Zusammenfassung:
Sony hat die KI-Superauflösungstechnologie kürzlich offiziell in die reguläre Version der PlayStation 5 eingeführt. Nach der mit PSSR ausgestatteten PS5 Pro kann nun auch die normale PS5 maschinelle Lerntechnologie nutzen, um die Spielgrafik zu verbessern. Sony nannte diese neue Technologie Quick Spectral Super Resolution oder QSSR. Zu den ersten Spielen, die QSSR unterstützen, gehören „Marvel’s Wolverine“ und „Ghost of Mount Yotei“. Spieler können diese neue Grafikoption über kostenlose Updates erhalten.
QSSR ist keine direkte Übertragung von PSSR auf der PS5 Pro auf die normale PS5 intakt, sondern eine leichte Version, die von Sony für normale PS5-Hardware entwickelt wurde. Sony nennt es ein „neues KI-Ultra-Performance-Level“ und die Technologie stammt aus dem Project Amethyst-Projekt in Zusammenarbeit mit AMD.
Im Vergleich zur PS5 Pro ist die größte Hardware-Einschränkung der normalen PS5 der Mangel an Hardware für maschinelle Lernberechnungen. PS5 Pro verfügt über spezielle KI-Rechenfunktionen, die die von PSSR erforderlichen neuronalen Netzwerkoperationen effizienter ausführen können, während die normale PS5 nur die allgemeinen Rechenressourcen der ursprünglichen GPU nutzen kann, um ähnliche Aufgaben zu erledigen.
Daher verwendet QSSR eine schlankere neuronale Netzwerkarchitektur und führt auch zahlreiche manuelle Optimierungen für die PS5-GPU durch. Sony sagte, dass diese beiden Verbesserungen es ermöglichen, den ursprünglich rechenintensiven AI Super Score auf der regulären PS5 auszuführen und eine neue Balance zwischen Bildqualität und Leistung zu erreichen.
Digital Foundry führte erste Tests von QSSR durch und die Ergebnisse zeigten, dass diese Technologie die Bildqualität der regulären PS5 tatsächlich deutlich verbessern kann. Insbesondere in „Marvel’s Wolverine“ ist QSSR in der Lage, klarere und stabilere Bilder aus einer niedrigeren internen Rendering-Auflösung zu rekonstruieren als herkömmliche Lösungen.
Nehmen Sie „Marvel Wolverine“ als Beispiel. Die normale PS5 konnte zuvor eine interne Rendering-Auflösung von etwa 1080p verwenden und diese dann durch herkömmliche Algorithmen auf eine höhere Ausgabeauflösung aktualisieren. Nach der Einführung von QSSR kann die interne Rendering-Auflösung im Test weiter auf etwa 936p reduziert und dann mithilfe von KI auf 1440p rekonstruiert werden. Obwohl die Anzahl der internen Rendering-Pixel reduziert wird, kann das endgültige Bild klarer sein als bei der ursprünglichen herkömmlichen Upscaling-Lösung.
Hier liegt der größte Wert von QSSR. Es ermöglicht nicht, dass die normale PS5 plötzlich über eine GPU-Leistung auf PS5 Pro-Niveau verfügt, sondern nutzt die Rekonstruktionstechnologie des maschinellen Lernens, um einige der Rechenressourcen, die ursprünglich für hochauflösendes natives Rendering verschwendet wurden, dem Spiel selbst neu zuzuweisen.
Wenn bei gleicher Ausgabeauflösung eine niedrigere interne Rendering-Auflösung verwendet werden kann, um eine ähnliche oder sogar bessere Bildqualität zu erzielen, können Entwickler die eingesparten GPU-Ressourcen nutzen, um die Schattenqualität, Lichteffekte, physikalische Berechnungen, Partikelanzahl oder andere Grafikeffekte zu verbessern.
Der Rechenaufwand von QSSR ist jedoch nicht gering. Tests von Digital Foundry ergaben, dass QSSR in „Marvel Wolverine“ beim Upgrade von einer niedrigeren Auflösung auf 1440p die Frametime im Vergleich zur ursprünglichen Upscaling-Lösung des Spiels um einen bestimmten Betrag verlängert. Im Performance-Modus mit freigeschalteter Framerate entspricht dies einem theoretischen Leistungsverlust von etwa 9 Frames.
Das Problem besteht darin, dass QSSR mit einer niedrigeren internen Rendering-Auflösung arbeitet. Wenn Entwickler also QSSR verwenden, um die Basis-Rendering-Auflösung zu senken, kann der Gesamtleistungsverlust ausgeglichen werden und sie können bei gleicher Bildrate sogar deutlich bessere Grafiken erhalten.
Im Vergleich zu PSSR auf PS5 Pro besteht der größte Unterschied zwischen QSSR immer noch in der Zielauflösung und der Recheneffizienz. PS5 Pro verfügt über spezielle Hardware für maschinelles Lernen, sodass die KI-Rekonstruktion effizienter durchgeführt werden kann. In Spielen wie „Marvel’s Wolverine“ kann die PS5 Pro interne Grafiken von etwa 1200p auf 4K hochskalieren, während der QSSR auf der regulären PS5 besser bei der Hochskalierung von etwa 936p auf 1440p ist.
Daher kann QSSR nicht zulassen, dass die normale PS5 wirklich das Bildniveau der PS5 Pro erreicht. Sony machte außerdem deutlich, dass PSSR immer noch die Flaggschifflösung der PS5 Pro ist, während QSSR eine weitere Technologie ist, die für normale PS5-Hardwarebedingungen entwickelt wurde.
Die wichtigste Bedeutung von QSSR ist jedoch nicht ein Eins-zu-eins-Vergleich mit PSSR, sondern dass die gewöhnliche PS5 endlich über echte KI-Bildrekonstruktionsfunktionen verfügt.
Früher basierte die normale PS5 hauptsächlich auf TAA, FSR und der zeitbasierten Upscaling-Technologie, die von den Spieleentwicklern selbst entwickelt wurde. Obwohl diese Lösungen nach der Optimierung gute Bilder liefern können, sind sie anfällig für Probleme wie Flimmern, Verschmieren, Detailverlust und instabile Bilder bei niedrigen internen Rendering-Auflösungen.
QSSR kann neuronale Netze verwenden, um Pixelinformationen in kontinuierlichen Bildern zu analysieren und mehr Details aus den zeitlichen und räumlichen Dimensionen wiederherzustellen, wodurch die häufigen visuellen Mängel dieser herkömmlichen Aufwärtskonvertierungsalgorithmen reduziert werden.
Digital Foundry hob insbesondere die Verbesserungen von QSSR bei Vegetation, entfernten Objekten, kleinen Texturen und komplexen Geometrien hervor. In „Marvel’s Wolverine“ wurden einige Details, die ursprünglich zu Flimmern und Geisterbildern neigten, nach der QSSR-Verarbeitung stabiler gemacht und das Gesamtbild war schärfer.
„Ghost of Mount Yotei“ hat ebenfalls QSSR hinzugefügt, aber die tatsächliche Verbesserung ist nicht so offensichtlich wie bei „Marvel Wolverine“. Dies liegt vor allem daran, dass die ursprüngliche Bildqualität des Spiels auf der normalen PS5 bereits recht gut ist, sodass die herkömmliche Upscaling-Lösung relativ wenig Spielraum für Verbesserungen lässt.
Sony hat QSSR jetzt als Entwicklungstool für PlayStation-Entwickler bereitgestellt, anstatt sich auf seine eigenen Erstanbieter-Studios zu beschränken. Damit können künftig auch Spiele von Drittanbietern QSSR nutzen.
Daniel Craig, Chefingenieur der Grafikforschung und -entwicklung bei Sony, sagte, dass QSSR grundsätzlich als „direkter Ersatz“ für Spiele verwendet werden kann, die PSSR bereits unterstützen. Das Entwicklungsteam muss nicht das gesamte Rendering-System neu entwerfen und muss nur relativ begrenzte Anpassungen vornehmen, damit dieselbe Reihe von Spielen gleichzeitig unterschiedliche Superscore-Lösungen für PS5 und PS5 Pro verwenden kann.
Dies bedeutet jedoch nicht, dass alle Spiele, die bereits PSSR unterstützen, automatisch QSSR erhalten. Das Spiel muss noch aktualisiert werden, um Unterstützung hinzuzufügen. Die Auswahl von „Marvel Wolverine“ und „Ghost of Mount Yotei“ durch Sony dieses Mal als erste Produktreihe zeigt auch, dass QSSR von den Entwicklern verlangt, sie für bestimmte Spiele anzupassen.
Dieses Design ist tatsächlich sehr wichtig, da der Leistungsunterschied zwischen der regulären PS5 und der PS5 Pro dazu führt, dass die beiden Plattformen nicht einfach die exakt gleichen Rendering-Parameter verwenden können. PS5 Pro kann eine höhere interne Rendering-Auflösung wählen und dann PSSR verwenden, um auf 4K zu aktualisieren; Eine normale PS5 muss die interne Rendering-Auflösung und das endgültige Ausgabeziel sorgfältiger steuern.
Für Entwickler bedeutet dies, dass dasselbe Spiel in Zukunft möglicherweise flexiblere Grafikmodi haben wird. Die normale PS5 kann mit QSSR eine niedrigere interne Rendering-Auflösung verwenden, während die PS5 Pro mit PSSR eine höhere interne Rendering-Auflösung verwendet. Beide können relativ stabile Bilder in hoher Qualität erhalten.
Aus Sicht der Technologieentwicklung hat QSSR noch eine weitere bemerkenswerte Bedeutung: Es beweist, dass dedizierte KI-Hardware nicht die einzige Möglichkeit ist, hochwertige Super-Resolution-Algorithmen auszuführen. Die normale PS5 verfügt nicht über eine dedizierte Recheneinheit für maschinelles Lernen wie die PS5 Pro, kann aber durch ein leichteres neuronales Netzwerk, FP16-Berechnung und GPU-Optimierung dennoch eine praktische KI-Bildrekonstruktion erreichen.
Natürlich erfordert dieser Ansatz größere Kompromisse zwischen Bildqualität, Auflösung und Rechenaufwand. Die PS5 Pro verfügt über eine stärkere dedizierte KI-Rechenleistung und ist daher in der Lage, komplexere neuronale Netze und höhere Ausgabeauflösungen zu bewältigen, während das QSSR der regulären PS5 „sparsamer“ sein muss.
Dadurch besteht auch eine gewisse Verbindung zwischen QSSR und FSR 4, das in den letzten Jahren von AMD gefördert wurde. FSR 4 nutzt außerdem Methoden des maschinellen Lernens für die hochauflösende Rekonstruktion und nutzt INT8-Berechnungen, um die Betriebskosten zu senken. QSSR stammt aus dem von Sony und AMD gemeinsam entwickelten Projekt Amethyst, und es besteht eine offensichtliche technische Verbindung zwischen beiden.
Derzeit plant AMD, einige seiner KI-Super-Resolution-Technologien auf ältere Radeon-GPUs auszuweiten, und QSSR beweist, dass ähnliche Ideen auf festen Hardwareplattformen wie Spielekonsolen weiter optimiert werden können.
Für Spieler, die bereits eine normale PS5 besitzen, bedeutet dies, dass sie keine PS5 Pro kaufen müssen und durch Software-Updates auch einen Teil der Erfahrung erhalten können, die ursprünglich zur neuen Generation der Bildrekonstruktionstechnologie gehörte. Obwohl das Bild nicht das volle Niveau der PS5 Pro erreicht, können Spieler in Spielen, die QSSR unterstützen, stabilere Details, weniger Flimmern und klarere Ausblicke erhalten.
Noch wichtiger ist, dass die reguläre PS5 nun in die zweite Hälfte ihres Lebenszyklus eingetreten ist und Sony immer noch bereit ist, diese seit vielen Jahren auf dem Markt befindliche Konsole mit neuer Grafiktechnologie aufzurüsten. Dieser Ansatz ermöglicht es Entwicklern, weiterhin mehr Leistungspotenziale bestehender Hardware zu erschließen, ohne die Host-Hardware zu ändern.
Natürlich hängt die letztendliche Wirkung, die QSSR haben kann, immer noch von der Unterstützung von Drittentwicklern ab. Wenn nur eine kleine Anzahl von First-Party-Spielen es nutzen, wird seine Bedeutung für das gesamte PS5-Ökosystem begrenzt sein; Wenn immer mehr Entwickler bereit sind, QSSR in Spiele zu integrieren, insbesondere solche, die derzeit noch auf ältere FSR- oder TAA-Upscaling-Lösungen setzen, dann könnte sich die Bildqualität der gewöhnlichen PS5 in den nächsten Jahren weiter verbessern.
Was derzeit bestätigt ist, ist, dass Sony QSSR für alle PlayStation-Entwickler geöffnet hat und „Marvel Wolverine“ und „The Soul of Mount Yotei“ die ersten Spiele sind, die diese Technologie tatsächlich demonstrieren. PS5 Pro behält mit seiner stärkeren GPU und dedizierter KI-Hardware immer noch seinen Leistungsvorteil bei, aber die normale PS5 hat endlich eine wichtige Schwelle überschritten: Sie kann offiziell die KI-Bildrekonstruktionstechnologie der neuen Generation von Sony nutzen, ohne die Host-Hardware zu aktualisieren.
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