Top.Mail.Ru
Истории

Масштабирование изображений в играх: что такое технология апскейлинга?

Истории
Владислав Афонин
Владислав Афонин

Руководитель направления поискового контента

Владислав Афонин

В мире видеоигр ключ к успеху — это «вау-эффект». Захватывающие пейзажи, реалистичные персонажи и графика, от которой перехватывает дыхание, стали стандартом для интерактивных развлечений нашего времени.

Однако не у всех геймеров есть мощные компьютеры или консоли, которые способны выдавать впечатляющую картинку в высоком разрешении.

И здесь на сцену выходит технология апскейлинга — настоящий герой среди тех инструментов, которые помогают улучшать визуальное качество без необходимости приобретать на новое железо. В статье рассмотрим, что такое апскейлинг в играх, как он работает и для чего нужен.

Масштабирование изображений в играх: что такое технология апскейлинга?
  1. Истории

 

Что такое апскейлинг и зачем он применяется в играх?

Апскейлинг или масштабирование — процесс, при котором увеличивается разрешение изображения и его качество. Если у вас есть картинка с низким разрешением, масштабирование «подтягивает» ее до уровня высокой четкости. Например, игра могла изначально рендериться в разрешении 1080p, но благодаря апскейлингу будет выглядеть как 4K.

Технологии апскейлинга используют умные алгоритмы, которые добавляют недостающие детали и делают изображение натуральным и привлекательным.


Читайте по теме:

Как уйти из найма и открыть салон цветов и праздника

Геймификация в образовании: что это, виды и механики, как внедрить и какой результат ждать


Раньше для того, чтобы увеличить разрешение, использовали простые методы интерполяции — программа заполняла пустые пиксели средними значениями между теми, которые уже существовали. Однако такие подходы оставляли изображение размытым, словно смотришь на него через мутное стекло.

Сегодня все иначе. Инновационные алгоритмы DLSS (Deep Learning Super Sampling от англ. «сглаживание, основанное на глубоком обучении») от NVIDIA или FSR (FidelityFX Super Resolution от англ. «Сверхвысокое разрешение») от AMD, основываются на искусственном интеллекте. Они обучаются на огромных наборах данных и предсказывают, как должны выглядеть недостающие элементы изображения. Это позволяет добиться фантастической детализации при минимальных затратах производительности.

Для геймера качество картинки — способ полноценно погрузиться в виртуальный мир. Высокое разрешение позволяет разглядеть каждую деталь — тонкие узоры на доспехах персонажа или далекие горы на горизонте. Но высокая четкость требует мощного оборудования, а это далеко не всегда и не всем доступно.

Однако эта проблема уже решена: при помощи технологий, таких как апскейлинг, видео можно сделать четким и детализированным. Вместо того чтобы напрягать видеокарту для рендера в «тяжелых» разрешениях, игра запускается в низком качестве, а после поднимает визуальную планку. В результате геймеры получают качественное изображение даже на сравнительно слабых устройствах.

Чтобы лучше понять, что такое апскейлинг, рассмотрим, зачем разработчики его используют. Это нужно, чтобы:

  1. Экономить ресурсы. Масштабирование снижает нагрузку на видеокарту, позволяет разработчикам направить вычислительные мощности на другие аспекты, например, физику объектов или в искусственный интеллект.
  2. Увеличить доступность для аудитории. Не каждый игрок может позволить себе флагманское оборудование. Масштабирование позволяет наслаждаться геймингом на старых компьютерах и бюджетных консолях.

Люди играют в любимые проекты и даже не подозревают, что видят перед собой результат работы умных алгоритмов. Апскейлинг изображения — незаменимый инструмент для графических дизайнеров, фотографов и разработчиков.

 

Как работает умный апскейлинг?

Оба этих понятия — не одно и то же. Рассмотрим, как работает апскейлинг и чем отличается от своего «умного брата»:

  • Апскейлинг в классическом понимании — это простой процесс, при котором увеличивается разрешение изображения за счет того, что заполняются недостающие пиксели с помощью базовых математических алгоритмов. Такой подход не добавляет реальной детализации — картинку растягивает, она выглядит размыто или неестественно.
  • Умный апскейлинг, напротив, использует искусственный интеллект (AI) и сложные алгоритмы машинного обучения. Он не только увеличивает изображение, еще реконструирует недостающие детали и анализирует контекст сцены. Технологии фактически «дорисовывают» изображение и предсказывают, как оно должно выглядеть. Это делает картинку четкой, реалистичной и приближенной к качеству нативного высокого разрешения.

 

Различия технологий масштабирования

Апскейлинг и умный апскейлинг различаются принципиально. Первый — это устаревший и базовый метод. Второй — это технологический прорыв, который использует ИИ, чтобы создавать впечатляющую графику без нагрузки на устройство. Различия становятся заметны в том, как технологии обрабатывают изображение и какие результаты дают.

Освободите время и зарабатывайте больше с помощью ИИ! Пройдите курс и получите в подарок лучшие промты для решения бизнес-задач.

Различия технологий масштабирования представили в таблице:

Тип Классический Умный
Качество изображения Картинка становится крупнее, но теряет четкость. Изображение выглядит как высококачественное благодаря новым деталям.
Технологии Использует примитивные алгоритмы (например, билинейная интерполяция). Работает на базе нейросетевых моделей, которые обучены на миллионах изображений или игровых сцен. Эти модели анализируют текстуры, контуры и другие элементы, чтобы воссоздать детали и сделать картинку реалистичной.
Производительность Не требует вычислительных мощностей, так как это простой процесс. Однако результат далек от идеального. Использует ресурсы видеокарты и специализированные ядра , чтобы обрабатывать изображения с помощью ИИ. Несмотря на это, он снижает нагрузку на систему, позволяет игре запускаться в низком разрешении, а затем «дотягивать» графику до высокого качества.
Применение На телевизорах и старых устройствах, чтобы улучшить видео или для игр с низким разрешением. Это давало посредственные результаты. Стал стандартом для современных игр. Такие технологии, как DLSS, FSR или XeSS (от Intel), помогают геймерам наслаждаться высококачественной графикой даже на средних и бюджетных устройствах.

Далее рассмотрим другие виды технологий масштабирования и их особенности:

  1. Temporal Upscaling (временной апскейлинг). Анализирует не только текущий кадр, но и предыдущие, чтобы собрать больше информации о движении и деталях. Отлично подходит для динамичных игр, где много движения. Снижает нагрузку на видеокарту, но может вызывать размытие или «призраки» при резких движениях. Его используют в интенсивных играх, где важны высокая частота кадров и стабильная производительность.
  2. Суперсэмплинг (Super Sampling Anti-Aliasing, SSAA от англ. «Избыточная выборка сглаживания»). Изначально рендерит изображение в сверхвысоком разрешении, а затем уменьшает до нужного размера. Это устраняет «зубцы» на контурах объектов. Оказывает высокую нагрузку на видеокарту, так как требует ресурсы для рендера в высоком разрешении. Использовался раньше, но сейчас заменен технологиями вроде DLSS или FSR.
  3. Чекерборд рендеринг (Checkerboard Rendering от англ. «Рендеринг шахматной доски»). Экономит производительность, дает детализацию при меньших затратах, но возможны артефакты на сложных сценах и иногда изображение выглядит слегка размытым. Применяют на консолях (например, PS4 Pro и Xbox One X) для того, чтобы достигнуть 4K-эффекта.
  4. DLSS (Deep Learning Super Sampling от англ. «Глубокое обучение (суперсэмплинг)». Умный апскейлинг фото от NVIDIA, который использует нейросети для того, чтобы реконструировать изображение. Позволяет запускать игры в низком разрешении, но с картинкой, которая почти не отличается от нативного 4K, зато экономит ресурсы GPU. Работает только на видеокартах NVIDIA с поддержкой Tensor Cores и имеет зависимость от оптимизации в каждой конкретной игре.
  5. FSR (FidelityFX Super Resolution от англ. «Суперразрешение»). Решение от AMD, которое не требует специализированного железа, но использует продвинутые алгоритмы. Обеспечивает качество изображения на разных видеокартах. Работает на широком спектре устройств, включая старые GPU, улучшает производительность. Конечно, тут не такой качественный результат, как у DLSS и меньше возможностей «реконструкции» деталей.
  6. XeSS (Xe Super Sampling). Технология апскейлинга от Intel. Работает на базе искусственного интеллекта и работает не только на видеокартах Intel, но и на других GPU благодаря универсальному подходу.

 

Прирост производительности при апскейлинге

Как масштабирование улучшает производительность?

  • Апскейлинг картинки работает за счет рендера изображения в более низком разрешении, чем конечное. Например, игра обрабатывается в 1080p (Full HD), а затем с помощью масштабирования преобразовывается в 4K. Это снижает требования к графическому процессору, ведь он обрабатывает меньшее количество пикселей.
  • Видеокарты при низком разрешении потребляют меньше ресурсов на то, чтобы отрисовать объекты, что освобождает мощность для других задач: высокой частоты кадров или визуальных эффектов.
  • Современные технологии, используют специальные блоки, например Tensor Cores, которые оптимизированы для обработки нейросетевых алгоритмов.

Читайте по теме:

Искусственный интеллект в малом бизнесе: теория и практика

Что такое RGB-подсветка, как ей управлять и почему популярна у геймеров?


Точные цифры зависят от проекта, видеокарты и разрешения, но приведем типичные сценарии:

  1. DLSS. Прирост FPS составляет от 30% до 70% по сравнению с рендерингом в нативном разрешении. Например: Cyberpunk 2077 с DLSS на уровне «Performance» показывает до 2-3 раз больше FPS в 4K, а в Control прирост может достигать 50-60%, сохранив при этом высокую детализацию.
  2. FSR (FidelityFX Super Resolution). Технология от AMD обеспечивает прирост FPS до 30-50% в зависимости от настроек. В Resident Evil Village на видеокартах среднего уровня FSR позволяет увеличить частоту кадров с 40 FPS до 70 FPS в 4K. Far Cry 6 показывает прирост в среднем на 40% при FSR.
  3. XeSS (Intel Xe Super Sampling). Intel демонстрирует схожие результаты с приростом до 50% FPS, но ее пока поддерживают ограниченное число игр.
  4. Чекерборд рендеринг. Эта технология, популярная на консолях прошлого поколения, увеличивает FPS на 20-30%, но уступает AI-апскейлингу в качестве изображения.

Преимущества прироста производительности:

  • Стабильная частота кадров. Позволяет геймерам наслаждаться плавным игровым процессом, даже если оборудование не тянет нативное разрешение.
  • Долговечность оборудования. Возможность запускать новые игры на старых или бюджетных видеокартах, продлевает срок их службы.
  • Доступ к современным технологиям. Получится включать дополнительные графические эффекты (например, трассировку лучей) без потерь в производительности.

 

Итог

Эта разработка приносит пользу в эпоху высоких разрешений, таких как 4K и 8K, где рендеринг каждого кадра без оптимизации требует очень много ресурсов. Для разработчиков программа для апскейлинга игры позволяет сделать доступными для широкой аудитории, а для геймеров — шанс получить яркие впечатления от современных игр.

Фото на обложке: Freepik

Нашли опечатку? Выделите текст и нажмите Ctrl + Enter

Материалы по теме

Карта GamingTech
Интерактивная карта индустрии GamingTech объединяет российские проекты, ориентированные на геймеров и киберспорт.
90+ компаний