DLSS Frame Generation

DLSS Frame Generation是NVIDIA深度學習超級採樣(DLSS)技術自DLSS 3版本起引入的核心功能之一。該技術利用AI在連續的遊戲渲染幀之間生成全新的中間幀,從而提升幀率。其運行基於GeForce RTX 40系列GPU中的光流加速器及第四代Tensor Core等專用硬體,並作為GPU後處理執行,能夠突破CPU性能瓶頸提升遊戲性能。

DLSS 3於2022年9月發布,首次引入了幀生成技術。DLSS 3.5於2023年8月發布,新增了光線重建技術。DLSS 4於2025年1月發布,引入了多幀生成技術。DLSS 4.5於2026年1月發布,引入動態多幀生成和6倍多幀生成模式。截至2026年初,支持該技術的遊戲和套用已超過250款。

基本介紹

  • 中文名:DLSS幀生成
  • 外文名:DLSS Frame Generation
技術原理,技術演進,硬體支持與遊戲套用,性能表現,

技術原理

DLSS Frame Generation(幀生成)是NVIDIA深度學習超級採樣(DLSS)技術自DLSS 3版本起引入的核心功能之一,它利用AI在連續的遊戲渲染幀之間生成全新的中間幀,從而大幅提升幀率。該技術由NVIDIA Ada Lovelace架構(對應GeForce RTX 40系列GPU)中的專用硬體——光流加速器(Optical Flow Accelerator, OFA)以及第四代Tensor Core驅動。
DLSS Frame Generation基於一個AI卷積自編碼器網路,該網路接收四個關鍵輸入數據:當前遊戲渲染幀、前一遊戲渲染幀、由光流加速器分析連續幀計算出的光流場(捕捉像素級運動的方向與速度),以及來自遊戲引擎的輔助數據(如運動矢量和深度緩衝區)。AI網路綜合分析這些輸入信息,特別是結合精確的引擎運動矢量和像素級的光流數據,來決定如何生成一個全新的、高質量的中間幀,而不僅僅是進行像素插值。
DLSS Frame Generation在GPU端作為後處理功能執行。這意味著即使遊戲性能受CPU計算能力限制(CPU瓶頸),該技術也能通過GPU獨立生成額外幀,從而顯著提升整體幀率,突破傳統渲染的性能瓶頸。在後續的DLSS 4及DLSS 4.5版本中,幀生成技術進一步演進為“多幀生成”,能夠生成更多額外幀並動態調整生成倍率。

技術演進

DLSS 3於2022年9月發布,首次引入幀生成技術,可在兩個連續渲染幀之間生成一個AI幀,將性能提升至傳統渲染的4倍。
DLSS 3.5於2023年8月發布,新增了光線重建技術。
DLSS 4於2025年1月發布,引入多幀生成技術,可為每個傳統渲染幀生成多達三個額外幀,配合整套DLSS技術,性能提升最高可達傳統渲染的8倍,其全新幀生成AI模型速度提高了40%,顯存占用降低了30%。
DLSS 4.5於2026年1月發布,引入動態多幀生成和6倍多幀生成模式,並採用了第二代Transformer模型提升畫質穩定性,該技術(指幀生成技術)在DLSS 4.5及更早階段,其動態幀生成特性可能導致在極少數特定場景下出現視覺異常,這些現象屬於該技術原理下的已知特性。
DLSS 5於2026年3月發布,旨在藉助人工智慧顯著提升PC遊戲的畫面表現力與視覺品質。
後續更新包括AI網路增強功能,以提升快速移動時的用戶界面穩定性和畫質。

硬體支持與遊戲套用

DLSS 3幀生成技術需要GeForce RTX 40系列GPU及其內置的光流加速器支持。後續的DLSS 4多幀生成技術需要GeForce RTX 50系列GPU及第五代Tensor Core支持。最新的DLSS 4.5動態多幀生成及6倍多幀生成模式同樣需要GeForce RTX 50系列GPU支持。
截至2026年初,支持DLSS幀生成(包括多幀生成)技術的遊戲和套用已超過250款,並且數量仍在持續增加。DLSS 4.5的動態多幀生成和6倍模式也將在發布時支持超過250款遊戲和套用。支持該技術的代表性遊戲包括《黑神話:悟空》、《永劫無間》、《漫威爭鋒》、《微軟模擬飛行2024》、《奪寶奇兵:古老之圈》、《星球大戰:亡命之徒》、《毀滅戰士:黑暗時代》、《沙丘:覺醒》等。
NVIDIA已發布用於虛幻引擎5的DLSS 3外掛程式,其中包含了幀生成技術和NVIDIA Reflex,有助於開發者集成。該DLSS幀生成外掛程式已在GDC等開發者大會上公開發布,供開發者使用。

性能表現

DLSS 3能將GeForce RTX 40系列顯示卡的性能提升至傳統渲染技術的4倍之多。後續的DLSS 4多幀生成技術(MFG)可為每個傳統渲染幀生成最多三幀,結合超解析度等技術,最高可將幀率提升至傳統渲染的8倍。而DLSS 4.5進一步引入了動態多幀生成和6倍多幀生成模式,可根據顯示器刷新率動態調節,實現最高6倍的性能倍增。
在《星球大戰:亡命之徒》中,DLSS 3.5在4K解析度下平均性能提升至原來的4.4倍,在1440p下提升2.9倍,在1080p下提升2.5倍。在《暗黑破壞神IV》光線追蹤更新後,DLSS 3在4K解析度下平均性能提升至原來的3.1倍,在1440p下提升2.3倍。在《使命召喚:現代戰爭 III》中,DLSS 3在4K解析度下平均性能提升至原來的1.8倍。
性能提升效果通常隨解析度升高而更加顯著,在4K解析度下,DLSS 3/3.5/4等技術帶來的幀率倍增效果最為明顯;在2K(1440p)和1080p解析度下,雖然絕對提升倍數可能略低,但依然能帶來可觀的性能提升。
儘管生成額外幀可能引入額外的處理延遲,但DLSS 3及後續版本通過強制開啟NVIDIA Reflex技術,能有效降低系統延遲,在理想情況下可將整體延遲控制在接近甚至優於原生渲染的水平。需要注意的是,與不開啟幀生成的DLSS 2相比,DLSS 3的延遲可能仍會稍高。
從DLSS 3到DLSS 4/4.5,幀生成技術的AI模型不斷最佳化,例如DLSS 4的幀生成AI模型速度提高了40%,顯存占用降低了30%。

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