile su tutte le GPU Nvidia RTX, a differenza della Generazione Multi Frame, che è esclusiva della serie GeForce 50. Mentre il nuovo modello di IA trasformatore è più grande e più esigente in termini di prestazioni a seconda dell’architettura della GPU, non richiede alcun componente architettonico specifico – solo i core Tensor – quindi la compatibilità rimane la stessa dell’era della Ricostruzione dei Raggi DLSS 3.

Come vedrai più avanti, l’impatto sulle prestazioni non è lo stesso per ogni generazione di GPU, ma almeno funziona fino alla serie GeForce 20.

Ci sono due modi per accedere alla Ricostruzione dei Raggi DLSS 4. Può essere integrata direttamente nel gioco, come visto in titoli come Cyberpunk 2077 e Hogwarts Legacy, oppure puoi sovrascrivere un gioco con Ricostruzione dei Raggi DLSS 3 per utilizzare la versione DLSS 4 tramite la funzione di override del driver di Nvidia.

In ogni caso, un gioco deve già supportare la Ricostruzione dei Raggi, ma questo consente alla maggior parte dei giochi abilitati alla Ricostruzione dei Raggi di essere aggiornati istantaneamente all’ultima versione. Al di fuori di questo, strumenti di terze parti come DLSS Swapper e DLSS Updater possono aggiornare i giochi DLSS 3 a DLSS 4.

Per l’analisi della qualità dell’immagine in questo articolo (guarda il video), confronto direttamente DLSS 3 vs. DLSS 4 Ricostruzione dei Raggi attraverso diversi esempi. Per fare questo, ho preso giochi DLSS 4 e li ho manualmente retrocessi a DLSS 3.7.20 Ricostruzione dei Raggi – la versione più recente prima di DLSS 4 – mantenendo tutto il resto invariato. Ciò ci permette di isolare l’impatto dei miglioramenti della Ricostruzione dei Raggi.

Qualità dell’immagine DLSS 4 Ricostruzione dei Raggi

Partiamo dalle buone notizie. DLSS 4 Ricostruzione dei Raggi è un miglioramento significativo in termini di stabilità. In particolare, molte superfici sono meno soggette a bollitura con la nuova versione, eliminando uno degli effetti collaterali brutti della denoising debole.

Ad esempio, in Star Wars Outlaws, un gioco incline alla bollitura con DLSS 3 Ricostruzione dei Raggi, la nuova versione DLSS 4 mostra enormi miglioramenti nella stabilità superficiale. A sinistra, DLSS 3 causa una bollitura completamente stazionaria della superficie che non dovrebbe accadere, mentre a destra, DLSS 4 è molto più pulito. Non è completamente libero da questo artefatto, ma è significativamente ridotto. Infatti, in altre aree dell’immagine, la stabilità migliora a livelli quasi perfetti.

In altri esempi, come Cyberpunk 2077, questo miglioramento è più evidente in movimento. C’è meno bollitura mentre gli effetti ray-traced denoised si muovono, conferendo loro una maggiore stabilità e consistenza da un fotogramma all’altro. Questo è particolarmente evidente su alcune superfici illuminate globalmente, dove DLSS 4 Ricostruzione dei Raggi porta un miglioramento significativo.

La nuova versione è più pulita in movimento e risolve un livello decente di dettaglio più rapidamente. In alcuni casi, la differenza nella qualità è notevole – tanto che DLSS 3 può sembrare che il gioco sia in esecuzione a una risoluzione inferiore. E ricorda, questo è denoising, non upscaling, che rimane lo stesso in entrambi gli esempi. Anche i cambiamenti nell’esposizione sono molto meno probabili nel causare breve bollitura, indicando che il nuovo modello trasformatore gestisce meglio gli aggiustamenti dell’illuminazione.

A volte, questo aumento della stabilità si combina con una migliore denoising per produrre riflessi ad alta risoluzione. Nell’esempio di Alan Wake II, i riflessi metallici mostrano bollitura con DLSS 3, ma passando a DLSS 4 Ricostruzione dei Raggi la riduce, facendo apparire il riflesso ad alta risoluzione poiché i bordi sono più definiti e coerenti in movimento.

C’è anche il classico esempio del ventilatore che Nvidia ha usato per dimostrare DLSS 4, e possiamo confermare che questo è un vero vantaggio nei giochi. Mentre il ventilatore gira, rivelando il tetto dietro ogni lama, DLSS 4 è molto più stabile, riducendo sia la bollitura che il ghosting.

Di nuovo, questo è ghosting causato dalla denoising, non dall’upscaling. Anche le superfici dell’acqua increspata beneficiano della Ricostruzione dei Raggi DLSS 4 – spesso una fonte di rumore – ma la nuova versione fa un lavoro migliore nel levigare questi dettagli senza introdurre problemi aggiuntivi.

Uno dei principali problemi con la tecnologia originale di Ricostruzione dei Raggi era la sua incapacità di risolvere i dettagli delle texture sulle superfici che richiedevano anche la denoising. In questi casi, la Ricostruzione dei Raggi dava priorità alla levigatura del rumore rispetto alla conservazione delle texture, portando a superfici sfocate e fangose. In molti casi, DLSS 4 è un miglioramento significativo in questo settore.

Ad esempio, in Cyberpunk 2077, quando si guardano alcune piastrelle lucide, DLSS 3 Ricostruzione dei Raggi rimuove gran parte del marmo e dei dettagli superficiali, mentre DLSS 4 conserva i dettagli della texture. Questo si applica sia a scene stazionarie che in movimento, e in entrambi i casi, DLSS 4 è un chiaro aggiornamento nella qualità della texture. Infatti, l’esempio in movimento sembra orribile ed estremamente sfocato con DLSS 3, mentre con DLSS 4, sembra molto più simile a un’immagine 4K.

Questo miglioramento si estende ad altri giochi come Star Wars Outlaws, dove la combinazione di ridotta bollitura e una migliore conservazione delle texture risulta in superfici di qualità significativamente superiore in tutto il mondo di gioco. Nell’esempio della porta dell’ascensore di Alan Wake II, DLSS 3 nasconde completamente il fatto che la superficie sia in metallo spazzolato, ma DLSS 4 Ricostruzione dei Raggi ripristina questo dettaglio insieme ad altri benefici.

Ecco un altro esempio in Cyberpunk 2077, dove il tetto dell’auto conserva texture più chiare in movimento con DLSS 4 Ricostruzione dei Raggi rispetto alle versioni precedenti. Benefici simili possono essere osservati su varie superfici in tutto il gioco.

È impressionante quanto DLSS 4 Ricostruzione dei Raggi migliori la stabilità superficiale, la risoluzione e il dettaglio – e quanto male possano apparire le versioni precedenti di denoising in confronto. Una denoising che sfoca le texture e causa bollitura non è una vera soluzione – una denoising efficace dovrebbe preservare i dettagli, e ci stiamo avvicinando molto a questo con DLSS 4.

Gli svantaggi della Ricostruzione dei Raggi

DLSS 4 Ricostruzione dei Raggi non è perfetto, però. Alcune aree non sono migliorate molto rispetto a DLSS 3 Ricostruzione dei Raggi, e in certi casi, ci sono addirittura regressioni, il che non è ottimo. Ad esempio, nei tre principali giochi che abbiamo testato – tutti con integrazioni native DLSS 4 – abbiamo notato che DLSS 4 potrebbe occasionalmente introdurre strani artefatti superficiali.

In Star Wars Outlaws, gli effetti ray-traced stazionari a volte mostrano un motivo a griglia. Abbiamo ingrandito per chiarezza, ma è anche visibile a una normale distanza di visualizzazione su un pannello 4K da 32 pollici. Un problema simile appare in Cyberpunk 2077, anche se meno frequentemente, di solito in aree illuminate globalmente.

Abbiamo anche notato alcuni casi in cui DLSS 4 Ricostruzione dei Raggi riduceva la qualità delle texture, separata dal problema precedente. Circa l’80% delle volte, la qualità delle texture è notevolmente migliore, ma nel restante 20%, le texture possono diventare più sfocate o più levigate. Ad esempio, in Alan Wake II, la scena qui sotto mostra texture migliorate in un’area ma texture peggiori in una sezione più scura.

Fortunatamente, nella maggior parte dei casi, questa regressione non è sufficiente per danneggiare la qualità dell’immagine complessiva rispetto a DLSS 3, poiché la maggior parte dell’immagine vede miglioramenti, soprattutto in termini di bollitura e artefatti superficiali. Tuttavia, sono necessari alcuni aggiustamenti al modello per garantire che la qualità delle texture sia preservata costantemente insieme alla denoising.

La Ricostruzione dei Raggi soffre ancora di una differenza evidente di chiarezza tra scatti stazionari e movimento – dove rimanere fermi produce sempre un’immagine di qualità superiore rispetto al muoversi.

Questo è, naturalmente, dovuto al modo in cui funziona la denoising: se non ci sono cambiamenti tra i fotogrammi, la denoising può accumularsi temporalmente e risolvere un livello di dettaglio più elevato. Ma quando ci sono cambiamenti, ottenere livelli di dettaglio simili diventa molto più difficile. Tuttavia, ci sarebbe piaciuto vedere più miglioramenti in quest’area.

La realtà è che quando smetti di muoverti, dopo un secondo o due, la Ricostruzione dei Raggi sembra caricare lentamente superfici di qualità superiore. In realtà non sta caricando nulla – è solo il sistema temporale che beneficia sempre di più dalla mancanza di movimento durante quel tempo.

Ma quando effettivamente giochi, questo può essere evidente, soprattutto perché in alcuni casi, non appena fai un passo o muovi la telecamera, la qualità complessiva del rendering diminuisce. Ora, la Ricostruzione dei Raggi DLSS 4 in movimento è certamente superiore a DLSS 3, ma in quest’area, sembra funzionare fondamentalmente allo stesso modo.

Dato che c’è ancora un bel po’ di accumulo temporale, non ci sono stati miglioramenti significativi alla reattività della denoiser. Ci vogliono ancora alcuni fotogrammi per rispondere completamente ai cambiamenti di illuminazione, il che può creare una sensazione fluttuante quando ti muovi e osservi riflessi o illuminazione sulle superfici.

La qualità di ogni passaggio nel processo di accumulo e risoluzione è migliorata, ma il numero di campioni temporali utilizzati per la denoising sembra abbastanza simile alle iterazioni precedenti. Questo causa ancora problemi nei giochi che non utilizzano un conteggio dei raggi particolarmente elevato per il ray tracing. Quindi questa lamentela che abbiamo con la reattività dell’illuminazione ray-traced persiste anche con la Ricostruzione dei Raggi DLSS 4.

Test di Prestazioni

Per quanto riguarda le prestazioni, DLSS 4 Ricostruzione dei Raggi è più esigente di DLSS 3 Ricostruzione dei Raggi. Abbiamo testato quattro diverse schede grafiche utilizzando l’ultima versione rispetto a DLSS 3, concentrandoci esclusivamente sull’impatto della Ricostruzione dei Raggi, non sull’upscaling. Per ogni GPU, abbiamo regolato le impostazioni su qualcosa di realisticamente giocabile mantenendo un frame rate di uscita simile.

GeForce RTX 5090

Partendo dalla GeForce RTX 5090, abbiamo testato a 4K con DLSS Quality abilitato, utilizzando tipicamente le impostazioni più alte nel gioco. Questo risulta in circa 60 FPS in Alan Wake II e Cyberpunk 2077, o un più alto 90 FPS in Star Wars Outlaws.

L’uso della Ricostruzione dei Raggi DLSS 4 ha causato un impatto del 4% in Alan Wake II, del 5% in Cyberpunk 2077 e del 7% in Outlaws. Quindi, non un impatto insignificante, ma abbastanza valido dato che la qualità dell’immagine è generalmente molto migliore.

GeForce RTX 4070 Super

La RTX 4070 Super è meno potente e utilizza l’architettura Ada Lovelace della generazione precedente. Per eseguire questi giochi a circa 60 FPS, abbiamo dovuto scendere a 1440p con DLSS Quality e abbassare leggermente i preset.

Ma nonostante questi cambiamenti, l’impatto della Ricostruzione dei Raggi DLSS 4 è abbastanza simile alla RTX 5090: un impatto del 4% in Alan Wake II, del 6% in Cyberpunk 2077 e del 6% in Outlaws. In base a questo, è sicuro dire che i core Tensor in Blackwell e Ada sono abbastanza buoni per eseguire il nuovo modello trasformatore a un costo di prestazioni accettabile.

GeForce RTX 3090

La RTX 3090 è approssimativamente equivalente a una RTX 4070 Super in termini di prestazioni di ray tracing, quindi abbiamo utilizzato le stesse impostazioni per entrambe le GPU. La principale differenza qui è l’architettura. È interessante notare che la 3090 soffre di un impatto maggiore quando si utilizza la Ricostruzione dei Raggi DLSS 4: una perdita del 18% agli FPS sia in Alan Wake II che in Cyberpunk

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