Sügavõppe superdiskreetimine

**Sügavõppe superdiskreetimine** (ingl *Deep Learning super sampling*, DLSS) on närvivõrke kasutav sügavõppe meetod, millega saab suurendada piltide lahutusvõimet. See leiutati tehnoloogiafirma Nvidia poolt ning meetodit saab kasutada vaid Nvidia GeForce RTX 20 ja GeForce RTX 30 seeria videokaartidega. Nvidia sõnul on DLSSi poolt parandatud pildi kvaliteet võrreldav reaalselt kõrgema kvaliteediga renderdatud pildiga. See tähendab, et suurema lahutusvõimega pilte on võimalik saada väiksema arvutusvõimsusega, mis on oluline näiteks videomängude kaadrite arvutamise puhul, sest see võimaldab sama riistvara peal suuremat lahutusvõimet ja kaadrisagedust. Nvidia on samuti väitnud, et DLSS 2.0 võimaldab kuni neljakordset lahutusvõime suurendamist sealjuures kahjustamata pildi kvaliteeti.
## Ajalugu
Nvidia reklaamis DLSSi kui üht võtmeelementi GeForce RTX 20 seeria videokaartide juures siis, kui need 2018 aasta septembris välja tulid. Sel ajal oli DLSS rakendatavus piiratud vaid paari videomänguga, näiteks Battlefield V ja Metro Exodus. Mängude valik oli peamiselt limiteeritud seetõttu, et kasutatavat närvivõrku pidi treenima iga mängu peal eraldi, mis tegi selle rakendamise keeruliseks. Samuti võttis Nvidia sõnul DLSSi rakendamine iga kaadri jaoks kindla fikseeritud aja, mis tähendas, et mida suurema arvutusvõimsusega videokaardiga tegemist oli, seda proportsionaalsemalt suuremat osa DLSS kaadriarvutustorust kasutas. Seetõttu oli mõnel juhul kiirem arvutada kohe videokaardi poolt kaader ära suurema lahutusvõimsusega, kui arvutada väiksema lahutusvõimega ja kasutada DLSS-algoritmi.

Aastal 2019 tuli välja mäng "Control", mis võimaldas kiirtejälitust ning sisaldas toetust täiustatumale DLSS versioonile, mis ei kasutanud Nvidia Turingi mikroarhitektuuri tensortuumasid, toetudes vaid CUDA tuumadele.

2020. aasta aprillis andis välja Nvidia DLSS 2.0, millega tuli kaasa ka ohjuri versioon 445.75. Uut versiooni oli kohe võimalik kasutada arvutimängudega Wolfenstein: Youngblood ja Control ning Nvidia lubas toetust ka tulevastele mängudele. Erinevalt DLSSst kasutas DLSS 2.0 Tensortuumasid ning selle sügavõppe algoritmi ei pidanud enam iga mängu peal eraldi treenima.

2020. aasta aprillist peavad DLSS 2.0 kasutamiseks mängudes nende arendajad seda lubama.

### Väljaanded

## DLSS 1.0
Nvidia sõnul eraldati DLSS treenimise jaoks kindlast mängust palju madala kvaliteediga aliaseeritud kaadreid, millele tekitati kas superdiskreetimisega või akumulatsioon-renderdamisega ideaalne vastekaader. Kaadrite paarid sisestati Nvidia superarvutisse, mis treenis DLSSi mudelit tuvastama aliaseeritud sisendit ja tekitama sellest antialiaseeritud kaadrit, mis sarnaneks võimalikult palju ideaalse vastekaadriga. Seejärel protsessi korrati, kuid antialiseerimise asemel tekitati kaadrile lisapiksleid.

Kuigi treeningandmete kogus on suur, siis treenitud algoritm on ise vaid paari megabaidi suurune. Lõppkasutaja jaoks renderdatakse mäng väiksema lahutusvõimega ning DLSS algoritm suurendab kasutajale kuvatavat lahutusvõimet, tekitades teravama pildi.

## DLSS 2.0
DLSS 2.0 kasutab konvolutsioonilist autokoodrit, mis võtab käesoleva kaadri väikese lahutusvõimega pildi ja eelmise kaadri suure lahutusvõimega pildi ja otsustab piksli haaval, kuidas tekitada suure lahutusvõimega käesolevat kaadrit. 

Treenimisel võrreldakse saadud pilti ülisuure lahutusvõimega 16K võrdluspildiga ning nende erinevus saadetakse tagasi närvivõrgustikku, et see saaks oma tulemust parandada. Seda protsessi korratakse kümneid tuhandeid kordi senikaua, kuni närvivõrgustik suudab järjepidevalt toota kõrge kvaliteedi ja lahutusvõimega kaadreid. Pärast mudel treenimist saadetakse see lõppkasutajale läbi ohjurite uuenduste. DLSS 2.0 võrgustikku on võimalik jooksutada suure intensiivsusega 3D-mängu puhul reaalajas.

DLSS 2.0 võimaldab kuni neljakordset pikslite kõrgdiskreetimist, mis tähendab, et kolm pikslit neljast on DLSS algoritmi poolt originaalkaadrile lisatud. Arvuti jõudlust arvestades on arendajad lisanud DLSS 2.0 puhul võimaluse ka madalamateks kõrgdiskreetimise tasemeteks, milleks on kolme- ja kahekordne kõrgdiskreetimine. Neid nimetatakse kolmeks režiimiks: kvaliteetne (ingl. *quality*), tasakaalus (ingl. *balanced*) ja jõudlus (ingl. *performance*), mis on vastavalt 4x, 3x ja 2x pikslite kõrgdiskreetimisega. 

4K-lahutusvõimega pildi saamiseks tuleb kvaliteetrežiimiga valida algkaadriks 1440p lahutusvõimsusega kaader, tasakaalusrežiimis 1260p ja jõudlusrežiimis 1080p lahutusvõimsusega kaader.

## DLSS 3.0
DLSS 3.0 sisaldab tehisintellekti, mis genereerib juurde lisakaadreid. Genereeritud kaader on väidetavalt kõrvalkaadritega vähemalt sama pildikvaliteediga või isegi parem. Tehisintellekt saavutab selle kolme võtte abil.
Üks võte neist on **DLSSSR** (ingl *DLSS Super Resolution*, DLSSSR), mis algselt genereerib vähem piksleid kaadril ja kasutab tehisintellekti, et lahutust suuremaks teha pildil säilitades pildi kvaliteeti.
Teine võte on kaadri genereerimine (ingl *DLSS Frame Generation*, DLSSFG), mis algselt analüüsib eelnevaid kaadreid ja kasutab tehisintellekti, et uut kaadrit genereerida ilma arvuti protsessorit (ingl *Central processing unit*, CPU) kasutamata.
Kolmas võte, (ingl *NVIDIA Reflex*, NVIDIA Reflex), tagab CPU ja videokaardi kaadrite sünkroniseerimist, et kasutaja sisendiga arvestades pilti reageerivaks teha.
Väidetavalt teeb DLSS 3.0 kaadrite väljastamise kuni 4 korda kiiremaks arvestades kiirtejälitust.

## DLSS 3.5
DLSS 3.5 lisas kiirtejälituse rekonstrueerimist (ingl *Ray Reconstruction*, DLSSRR), see võte hõlmab tehisintellekti, mis teeb kaadri mürast rohkem truuks.
See tehisintellekt on 5 korda rohkem andmetega treenitud ja teeb kiirtejälituse reaalsemaks ehk pärismaailmaga võrreldes paremaks.
Asendab ka eelnevaid kaadri müra vähendamise võtteid.
Eelnev versioon 3.0 oli algul piiratud RTX 40ne videokaartidega. Nüüd versioon 3.5 toetab kõiki RTX videokaarte.
Üheks suureks miinuseks on see, et see nõuab mängul või äppil integreerimiseks, ehk ei ole automaatselt sisse lülitatud. Eelmiste DLSS versioonide puhul olid mõned sätted automaatselt olemas.
Teiseks miinuseks on see, et see on tõhusam mängudel, millel on kiirtejälitavus.

## DLSS 4.0
DLSS 4.0 versioon asendas (ingl *Convolutional Neural Network*, CNN) tehisintellekti osa DLSSis ära muundajaga (ingl *Transformers*, transformer) ehk genereeriva tehisintellektiga.
DLSS 4 sisaldab paremat ja kiiremat vahekaadrite genereerimist võrreldes eelmisi DLSSe, need vahekaadrid on genereeritud eelnevate kaadrite põhjal kasutades tehisintellekti.
See parem vahekaadrite genereerimine on ainult saadaval RTX 50 seeria videokaarditel.
Tehisintellekti on paremaks tehtud eelnevate DLSS kaadri paremaks tegemiste võttedel, ehk DLSSSR, DLSSRR ja DLAA, mis on erinevatel RTX videokaarditel.
Selle väljalaske ajaks saadi DLSS 4 tugi üle 75 mängu või äppile.
Parem tehisintellekt on nüüd võimeline analüüsida mitmeid täis suuruseid kaadreid, varem polnud nii palju ja ka terveid kaadreid kasutatud DLSS kaadri paremaks tegemisel. Samas võib see sisse tuua pildile halba kvaliteeti ja või pilti tunduvalt muuta.

## DLSSi toetavad mängud

Viimati uuendatud 1. Mai 2025, mis on Nvidia 24. april 2025 andmete põhjal. Tabeli vaatamine nende enda veebilehel on soovitatav, sest siin võib olla mõni viga sees.
Tabelis on kirjas, mida üks mäng või äpp toetab.
DLSS mitme kaadri genereerimise veerus NV tähendab, et seda saab sisse lülitada Nvidia tarkvara sätte kaudu.

DLSS kaadri genereerimise veerus [ NV, U ] tähendab, et seda saab uuendada ja sisse lülitada Nvidia tarkvara sätte kaudu.

DLSSSR ja DLSSRR veergudes [ NV, T ] tähendab, et seda saab uuendada ja sisse lülitada Nvidia tarkvara sätete kaudu. Nvidia hoiatab, et DLSSSR uuendamine uuendab ka DLAA kui see on juba mängus või äppis vaikimisi olemas.

DLAA veerus [ NV, T ] tähendab, et seda saab uuendada ja sisse lülitada Nvidia tarkvara sätte kaudu isegi kui mängus või äppis selle tugi puudub. Nvidia hoiatab, et kui DLSSSR mudeli vaike sätte muutub aktiivseks siis see uuendab DLAA sätet.

## Viited