1. Принцип роботи технології масштабування зображення

Попри появу все більш потужних і дорогих відеокарт, як-от GeForce RTX 4090, графічні вимоги в іграх не стоять на місці. З одного боку, у моду ввійшли 2K і 4K монітори, роздільна здатність яких здатна поставити на коліна навіть найдорожчі GPU. З іншого боку, не сприяють продуктивності модна, але вимоглива трасування променів і новіша трасування шляхів. Не додає оптимізму й слабка оптимізація ігрових рушіїв у буквально кожній другій-третій грі класу ААА.

Розуміючи, що далеко не кожен геймер побіжить до магазину за новою відеокартою вартістю тисячу доларів, виробники прагнуть знайти обхідні шляхи для зниження навантаження на GPU. Мабуть, найвдалішим рішенням у цьому плані стали системи масштабування зображення, які дозволяють підвищувати роздільну здатність картинки з нижчого до високого рівня, знижуючи при цьому навантаження на GPU і практично не погіршуючи якість зображення.

Одним із найуспішніших прикладів стала система DLSS від NVIDIA. Її успіх стимулював розробку аналогічних технологій у конкурентів: влітку 2021 року AMD представила схожу, але безкоштовну технологію FidelityFX Super Resolution (FSR), а слідом за нею аналогічні рішення анонсували Intel (XeSS), Apple (MetalFX) та Sony (PSSR). Усі вони можуть відрізнятися за технічною реалізацією, але ідея «розтягування» зображення з нижчої роздільної здатності до вищої залишається незмінною.

Давайте розберемо технічні відмінності DLSS і безкоштовного аналога FSR, щоб зрозуміти ключові особливості кожної технології.

Характеристика AMD FSR NVIDIA DLSS
Принцип роботи Просторове масштабування Масштабування з ІІ і часовими даними
Вимоги Працює на будь-яких GPU
(AMD, NVIDIA)		 Вимагає тензорних ядер NVIDIA RTX
Якість FSR 2.0 ближче до DLSS, але трохи поступається Висока якість завдяки ІІ і часовим даним
Продуктивність Хороший приріст FPS Високий FPS із збереженням якості
Сумісність Універсальна, підтримує різні GPU Тільки для NVIDIA RTX
Ліцензія Open-source Пропрієтарна
Інтеграція Проста й доступна Вимагає навчання під гру

Першопроходець NVIDIA DLSS для масштабування використовує спеціальні тензорні ядра, які за допомогою «розумних» алгоритмів масштабують зображення, не навантажуючи при цьому основний блок GPU. Дані для масштабування беруться з коду рушія, після чого до них додаються дані, отримані з попередніх кадрів. NVIDIA постійно вдосконалює та ускладнює роботу DLSS, використовуючи нові дані для інтерполяції кадрів. Наприклад, у DLSS 3 додано новий оптичний рушій, який отримує інформацію на рівні пікселів, використовуючи частинки, відображення, світло та тіні. Через це кожна нова версія DLSS фактично є ексклюзивом для наступного покоління відеокарт, і DLSS 3 підтримується виключно моделями серії GeForce RTX 4000.


На відміну від DLSS, у основі FSR лежить старий-добрий фільтр Ланцоша, який історично використовувався для підвищення різкості в налаштуваннях відеокарт. В AMD доопрацювали технологію, застосувавши двокаскадний фільтр у поєднанні з додатковими елементами, як-от CAS (Contrast Adaptive Sharpening) і просторовими метаданими. Для обробки даних не потрібні тензорні ядра, а вся «магія» відбувається на програмному рівні, тому FSR може працювати на будь-яких моделях відеокарт, включаючи старі хіти Radeon 5700XT і GeForce GTX 1650. Єдина умова – підтримка Vulkan та DirectX.

FSR і DLSS зазвичай активуються в графічних налаштуваннях гри (за умови їх підтримки самою грою) і, як правило, мають кілька варіантів масштабування. Найчастіше це 3–4 режими якості, як-от Ultra Quality, Quality, Balance і Performance, які відрізняються внутрішньою роздільною здатністю рендерингу та мають різне співвідношення «продуктивність-якість зображення». Різниця в тому, що FSR використовує фіксовані значення роздільної здатності за осями X і Y (наприклад, 66%), а NVIDIA вказує коефіцієнт співвідношення роздільної здатності рендеру до фінального зображення.

2. Генерація кадрів за допомогою ІІ

Приклад підвищення продуктивності за допомогою FSR і FMF у Forspoken.

У доповнення до масштабування зображення NVIDIA придумала ще один «покращувач» для підвищення середнього FPS ― технологію екстраполяції та генерації кадрів за допомогою ІІ, яка за правильної реалізації здатна подвоїти або навіть потроїти кількість кадрів за секунду, водночас додавши невелику затримку введення.

На перший погляд здається, що створення цілого неіснуючого кадру — завдання з області фантастики. Насправді технологія інтерполяції вже давно використовується в телевізорах, а виробники відеокарт вивели її на новий рівень. Інтерполяція кадрів не створює зображення з нуля, натомість відеокарта формує два справжніх кадри, оцінює рух пікселів і на основі цих даних створює проміжний штучний кадр.

Приклади різних комбінацій апскейлерів і генераторів кадрів.

AMD представила альтернативну систему генерації FMF (Fluid Motion Frame) майже на 2 роки пізніше, і в ній усе влаштовано простіше, завдяки чому система не прив’язана до конкретної серії відеокарт. Якщо в DLSS 3 використовуються так звані поля оптичного потоку для підвищення точності відтворення кадру, то FMF просто ділить зображення на групи блоків розміром 8×8 пікселів і відстежує зміну руху пікселів усередині них. Попри простоту технології, результати від самого початку були вражаючими з єдиним зауваженням, що FMF отримував дані від апскейлера FSR і не міг працювати без нього.

Популярні відеокарти AMD

3. Що нового в AMD FSR 3.1

Технічні зміни FSR 3.1 порівняно з попередніми версіями.

У версії FSR 3.1 AMD додала додатковий API для розробників ігор, який дозволяє генерувати ці дані окремо, тож Fluid Motion Frame можна використовувати з XeSS, DLSS, DLAA та іншими технологіями масштабування зображення, дозволяючи геймерам експериментувати з пошуком оптимальних налаштувань. За заявою AMD, версія 3.1 при одночасному використанні апскейлера FSR + FMF здатна подвоїти загальний рівень продуктивності в іграх.

При цьому сама система масштабування значно покращилася порівняно з версією 3.0. Завдяки оновленим алгоритмам обробки високочастотних і низькочастотних сигналів під час зміни роздільної здатності, покращилася візуальна якість постобробки, більшість неприємних візуальних артефактів практично зникла, а відставання в якості від DLSS зведено до мінімуму.

4. Як FSR 3.1 показує себе в роботі

Потенційне збільшення FPS в Immortals of Aveum.

Після анонсу версії 3.1 влітку 2024 року ігор із її підтримкою було вкрай мало. Відтоді багато розробників встигли протестувати та впровадити її підтримку, а подекуди, як у випадку Baldur’s Gate 3, допомогли моддери. Судячи з більшості тестів, після оптимізації алгоритмів масштабування в FSR 3.1, різниця в якості зображення між оригінальною роздільною здатністю та апскейлінгом у більшості ігор помітна хіба що під лупою. Принаймні в режимі FSR Quality.

У режимах Balanced і Performance, коли фінальне масштабування майже подвоюється, різниця може бути більш помітною: піксельна сітка стає більш виразною, а згладжування нав’язливішим. Тим не менш, це все одно значний стрибок у якості порівняно з FSR 2.0. Наприклад, у Baldur’s Gate 3 було неможливо грати з FSR 2.0, який навіть у режимі Ultra Quality настільки розмивав зображення, що навіть у «кінематографічних» сценах деталі втрачали будь-яку чіткість.


Окрім оновленого фільтра різкості, у версії 3.1 знизився рівень мерехтіння та гостингу. Це візуальний артефакт, коли об'єкт підстрибує, залишаючи за собою невеликий шлейф під час швидкого повороту камери або руху самого об'єкта. Розмиття об'єктів у русі тепер проявляється не так помітно, як у другій версії FSR.


Тепер щодо приросту продуктивності. Дані про приріст продуктивності апскейлера FSR 3.1 без використання генерації кадрів досить розрізнені та залежать від реалізації в конкретній грі. Але якщо усереднити цифри, виходить щось подібне (це без урахування генерації кадрів):

  • Режим Ultra Quality забезпечує невелике підвищення від 10 до 20%, зосереджуючись на збереженні початкової якості зображення. Зазвичай картинка в такому режимі виглядає привабливіше, ніж із оригінальною системою фільтрації кадрів, включаючи популярний метод TAA (temporal anti-aliasing).
  • Режим Quality може додавати до 30% до показника FPS, при цьому різниця з нативною роздільною здатністю практично не помітна для ока.
  • Налаштування Performance забезпечує приріст до 40%, однак картинка може виглядати менш чіткою, ніж у режимах Quality.
  • Ну а опція Balance у середньому прискорює гру на 50-60%, але на шкоду якості зображення.

Використання режимів Performance і Balance має більше сенсу на портативних консолях, таких як Steam Deck і ROG Ally, із невеликими екранами та менш помітною піксельною сіткою для ока. На ПК, мабуть, найоптимальнішим варіантом є використання режиму Quality, який, працюючи в тандемі з генерацією кадрів FMF, здатен забезпечити приріст продуктивності в межах 80–100%. Тут усе залежить від початкового показника FPS, обраної роздільної здатності та реалізації FSR у конкретній грі. Наприклад, ось як можна «оживити» стареньку Radeon RX 580 за допомогою FSR і генерації кадрів.


Як бачите, у Last Of Us 2 середній показник кадрів за секунду підвищується з неприємних 27–32 до 55–60 FPS. У Ratchet & Clank Rift Apart FPS збільшується вдвічі, а геймплей стає менш ривковим. У Horizon Zero Dawn навіть із усіма хитрощами FPS підвищується до 50, дещо збільшується плавність, але через невелику кількість вихідних кадрів для інтерполяції результат менш вражає. Ну, а в шедеврі Тодда «купи новий комп'ютер» Говарда під назвою Starfield середній FPS хоч і підвищується, візуально гра виглядає майже так само. Тут справа в тому, що фреймтайм (показник часу, витраченого на відтворення одного кадру) у грі не змінюється, а велика кількість NPC у місті створює значне навантаження на процесор.

Загалом усе залежить від імплементації FSR у конкретній грі, а сама система демонструє найкращі результати в кінематографічних іграх із більш плавним геймплеєм, ніж в умовних турнірних шутерах із надзвичайно високою динамікою. На честь AMD вони відразу попереджали про це, радячи відключати генератор кадрів у Call Of Duty, Counter-Strike та інших онлайн-шутерах. Також ефект більш помітний, якщо гра з оригінальними налаштуваннями видає 25–35 FPS. При більш стабільному показнику в 60 FPS апскейлінг і генерація кадрів у більшості випадків мають менш помітний ефект.

Популярні ноутбуки з відеокартою AMD

5. Адаптивність FSR

На відміну від закритої DLSS, AMD регулярно викладає у публічний доступ код нових версій FSR, після чого ентузіасти створюють різноманітні моди з оптимізацією алгоритмів масштабування, доопрацюванням системи генерації кадрів, зниженням інпут-лага, покращеним анти-гостингом, заміною нативного апскейлінгу FSR на алгоритми DLSS та іншими корисними функціями. Наприклад, у 11-й версії Uniscaler автор мода додав у FSR систему антилага NVIDIA Reflex, яка покращила затримку введення та показала чудові результати у багатьох шутерах, включаючи Cyberpunk 2077.


Найпопулярнішими модами для FSR є DLSS Enabler, Uniscaler та Optiscaler. Усі вони по-своєму цікаві та в різних іграх працюють по-різному, однозначно найкращого чи найгіршого серед них немає, тож якщо вирішите спробувати, будьте готові експериментувати. Також будьте готові до того, що часто доведеться попрацювати з завантаженням репозиторіїв із файлообмінників або GitHub, а також ручною установкою модів. Утім, більшість авторів модів викладають на YouTube відеоінструкції в стилі «скопіюйте цю папочку ось сюди».

6. Висновок

Список ігор із уже готовою чи потенційною підтримкою FSR 3.

Що тут сказати, комплекс технологій FSR 3.1 зробив величезний стрибок у якості порівняно з FSR 2.0. Хоча він і трохи поступається за можливостями DLSS, він безкоштовний, підтримується більшістю сучасних відеокарт і без проблем працює навіть на народних, але вже старих відеокартах GeForce GTX 1650 та Radeon RX 580. Іншою перевагою FSR є гнучкість налаштувань, можливість комбінування різних систем масштабування зображення з генератором кадрів FMF, а також підтримка сторонніх модів.

Єдиною ложкою дьогтю є чи то лінь, чи то криворукість багатьох сучасних розробників, які перестали дбати про оптимізацію та почали вказувати системні вимоги вже з урахуванням FSR/DLSS. Не додає оптимізму і масовий перехід багатьох розробників на вкрай вимогливий, не надто вражаючий у плані графіки та не дуже улюблений геймерами Unreal Engine 5. Тільки порівняйте зображення в нещодавньому Space Marine 2 і майбутньому Avowed із Cyberpunk 2077 чотирирічної давності або Battlefield 4, випущеним 11 років тому. Втім, пробачте за ремствування, UE5 це вже окрема розмова.