تجربه عملی با QSSR؛ آپ‌اسکیل مبتنی بر هوش مصنوعی برای پلی‌استیشن 5 استاندارد
سونی از فناوری تازه‌ای به نام QSSR یا Quick Spectral Super Resolution رونمایی کرده؛ فناوری‌ای که آپ‌اسکیل مبتنی بر یادگیری ماشینی رو به پلی‌استیشن 5 استاندارد میاره. این سیستم در واقع نسخه بازطراحی‌شده و بهینه‌شده‌ای از PSSR محسوب میشه که روی پلی‌استیشن 5 پرو استفاده میشه و فعلاً قراره اول از همه در بازی‌های Marvel’s Wolverine و Ghost of Yōtei در دسترس باشه.
تیم دیجیتال فاندری حدود دو هفته پیش نزدیک به 6 ساعت فرصت داشته با این فناوری کار کنه و علاوه بر اون، مستقیماً با تیم سونی هم درباره نحوه عملکردش صحبت کرده.
تا اینجا فقط همین دو بازی بررسی شدن و ویدیوی کامل هم به‌زودی منتشر میشه، اما پتانسیل این فناوری واقعاً قابل‌توجهه. رزولوشن پایین و آپ‌اسکیل ضعیف توی خیلی از بازی‌های این نسل روی کیفیت تصویر تأثیر گذاشته، اما QSSR می‌تونه تغییر بزرگی ایجاد کنه. مخصوصاً در Marvel’s Wolverine، افزایش کیفیت تصویر در بعضی صحنه‌ها واقعاً چشمگیره.
کیفیت تصویر چقدر بهتر شده؟
از نظر تحلیل کیفیت تصویر، مهم‌ترین نکته اینه که پایداری زمانی تصویر به شکل محسوسی بهتر شده. جزئیات بیشتری حفظ میشن، کیفیت عناصر بسیار ریز و Sub-pixel بالاتره و آرتیفکت‌هایی که معمولاً روی چیزهایی مثل شاخ‌وبرگ در حال حرکت دیده میشن، خیلی کمتر شدن.
البته در بازی Ghost of Yōtei که از قبل هم کیفیت تصویر نسبتاً خوبی داشت، تفاوت به اون اندازه چشمگیر نیست.
یکی از اولین سؤال‌هایی که احتمالاً پیش میاد اینه که چرا سونی QSSR رو منتشر کرده، وقتی یکی از نقاط فروش اصلی پلی‌استیشن 5 پرو همین آپ‌اسکیل باکیفیت PSSRـه؟
جواب اصلی اینه که مدل پرو هنوز قدرت پردازشی خیلی بیشتری داره. پلی‌استیشن 5 پرو می‌تونه با رزولوشن پایه بالاتر کار کنه و خروجی آپ‌اسکیل‌شده باکیفیت‌تری هم ارائه بده. بنابراین هنوز اختلاف مشخصی بین اجرای یه بازی با QSSR روی پلی‌استیشن 5 معمولی و اجرای همون بازی با PSSR روی مدل پرو وجود داره.
دنیل کریگ، مهندس ارشد بخش تحقیق‌وتوسعه گرافیک در سونی، میگه:
«خیلی خوبه که این‌قدر دیر در نسل هنوز بتونیم پلی‌استیشن 5 رو بهتر کنیم و به توسعه‌دهنده‌ها اجازه بدیم بازی‌های زیباتری بسازن. واقعیت اینه که پلی‌استیشن 5 پرو برای این کار 300 TOPS سخت‌افزار اختصاصی داره و می‌تونه روی منحنی هزینه در برابر کیفیت، نقطه خیلی سخاوتمندانه‌تری رو انتخاب کنه.»
چطور PSSR روی پلی‌استیشن 5 معمولی بازطراحی شده؟
بازطراحی PSSR برای سخت‌افزار استاندارد پلی‌استیشن 5 خودش یه دستاورد قابل‌توجهه.
مدل پرو سخت‌افزار اختصاصی یادگیری ماشینی داره و PSSR هم که شباهت‌هایی با FSR 4 شرکت AMD داره، از دستورهای INT8 استفاده میکنه. پلی‌استیشن 5 پایه چنین قابلیتی نداره.
دنیل کریگ توضیح میده:
«درسته که پلی‌استیشن 5 پرو از اول برای چنین کاری طراحی شده، بنابراین QSSR بیشتر روی محاسبات FP16 تکیه میکنه. با یه معماری شبکه عصبی ساده‌تر به نتیجه نزدیک شدیم، اما بعدش از یه‌سری قابلیت‌های سخت‌افزاری کمتر واضح هم استفاده کردیم تا بازده رو تا جای ممکن بالا ببریم؛ همون کاری که معمولاً توسعه‌دهنده‌های کنسول انجام میدن.»
به گفته اون، دستورهای محاسباتی Packed Math به شکل گسترده استفاده میشن و چالش اصلی این بوده که Pipeline دائماً پر بمونه و هزینه محاسباتی اطراف عملیات اصلی تا جای ممکن پایین بیاد یا بین بخش‌های مختلف تقسیم بشه.
با اینکه QSSR خیلی از ویژگی‌ها و مزایای معمول آپ‌اسکیلرهای مبتنی بر یادگیری ماشینی رو داره، یه پورت مستقیم از PSSR نیست. برای رسیدن به نسخه قابل‌اجرا روی سخت‌افزار پایه، یه‌سری مصالحه لازم بوده، اما سونی از نتیجه نهایی راضیه.
دنیل کریگ میگه:
«ساخت بازی همیشه درباره انتخاب و مصالحه‌ست، اما لازم نبود اونقدر که شاید فکر کنین تهاجمی مصالحه کنیم. ما خیلی دقیق منحنی هزینه در برابر کیفیت معماری مدل رو بررسی کردیم و تصمیم سخت فقط این بود که روی سخت‌افزار پایه دقیقاً کجا قرار بگیریم. فکر می‌کنیم نقطه‌ای رو انتخاب کردیم که توسعه‌دهنده‌ها از پس هزینه‌اش بربیان و در عین حال نسبت به TAA استاندارد هم ارتقای واضحی ارائه بده.»
هزینه پردازشی QSSR چقدره؟
نکته کلیدی همین کلمه «هزینه»ـست. هیچ آپ‌اسکیلری مجانی نیست و همه‌شون یه هزینه پردازشی دارن. هدف اینه که این هزینه تا جای ممکن پایین نگه داشته بشه.
در پلی‌استیشن 5 پرو، زمان لازم برای اجرای PSSR و آپ‌اسکیل تصویر تا 4K حدود 2 میلی‌ثانیه عنوان شده.
برای بررسی هزینه QSSR، دیجیتال فاندری سه آزمایش انجام داده. یکی از اون‌ها شامل اجرای یه کات‌سین از Marvel’s Wolverine در حالت Performance، با QSSR روشن و خاموش، فریم‌ریت آزاد و VRR بوده.
در این حالت، QSSR نسبت به آپ‌اسکیلر داخلی اینسامنیاک حدود 1.5 تا 1.8 میلی‌ثانیه کندتر بوده؛ در شرایطی که تصویر پایه از 864p به 1440p آپ‌اسکیل می‌شده.
این اختلاف در عمل چیزی حدود 8 تا 10 فریم بر ثانیه تفاوت ایجاد کرده.
اما وقتی حالت Performance روی هدف 60 فریم قفل میشه و Dynamic Resolution Scaling فعال میشه، فاصله خیلی کمتر میشه. در این حالت، رزولوشن داخلی پایین‌تر میاد تا هزینه QSSR جبران بشه، ولی خروجی نهایی همچنان نزدیک 60 فریم باقی می‌مونه و کیفیت تصویر هم به شکل واضحی بهتر میشه.
هدف طبیعی QSSR بیشتر 1440pـه تا 4K
آزمایش بعدی در حالت Fidelity بدون محدودیت فریم انجام شده؛ حالتی که خروجی 2160p رو هدف می‌گیره و کار خیلی سنگین‌تری برای QSSR محسوب میشه.
اینجا هم اختلاف فریم‌ریت حدود 8 تا 10 فریم بوده، اما هزینه زمانی QSSR به حدود 4.4 میلی‌ثانیه رسیده که در مقایسه با راهکار پلی‌استیشن 5 پرو عدد نسبتاً بالاییه.
در نتیجه، به نظر میاد آپ‌اسکیل به 1440p هدف طبیعی‌تر و منطقی‌تری برای QSSR باشه؛ مخصوصاً اینکه خیلی از بازی‌های پلی‌استیشن 5 معمولی همین حالا هم از رزولوشن داخلی پایین‌تر به 1440p میرن.
دنیل کریگ هم این برداشت رو تأیید کرده و گفته:
«برداشت شما کاملاً درسته. روی پلی‌استیشن 5 پرو، توسعه‌دهنده‌ها تقریباً همیشه خروجی رو روی 4K قرار میدن و بعد رزولوشن رندر داخلی رو زیر اون تنظیم می‌کنن. اما روی پلی‌استیشن 5 معمولی، تیم‌ها باید انعطاف بیشتری داشته باشن و نه فقط رزولوشن رندر، بلکه اهداف میانی و خروجی نهایی رو هم با توجه به حالت گرافیکی تنظیم کنن.»
به گفته سونی، ابزارها و انعطاف کافی در اختیار سازنده‌ها گذاشته شده تا بهترین تنظیم رو برای هر بازی پیدا کنن و قرار نیست یه نسخه واحد برای همه بازیها وجود داشته باشه.
مقایسه با FSR 3
در بازی Ghost of Yōtei، وقتی حالت Performance با فریم‌ریت آزاد و VRR اجرا شده، QSSR تقریباً همون عملکردی رو ارائه داده که نسخه عادی FSR 3 ارائه می‌کرده.
فعلاً فقط درباره یه بازی صحبت می‌کنیم و لازمه مطمئن بشیم رزولوشن‌های ورودی و خروجی در هر دو حالت مشابه بودن، اما اگر QSSR واقعاً بتونه با سرعتی نزدیک به FSR 3 اجرا بشه، برای توسعه‌دهنده‌های پلی‌استیشن 5 می‌تونه گزینه بسیار جذابی باشه.
البته برای رسیدن به نتیجه قطعی، بازی‌های بیشتری باید بررسی بشن.
اضافه کردن QSSR به بازیها چقدر سخت خواهد بود؟
برای سازنده‌هایی که بازی‌شون از قبل روی پلی‌استیشن 5 پرو از PSSR پشتیبانی میکنه، اضافه کردن QSSR به نسخه استاندارد نباید خیلی دشوار باشه.
دنیل کریگ توضیح میده:
«در اصل، QSSR برای بازی‌هایی که از قبل PSSR دارن یه جایگزین تقریباً Drop-in محسوب میشه. البته تنظیم دقیق تنظیمات بازی یه مقدار زمان می‌بره، شاید چند روز. مثلاً ممکنه تیم‌ها مجبور بشن تنظیمات Streaming رو تغییر بدن تا مطمئن بشن Mipهای باکیفیت‌تر داخل حافظه باقی می‌مونن.»
مشابه چیزی که هنگام عرضه PSSR روی مدل پرو دیده شد، احتمالاً QSSR هم بعداً به بعضی بازی‌های قدیمی‌تر اضافه میشه.
کریگ میگه:
«اضافه کردنش به بازی‌های موجود نسبتاً ساده و کم‌ریسکه، اما چیزی که بیشتر از همه هیجان‌زده‌ام میکنه، بازی‌های آینده‌ای هستن که از همون ابتدا با در نظر گرفتن هم QSSR و هم PSSR ساخته میشن.»
تکلیف GTA VI چی میشه؟
در نهایت، اینکه GTA VI از QSSR و PSSR استفاده کنه یا نه، کاملاً به تصمیم راکستار بستگی داره.
اما واقعیت اینه که ابزارها حالا در دسترس هستن و میشه ازشون استفاده کرد. کیفیت تصویر هم یکی از معدود انتقادهایی بود که دیجیتال فاندری نسبت به تریلر Extended Look اخیر GTA VI داشت.
به‌طور کلی هم خیلی از بازی‌های این نسل آپ‌اسکیلرها رو بیش از حد تحت فشار گذاشتن. رزولوشن Native حدود 720p وقتی به 1440p یا 2160p آپ‌اسکیل میشه، معمولاً نتیجه خیلی جذابی نمیده.
حالا QSSR می‌تونه تبدیل به یه جایگزین واقعاً مهم و حتی تغییردهنده بازی بشه؛ مخصوصاً برای پلی‌استیشن 5 استاندارد.
تیم دیجیتال فاندری هم گفته مشتاقه بازی‌های بیشتری که از این فناوری پشتیبانی می‌کنن بررسی کنه تا مشخص بشه QSSR در عمل تا چه حد می‌تونه کیفیت تصویر نسل فعلی رو بهتر کنه.
View attachment 424322
View attachment 424323
انگار توی این بازی Reflex فقط با فریم جنریشن روشن میشه و بدون اون نمیشه ازش استفاده کرد. چون کنجکاو بودم، بازی رو روی 60 فریم قفل کردم تا فریم جنریشن رو از روی 30 فریم امتحان کنم. نتیجه: latency زیر ۶۰ میلی‌ثانیه. یعنی ۶۰ فریم فیک از ۶۰ فریم واقعی ۲۰ میلی‌ثانیه latency کمتری داره 
Reflex واقعا چه معجزه‌ایه!
Google