Zdjęcie do artykułu: Nowoczesne technologie w GPU – ray tracing, DLSS, FSR wyjaśnione
Elektronika i komputery by admin

Nowoczesne technologie w GPU – ray tracing, DLSS, FSR wyjaśnione

Spis treści

Dlaczego nowoczesne GPU są tak ważne?

Nowoczesne karty graficzne przestały być tylko urządzeniami do rysowania grafiki 3D. Dziś GPU to złożone procesory, które potrafią śledzić promienie światła, renderować obraz za pomocą AI oraz skalować rozdzielczość bez drastycznej utraty jakości. Dla graczy oznacza to bardziej realistyczne gry i wyższy FPS, dla twórców – krótszy czas renderingu, a dla rynku – nowe standardy w grafice komputerowej i produkcjach multimedialnych.

Trzy najważniejsze technologie, o których najczęściej słyszymy przy premierach nowych kart, to ray tracing, DLSS oraz FSR. Ray tracing odpowiada za realizm oświetlenia, DLSS wykorzystuje sztuczną inteligencję do skalowania obrazu, a FSR stanowi otwartą alternatywę poprawiającą wydajność także na słabszych GPU. Zrozumienie, jak one działają, pomaga świadomie dobrać sprzęt i właściwie ustawić gry, zamiast bezrefleksyjnie zmieniać suwaki w menu.

Ray tracing – podstawy działania

Ray tracing to technika renderowania, która symuluje zachowanie światła poprzez śledzenie promieni. Zamiast prostego oświetlenia opartego na teksturach, gra oblicza, jak promienie odbijają się od powierzchni, jak przenikają przez szkło czy jak tworzą miękkie cienie. Dzięki temu scena wygląda bliżej tego, co widzimy w filmach CGI lub w rzeczywistości, gdzie światło zawsze oddziałuje z otoczeniem w złożony sposób.

Klasyczne renderowanie w grach, tzw. rasteryzacja, polega na „spłaszczaniu” trójwymiarowej sceny na obraz pikseli i uproszczonym liczeniu oświetlenia. Jest szybkie, ale mniej realistyczne. Ray tracing jest dokładniejszy, lecz wymaga ogromnej mocy obliczeniowej. Dlatego dopiero współczesne GPU z dedykowanymi blokami sprzętowymi są w stanie wykonywać te obliczenia w czasie rzeczywistym, zapewniając grywalną płynność.

Ray tracing w grach: praktyczne efekty

W praktyce ray tracing może być użyty na kilka sposobów. Gry rzadko stosują pełny ray tracing całej sceny; częściej wybierane są wybrane efekty, takie jak odbicia, cienie czy globalne oświetlenie. Dzięki temu da się zachować kompromis między jakością a wydajnością. Przykładowo, lustra i mokre powierzchnie realistycznie odbijają otoczenie, zamiast korzystać z płaskich, przybliżonych map środowiskowych, które często wyglądają sztucznie.

Najpopularniejsze rodzaje ray tracingu w grach to: ray traced reflections (odbijanie obiektów w czasie rzeczywistym), ray traced shadows (dokładne, miękkie cienie zależne od odległości i kształtu źródła światła) oraz ray traced global illumination (realistyczne rozchodzenie się światła, z uwzględnieniem kolorów odbitych od różnych materiałów). Im więcej tych efektów włączysz, tym większy spadek FPS, dlatego warto umiejętnie dobierać ustawienia.

Jak działa sprzętowy ray tracing w GPU?

Nowoczesne GPU, takie jak NVIDIA GeForce RTX czy AMD Radeon RX z architekturą RDNA 2/3, mają dedykowane jednostki do ray tracingu. W kartach NVIDII są to RT Cores, a u AMD – Ray Accelerators. Ich zadaniem jest przyspieszenie kluczowych obliczeń, m.in. przecinania promieni z geometrią sceny. Bez nich GPU musiałby liczyć te operacje na uniwersalnych shaderach, co byłoby zbyt wolne do zastosowania w wymagających grach AAA.

Proces wygląda w uproszczeniu tak: scena jest przygotowywana przez rasteryzację, a wybrane efekty, takie jak odbicia czy cienie, są doprecyzowywane przez ray tracing. Jednostki RT szukają przecięć promieni z obiektami, wykorzystując przy tym struktury przyspieszające, jak BVH. Następnie wynik jest łączony z tradycyjnym obrazem. Ten hybrydowy model renderowania pozwala zyskać lepszą jakość oświetlenia bez całkowitego porzucania sprawdzonych metod rasteryzacji.

Czym jest DLSS i jak działa?

DLSS (Deep Learning Super Sampling) to technologia firmy NVIDIA, która wykorzystuje sztuczną inteligencję do skalowania obrazu. Gra jest renderowana w niższej rozdzielczości wewnętrznej, a następnie sieć neuronowa przekształca ten obraz do wyższej rozdzielczości końcowej, np. do 4K. Efekt ma przypominać natywne renderowanie, ale z wyższym FPS. W najnowszych odsłonach, takich jak DLSS 3.x, pojawia się też generowanie dodatkowych klatek.

Kluczowe jest tu wykorzystanie Tensor Cores, czyli specjalnych jednostek obliczeniowych w kartach RTX. Sieci neuronowe uczone są na superkomputerach NVIDII, porównując obrazy niskiej i bardzo wysokiej jakości. W trakcie gry GPU korzysta z tych wyuczonych wzorców, by „odgadywać” szczegóły, które normalnie wymagałyby znacznie większej liczby obliczeń. Dodatkowo DLSS używa informacji o ruchu pikseli, aby poprawić ostrość i stabilność obrazu.

Tryby DLSS w praktyce

DLSS oferuje kilka trybów jakości, pozwalających dopasować balans między ostrością a wydajnością. Najczęściej spotkasz opcje: Quality, Balanced, Performance oraz Ultra Performance. W trybie Quality gra renderuje obraz w stosunkowo wysokiej rozdzielczości bazowej, więc jakość jest bardzo zbliżona do natywnej, a czasem nawet wyższa. Tryby Performance i Ultra Performance znacznie obniżają rozdzielczość wejściową, ale dają duży przyrost FPS.

Warto wiedzieć, że DLSS ma też różne generacje. DLSS 2.x wprowadził upscaling czasowy wysokiej jakości, który w wielu grach uchodzi za złoty standard. DLSS 3 rozszerzył tę koncepcję o generowanie klatek (Frame Generation), gdzie sieć neuronowa tworzy dodatkowe klatki pomiędzy wygenerowanymi przez GPU. Zwiększa to płynność, lecz może wprowadzać opóźnienia i artefakty, dlatego najlepiej działa z technologiami redukcji input laga, jak NVIDIA Reflex.

AMD FSR – otwarta alternatywa

FSR (FidelityFX Super Resolution) od AMD to konkurencyjna technologia skalowania obrazu, która ma jeden kluczowy atut: działa na szerokiej gamie kart, nie tylko Radeon, ale także na GPU NVIDII czy rozwiązaniach zintegrowanych. Dzięki temu nawet starsze lub tańsze konfiguracje mogą zyskać wyższy FPS przy zachowaniu przyzwoitej jakości obrazu. Dla graczy z ograniczonym budżetem to często najprostszy sposób na „darmowe” podniesienie wydajności.

Pierwsza wersja FSR korzystała z technik przestrzennych, działając wyłącznie na pojedynczej klatce bez analizy ruchu. FSR 2.x wprowadził upscaling czasowy, zbliżając się jakością do DLSS 2.0, choć bez użycia dedykowanych jednostek AI. Zamiast tego wykorzystuje zaawansowane filtry i dane o ruchu z gry. AMD rozwija również FSR 3 z generowaniem klatek, które, podobnie jak DLSS 3, ma poprawiać płynność bez wymuszania większej rozdzielczości renderowania.

DLSS vs FSR – porównanie technologii

Porównując DLSS i FSR, warto pamiętać, że obie technologie mają ten sam cel: poprawić wydajność bez dużej straty jakości. DLSS wykorzystuje sieci neuronowe i wymaga kart RTX, natomiast FSR jest bardziej uniwersalne, ale zazwyczaj nieco słabsze jakościowo przy tych samych ustawieniach. W wielu grach różnice w ostrości i stabilności są jednak na tyle małe, że część użytkowników wybiera po prostu to, co jest dostępne na ich platformie.

Cecha Ray tracing DLSS FSR
Główne zadanie Realistyczne światło i cienie Upscaling z użyciem AI Upscaling programowy
Wymagania sprzętowe Jednostki RT w GPU Karty NVIDIA RTX Większość GPU, także starsze
Wpływ na FPS Znaczne obniżenie Zwiększenie wydajności Zwiększenie wydajności
Kluczowa zaleta Najlepsza jakość obrazu Wysoka jakość + AI Szeroka kompatybilność

W praktyce można łączyć te technologie: włączyć ray tracing, a następnie skompensować spadek wydajności poprzez DLSS lub FSR. W grach z bardzo wymagającym ray tracingiem, takich jak Cyberpunk 2077, to często jedyny sposób, by gra zachowała płynność przy wyższych detalach. Decyzja o wyborze konkretnego trybu powinna zależeć od rodzaju GPU, rozdzielczości monitora oraz osobistych preferencji co do ostrości i stabilności obrazu.

Jak wybrać grafikę: ray tracing, DLSS czy FSR?

Przy wyborze nowej karty graficznej warto zastanowić się, jaki typ gier preferujesz i jak ważna jest dla ciebie grafika. Jeśli grasz głównie w najnowsze tytuły AAA i zależy ci na ray tracingu, lepiej celować w modele z mocnymi jednostkami RT i obsługą DLSS lub FSR 2/3. Dla e-sportu liczy się przede wszystkim wysoki FPS i niski input lag, więc ray tracing jest wtedy mniej istotny, a ważniejsza będzie surowa wydajność w rasteryzacji oraz skuteczne skalowanie.

Istotne są też kwestie ekosystemu. Karty NVIDII oferują DLSS, Reflex i zaawansowane narzędzia do streamingu, natomiast AMD stawia na otwarte rozwiązania, takie jak FSR oraz technologia Anti-Lag. Jeżeli często zmieniasz gry lub korzystasz z różnych platform, otwartość FSR może być plusem. Jeśli natomiast chcesz korzystać z najnowszych rozwiązań opartych na AI, DLSS i Frame Generation dają przewagę, choć wymagają odpowiedniego sprzętu RTX.

Na co zwrócić uwagę przy zakupie GPU?

  • Rozdzielczość monitora (1080p, 1440p, 4K) i docelowy FPS.
  • Wsparcie dla ray tracingu i liczba jednostek RT w danej serii.
  • Obecność DLSS (RTX) lub dobra obsługa FSR w grach.
  • Pamięć VRAM – przy RT i wysokich teksturach ma duże znaczenie.
  • Opinie z testów wydajności w konkretnych tytułach, które grasz.

Praktyczne wskazówki ustawień w grach

Konfigurując grę, nie zaczynaj od maksymalnych ustawień wszystkiego naraz. Najpierw ustaw wysokie detale bez ray tracingu i sprawdź, jaki FPS osiągasz. Jeśli masz zapas wydajności, dopiero wtedy włączaj wybrane efekty RT, takie jak cienie czy odbicia. Wiele tytułów pozwala osobno sterować poszczególnymi elementami ray tracingu, więc możesz postawić na najefektowniejszy z nich, minimalizując spadek płynności.

Następnym krokiem jest dobranie trybu DLSS lub FSR. Przy 1080p najlepiej sprawdza się tryb Quality, przy 1440p można rozważyć Balanced, a przy 4K Performance bywa koniecznością. Jeśli obraz wydaje się zbyt miękki, warto podbić ostrość w ustawieniach gry lub sterowników. Pamiętaj też, że generowanie klatek (DLSS 3, FSR 3) jest najbardziej opłacalne przy wysokim FPS bazowym, a w grach e-sportowych lepiej pozostać przy klasycznym renderowaniu dla niższego opóźnienia.

Prosty schemat konfiguracji krok po kroku

  1. Ustaw detale grafiki na wysoki poziom bez ray tracingu.
  2. Sprawdź FPS i stabilność obrazu w typowych dla ciebie scenach.
  3. Włącz DLSS/FSR w trybie Quality i oceń jakość oraz zysk wydajności.
  4. Dodaj wybrane efekty ray tracingu, zaczynając od odbić lub cieni.
  5. Jeśli FPS jest za niski, obniż tryb DLSS/FSR do Balanced lub Performance.

Przyszłość technologii GPU

Rozwój GPU wyraźnie zmierza w kierunku coraz większej roli sztucznej inteligencji i ray tracingu. Producenci inwestują w kolejne generacje dedykowanych jednostek RT i Tensor, a silniki gier coraz częściej są projektowane z myślą o hybrydowym renderingu. Można się spodziewać, że w nadchodzących latach pełny ray tracing całych scen stanie się standardem, a upscaling z użyciem AI będzie domyślną metodą osiągania wysokich rozdzielczości.

Równocześnie rośnie znaczenie otwartych technologii, takich jak FSR czy rozwiązania cross-platformowe w nowych API graficznych. Dla użytkowników oznacza to większą elastyczność, a dla twórców – możliwość docierania do szerszej grupy odbiorców bez całkowitej rezygnacji z zaawansowanych efektów. Kluczowa będzie optymalizacja, bo nawet najlepsza technologia traci sens, gdy gra działa niestabilnie lub wymaga sprzętu z najwyższej półki cenowej.

Podsumowanie

Ray tracing, DLSS i FSR zmieniły sposób, w jaki myślimy o wydajności i jakości grafiki. Ray tracing odpowiada za realizm oświetlenia, ale jest kosztowny obliczeniowo. DLSS wykorzystuje sztuczną inteligencję do skalowania obrazu, zapewniając wysoką jakość na kartach RTX, natomiast FSR oferuje szeroką kompatybilność i poprawę FPS nawet na słabszym sprzęcie. Umiejętne łączenie tych technologii pozwala dopasować gry do własnych oczekiwań bez konieczności nieustannych kompromisów.

Wybierając GPU i konfigurując ustawienia graficzne, warto świadomie analizować dostępne opcje, a nie tylko kierować się marketingiem. Zrozumienie podstaw działania ray tracingu, DLSS i FSR pomaga lepiej wykorzystać potencjał posiadanego sprzętu, wydłużyć jego żywotność i cieszyć się płynną, atrakcyjną wizualnie rozgrywką przez kolejne lata. Dzięki temu każda złotówka wydana na kartę graficzną pracuje efektywnie, a nie ginie w źle dobranych ustawieniach.