英伟达算是将AI技术与传统游戏业务结合最早的厂家,旗下的“大力水手”就是典型例子:DLSS1/2通过超分技术实现了游戏画面放大重构,DLSS3起正式加入独立帧生成模块,DLSS4和4.5则进一步加入了多帧生成和Transformer超分,它不仅在原有AI插帧与超分技术的基础上持续升级,还能生成具备照片级质感的像素,替换画面中原有的纹理与光影效果。
通俗地讲:显卡过去单纯依赖传统光栅算力,逐帧计算渲染出游戏画面,如今依靠AI算力生成部分画面,虽然画质有些微损失,还增加了延迟,游戏帧数终究是上去了。但是,整套技术只允许拥有张量核心(Tensor Core)的英伟达RTX显卡使用,别家显卡都无法适配(弱势的AMD FSR则开源给所有厂商使用),这也是一直以来外界争议不断的核心原因。
Arm展示全新移动端AI图形技术
6月10日,Arm推出了名为Neural Dawn(翻译为神经破晓)的技术演示游戏。该游戏由Arm与游戏工作室Sumo Digital联合打造,依托Arm自研的神经计算技术,成为首款在手机端落地虚幻5.61引擎巨型光照(Mega Lights,实现数百盏动态实时光照)的游戏。这项技术将实时动态光照与光线追踪阴影相结合,呈现出接近游戏主机的画面水准。从演示视频中不难看出,这套光影效果确实十分出彩。
阅读Arm这套神经计算技术的说明就能发现,其中不少思路都借鉴了DLSS,同时针对移动设备做了精简优化(类似Switch 2的DLSS Lite?)。
其推出的神经超采样(NSS)技术,可将540P画面放大至1080P,单帧处理耗时仅4毫秒,能释放出更多GPU性能,用于优化光影和各类特效,类似DLSS的AI超分;神经超采样配合降噪(NSSD)技术则专门消除光线追踪产生的画面噪点,类似DLSS的AI降噪;而神经帧率提升(NFRU)可以生成中间帧,把30帧的原生手游画面流畅度提升至接近60帧的效果,类似DLSS的AI帧生成。
需要注意的是,Arm明确表示,这套技术是为今年年底发布的新一代Immortalis GPU-G1(也就是从前的Mali)打造,是首个在硬件里集成专用神经加速器的MaliGPU,老Mali(Immortalis G720/G925等,主要是联发科天玑9500s等在用)都不支持。这也就意味着,想要体验完整效果,大概率需要更换最新的旗舰手机。
发力AI图形加速的移动厂商不止Arm一家。高通即将推出的AI帧融合AIFF,是骁龙游戏超分技术的升级版本,同时还支持帧生成与分辨率放大。这项技术的一大亮点在于,既可以运行在GPU上,也能调用手机的NPU算力,理论上能进一步提升运行效率。
苹果的MetalFX超分技术则采用轻量化神经空间超分方案,同时提供非AI时序超分选项,如今iPhone与iPad也能流畅运行《生化危机》《刺客信条》等大型游戏。
总的来说,手游领域的AI图形技术目前仍处在发展初期,但不难看出,这类功能终将成为行业标配。
各大国产手机厂商不是早就把“帧生成”玩得轻车熟路了吗?
在过去几年里,我们见识了各大国产手机厂商在自家Android UI中搭载所谓的“帧生成”功能,能显著提高手游帧数(如vivo QNSS、一加MotionEngine、华为AI超帧、红米超帧等)。说它们纯粹是“复制帧”,好像有点一棍子打死了,但这种“帧生成”是图像层插值,而不是引擎级生成,它们只是拿到GPU输出的成品画面,靠前后两帧的像素运动轨迹补出中间帧,属于图像层插值补帧。虽然都可以叫“帧生成”,但简言之:手机是两帧之间补一帧,DLSS是用游戏数据“重绘”一帧到多帧,算力与信息差决定了效果鸿沟。
说得再直白一点,其实就是我们在PC上玩游戏用的软件“小黄鸭”插帧的手机版,这么做不仅会额外增加耗电和发热,动态画面里也容易出现拖影、重影、边缘发虚的问题,还会带来不小的操作延迟,当基础帧率过低时,玩竞技游戏能明显感觉到画面反应跟不上手速——最适合跑分。
当然,个别手机比如iQOO也拥有所谓的“自研电竞芯片”(Q1/Q2/D1),但它不是第二个GPU,而是一个简单的后处理补帧器。它只能辅助在游戏原生渲染帧率(如60fps)基础上插值生成中间帧(如120/144fps),以及简单的超分(比如把720p拉升到2K),虽然比单纯的软件插帧能降低功耗,但无法让GPU渲染更多原生帧。
而Arm和高通推出的新一代帧生成技术,是直接调用手机芯片,从游戏引擎渲染的过程里就开始介入,能读取到场景、物体运动轨迹、光影数据等核心信息,再借助芯片内置的专用算力去生成全新画面,运算效率更高,功耗和发热控制得也更好,生成的画面自然流畅,各类画面瑕疵大幅减少,操作延迟也被压到很低的水平,同时它还能和画面超分、光追降噪等功能配合使用,不再是单纯只为拉高帧率服务,整体思路和体验都更接近电脑端的DLSS帧生成技术。
AI能否帮助手游缩小与主机游戏的差距?
落地到移动端,这套技术的价值其实十分可观。降低游戏原生渲染分辨率,能够有效减轻GPU负载,减少机身发热与性能降频问题。单是这一点,就足以改变现状——运行不稳、频繁降频,一直是手游体验中最突出的痛点。除此之外,帧生成技术还能实现稳定的120帧画面,充分发挥高刷屏的优势,且不会额外增加功耗与发热。从某种角度来说,移动端能从这套技术中获得的收益,甚至比PC端还要多。
尽管前景向好,但移动平台本身存在诸多技术难题,想要落地并非易事。
首先,帧生成并非提升游戏表现的万能解法。凡是在PC端体验过这项技术的玩家都清楚,它最适合用来优化原本帧率就足够稳定的画面。一旦原生帧率偏低,就很容易出现延迟升高、画面卡顿的问题。
提升帧率只是附加优势,移动端真正看重的,其实是更低的功耗与发热量。
举个例子,把原生60帧画面通过帧生成补足至120帧刷新率,是最理想的使用场景。可如果从30帧原生画面拉升到60帧,风险就会大幅增加:即便帧率数字有所提升,明显的延迟也会让操作手感变得拖沓。Arm和高通都将30帧以上定为这项技术的基础原生帧率。
不过如果技术落地得当,帧生成在移动端的发挥空间会比PC端更大。直接渲染120帧画面,对GPU算力、手机电量和散热的压力,远高于先渲染60帧再通过技术补帧。这也是目前多数手游默认限制帧率的核心原因。
同理,AI画面超分也无法彻底挽救优化糟糕、图形性能不足的游戏。
AI分辨率放大技术,也做不到把模糊的画面修复得完美无瑕。Arm和高通都展示过将540P低分辨率画面放大至清晰1080P的案例,但如果就此认为它能实现和3A大作毫无区别的顶级画质,未免有些理想化。
好在手机屏幕尺寸偏小,本身对分辨率的要求就不算苛刻。比如6英寸屏幕上,720P画面也能显得清晰锐利,动态画面下观感更佳。将720P放大至1080P,或是适配手机常见的1440P原生分辨率,最终呈现的效果会相当出色,即便投屏到大尺寸屏幕上,性能损耗也微乎其微。
技术演示之外,能否真正普及落地?
结合Arm与高通的演示成果来看,技术层面似乎已经不存在明显瓶颈。移动端当下最大的难题,其实是如何让这些新技术真正走入大众设备,并且得到主流游戏的适配支持。
问题主要分为两方面:第一,支持这类全新AI图形功能的硬件,基本都集中在新一代顶级旗舰芯片中,比如将于今年下半年发布的高通骁龙8 Elite Gen6(专用AI帧生成单元+ NPU + GPU)以及联发科天玑9600/9600 Pro(双NPU+GPU+ SME2 AI指令集),都将端侧AI与游戏图形深度融合。但旗舰芯片装机基数注定偏低,游戏厂商自然缺乏适配动力,毕竟主流大众向手游才是营收主力。因此,这类功能想要全面普及,还需要漫长的时间。
其次,Arm与高通的技术方案高度绑定虚幻5引擎。虚幻引擎虽然应用广泛,却并非开发者的唯一选择。其他开发平台如Unity若要适配各家专属软件开发工具包(SDK),还需要投入额外的开发成本,而投入产出比决定了厂商的推进意愿。长期以来,移动领域的AI技术普遍存在厂商接口、开发工具互不兼容的问题,这也让优质技术很难快速普及。只希望这项技术能带来实实在在的游戏体验提升,推动行业加快适配。
整体来看也不必过度悲观,任何新技术的普及都需要循序渐进。考虑到手机产品的销量早已远超PC,无论是画面超分还是帧生成在移动端都潜力十足,比高性能PC、游戏主机更具实用价值。只要技术能兑现预期效果,各大手游引擎必然会快速跟进适配。
对用户个人而言,只要能让手机流畅运行高画质大作,同时减少耗电、缓解机身发热,即便画面里存在部分算法生成的帧、经过放大处理的图像,我也完全可以接受。
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