NVIDIA の新しい DLSS 5 テクノロジーは、人工知能を使用してゲーム内で映画のようなグラフィックスを作成します

ハードウェア メーカーの NVIDIA は、デジタル エンターテインメント市場を対象とした、DLSS 5 と呼ばれる最新の画像拡張アーキテクチャの発売を正式に発表しました。この前例のないシステムは、照明と瞬時に処理されるフォトリアリスティックなテクスチャの適用を通じて、インタラクティブな作品の視覚的品質を変革することを約束します。

この開発は、コンピュータ グラフィックスの分野における大きな技術的進歩を表しており、近年同社が提示したイノベーションを上回っています。このツールは、高度な生成人工知能アルゴリズムを使用して、インタラクティブな作品の美学を主要なハリウッド映画制作で見られる品質基準に近づけます。

一般消費者向けの提供は、今年の最終四半期に予定されています。このリソースの実装は、この分野の主要リリースで段階的に行われ、複雑で詳細な仮想環境を作成するための新しい技術パラメータが確立されます。

産業における視覚処理の進化

最初の GeForce アクセラレータ カードの導入以来、ハードウェア市場は、ますます複雑化するデジタル世界を作成するために十分な処理能力を提供することを常に求めてきました。業界の技術的な軌跡には、2001 年の GeForce 3 によるプログラマブル シェーダーの登場、2006 年の GeForce 8800 GTX による CUDA 並列コンピューティング アーキテクチャの実装、2018 年の GeForce RTX 2080 Ti によるリアルタイム レイ トレーシングの導入などの重要なマイルストーンが含まれています。さらに最近では、市場ではパス トレーシングとニューラルの登場が見られています。これらの各ステップは、マシンのコンピューティング能力の指数関数的な増加を意味し、クリエイティブ スタジオが利用できるグラフィックス能力は、過去数十年間で驚異的な 375,000 倍に増加しました。

このようにハードウェアが進化し続けているにもかかわらず、単一のインタラクティブ フレームのレンダリングは、流動性を維持するためにわずか 16 ミリ秒の何分の 1 かで実行する必要があり、従来の映画の視覚効果プロセスと比較すると、依然として厳しい物理的制限に直面しています。映画やシリーズではサーバー ファームを使用しており、1 つの写実的な画像を処理するのに数分から数時間かかります。インタラクティブ環境でこの時間的障壁を克服するには、機械学習とディープ ニューラル ネットワークに基づくソリューションを支持して、総当たりの計算力への排他的依存を放棄するパラダイム シフトが必要でした。

リアルタイム ニューラル レンダリングの仕組み

新しいアーキテクチャは、実行中にソフトウェアのグラフィック エンジンから直接抽出されたカラー ベクトルとモーション ベクトルを処理します。システムはこの生の情報を取得し、訓練された人工知能モデルを適用して、シーン内のスペースを忠実度の高いマテリアルで満たします。

この方法により、生成された画像がスタジオ アーティストによって設計された元の 3 次元ジオメトリに厳密に固定されたままになることが保証されます。連続するフレーム間の視覚的な一貫性は厳密に維持され、没入感を損なう可能性のある不要な視覚的アーチファクトが回避されます。

処理は即座に行われ、互換性のあるモニターで最大ネイティブ 4K の非常に高い解像度をサポートします。ゲームプレイの流動性は悪影響を受けず、ニューラル ネットワークによって生成された視覚的な詳細の追加負荷があっても高いフレーム レートが保証されます。

DLSS 4.5 などのシステムの以前のバージョンは、主に raw パフォーマンスの向上に重点を置き、AI を通じてほとんどのピクセルをレンダリングしてパフォーマンスを最適化していました。現在の反復では、画面に表示される画像の忠実度を根本的に変えることに主な焦点を移しています。

照明における人工知能の応用

人工知能モデルのトレーニングには、さまざまな仮想シナリオの複雑なセマンティクスを理解するために膨大なデータベースを分析することが含まれていました。このアルゴリズムは、人物、木の葉、金属表面、さまざまな布地など、画面上の異なる要素を自動的に識別します。

この正確な識別に基づいて、システムは 3 次元環境に存在するそれぞれの特定のマテリアルに対する光の物理的挙動を計算します。これには、半透明の人間の皮膚の下で散乱する光、衣服の拡散反射、個々の髪の複雑な屈折を正確にシミュレートすることが含まれます。

直射日光、影、逆光、屋内の人工照明などの周囲の照明条件は、単一の画像フレームから解釈されます。その結果、ユーザーインタラクション中のシーンの動的な変化に自然かつ物理的に正しい方法で反応する視覚的な構成が得られます。

クリエイティブコントロールを開発者のために保持

人工知能が照明とフォトリアリスティックなマテリアルの重度の処理の多くを引き継ぎますが、アーキテクチャは、作品のオリジナルのクリエイターの手に厳密な芸術的制御を維持するように設計されています。開発スタジオは、ニューラル介入の強度を調整したり、カラー グレーディングを変更したり、画面の特定の領域に除外マスクを適用したりできる詳細なツール パネルにアクセスできます。この柔軟性により、プロジェクトの意図したアート ディレクションが自動化されたアルゴリズムの決定によって上書きされず、市場にリリースされる各タイトルの美しさと独自のビジュアル アイデンティティが維持されます。商用グラフィックス エンジンへのシステムの統合は、NVIDIA Streamline として知られる統一プログラミング フレームワークによって簡素化されました。これは、NVIDIA Reflex などの以前のレイテンシー削減テクノロジの実装にすでに使用されており、開発サイクル中のソフトウェア エンジニアリング チームの作業を容易にします。

市場における主要な開発者の密着度

この新技術は企業市場にすぐに受け入れられ、世界最大手のエンターテイメント ソフトウェア出版社との戦略的提携が発表されました。国際舞台の大手企業は、今後数年間にこの機能を独自のグラフィックス エンジンに統合することを確認しています。

Bethesda、CAPCOM、Hotta Studio、NetEase、NCSOFT、S-GAME、Tencent、Ubisoft、Warner Bros. Games などの有名スタジオは、すでに更新された開発キットにアクセスできます。これらの企業による大量採用は、世界の業界における高予算タイトルの制作におけるツールの急速な標準化を示しています。

グラフィックの進歩に対する経営陣の視点

NVIDIA の創設者兼 CEO のジェンスン フアンは、今回の発表を世界規模でのコンピューター グラフィックスの再発明の瞬間であると呼びました。同幹部は、このツールの影響を優れた言語モデルの出現に例え、このイノベーションは創造的な自由を損なうことなく、視覚的リアリズムへの真の飛躍であると述べた。

パートナースタジオのリーダーも、公式発表の中でこの取り組みに対する技術的サポートを表明した。 Bethesda Game Studios のエグゼクティブ プロデューサーである Todd Howard 氏と、CAPCOM のコーポレート ディレクターである竹内 純氏は、このテクノロジーにより歴史的なレンダリングの制限が取り除かれ、これまでにない方法でより没入感のある雰囲気とインタラクティブな映画体験を作成できるようになることを強調しました。

アップデートの受信が確認されたタイトル

このテクノロジーをネイティブにサポートするインタラクティブ作品の最初のリストには、国際市場ですでに確立されている製品の待望の発売とアップデートが含まれています。プロデューサーは、次の大規模プロジェクトで新しいニューラル レンダリング システムが実装されていることを確認しました。

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