FSR 3 Frame Gen vs. DLSS 3 Frame Gen. Mocna odpowiedź AMD!

FSR 3 to wersja technologii, na którą czekało wielu entuzjastów sprzętu komputerowego i przede wszystkim graczy. AMD nie miało jednak łatwo, gdyż ta funkcja światło dzienne ujrzała po niecałym roku od pierwszej zapowiedzi w listopadzie 2022 roku. Nie miało łatwo również ze względu na DLSS 3 Frame Generation od NVIDII, marki która niejako wyznaczyła trend na rynku wraz z wprowadzeniem na półki sklepowe kart graficznych z serii RTX. Dziś wiemy już, jak FSR 3 Frame Generation radzi sobie w rzeczywistości i na tapet weźmiemy grę Immortals of Aveum.

FSR 3 Frame Generation, czyli sztuczne klatki i sztuczna płynność

Entuzjastom sprzętu komputerowego nie trzeba tłumaczyć już, w jaki sposób działa generowanie klatek, ale jeśli przespaliście bieżący rok i nie macie zielonego pojęcia o tym zagadnieniu, spieszymy z odpowiedzią. Otóż FSR 3 FG działa na bardzo podobnej zasadzie do DLSS 3 FG. Karta graficzna generuje klatki obrazowe na bazie wszystkich zebranych danych, a Frame Gen dorzuca od siebie dodatkową klatkę między tymi „rzeczywistymi”.

Funkcja ta ma zatem za zadanie wygenerować - na podstawie dwóch realnych - jedną sztuczną klatkę i w ten sposób poprawiać wrażenie płynności animacji na ekranie. Płynność jest bezpośrednio związana z liczbą wyświetlanych klatek na sekundę. Im więcej ich jest (do pewnego momentu), tym lepsza płynność.

Problemem zarówno FSR 3 FG i DLSS 3 FG jest to, że oba bazują na kompromisie. Kompromis ten powoduje zwiększenie opóźnień związanych z tworzeniem obrazu w ruchu, ponieważ wygenerowanie sztucznej klatki obrazowej i umieszczenie jej między dwiema realnymi zajmuje dodatkowy czas. Czas ten różni się w zależności od wielu czynników, ale tutaj napiszemy tylko jedno – maskować można to przy pomocy technologii zmniejszającej opóźnienia.

FSR 3 FG ma jednak jedną, bardzo dużą przewagę nad technologią NVIDII, a jest nią lista wspieranych urządzeń. DLSS 3 FG włączymy wyłącznie na kartach RTX z serii 4000, a FSR 3 FG w teorii może działać na dowolnej wspieranej karcie. Oficjalnie są to Radeony 5000 lub lepsze oraz GeForce RTX 2000 lub lepsze. Kompatybilność jest zatem bardzo mocną stroną AMD. Tylko co z jakością?

O Frame Generation i dysonansie płynności

Nieco wcześniej pisaliśmy o opóźnieniach. Anti-Lag/Anti-Lag+ (od AMD) oraz Reflex (od NVIDII) rzeczywiście takie opóźnienia maskują, jednak liczba klatek na sekundę to tylko jedna zmienna w trakcie analizy płynności odbieranej przez ludzkie oko.

I znakomitym dowodem na to, że płynność wyświetlanego obrazu nie zależy wyłącznie od liczby klatek na sekundę jest fakt, że jeśli nasz komputer generuje (ten aspekt jest subiektywny) zaledwie ok. 30-35 FPS bez funkcji generowania klatek i ok. 50-60 FPS po włączeniu FSR 3 FG lub DLSS 3 FG i tak nie uzyskamy pożądanego wrażenia płynności, który oferuje komputer potrafiący wygenerować 50-60 klatek na sekundę w trybie natywnym (tj. bez funkcji generowania klatek).

I tu dochodzi do sytuacji dosyć kuriozalnej, ponieważ nasz własny komputer chce nas okłamać co do tego, ile tak naprawdę potrafi wygenerować klatek na sekundę, maskując przy tym nie tylko ich liczbę, ale również opóźnienia w ich generowaniu – po włączeniu dopalaczy rzecz jasna.

60 klatek na sekundę oznacza płynność z dwóch względów. Z tego, że na ekranie faktycznie widzimy 60 klatek na sekundę oraz z tego, że jedna klatka zostaje wygenerowana przez kartę w czasie dokładnie 16.6 ms (są jeszcze opóźnienia systemowe, ale to akurat tu pomijamy). Wybrany przez nas przykład 35 klatek na sekundę, przy których płynność gry drastycznie spada, oznacza to, że jedna klatka w takim przypadku generowana będzie nie po 16.6 ms, ale aż 28,5 ms. To w kontekście płynności wartość ogromna.

Dopalacze mają za zadanie maskować właśnie ten konkretny aspekt, ale po włączeniu gry w wyżej podanych parametrach (tj. 30-35 FPS bez funkcji FG, ok. 50-60 z funkcją FG i ok. 50-60 FPS bez funkcji FG), różnica między nimi staje się ewidentna już na pierwszy rzut oka. Natywnie generowane 50-60 klatek będzie wyraźnie płynniejsze niż taka sama liczba generowana przy użyciu technologii Frame Gen.

Są również zalety

Niewątpliwą zaletą technologii generowania klatek jest fakt, że po przekroczeniu pewnego progu płynności na ustawieniach standardowych (tj. bez generowania klatek), włączenie tej funkcji powoduje wyraźną poprawę „płynności”. Owszem, problem opóźnień pozostaje, ale musimy mieć naprawdę dobre oko, żeby zauważyć różnicę w opóźnieniach między wartościami 100-110 FPS i 130-140 FPS. Zdajemy sobie jednak sprawę z tego, że to jest odbiór czysto subiektywny. Jednej osobie 35 FPS i opóźnienia rzędu 28,5 ms przeszkadzać nie będą, a drugiemu włączenie funkcji Frame Generation – obojętnie jakiej marki – będzie nie do przyjęcia.

Przy FSR 3 Frame Generation AMD zaleca, by komputer był w stanie natywnie wygenerować przynajmniej 60 FPS. Zdaje sobie zatem sprawę z tego, że poniżej tego progu efekt dysonansu między responsywnością, a liczbą klatek na sekundę jest bardzo widoczny i w sumie wcale się temu nie dziwimy, gdyż nasze spostrzeżenia są identyczne – i to zarówno przy FSR 3 FG, jak i DLSS 3 FG.

Największą zaletą FSR 3 FG jest jednak fakt, że funkcja ta działa (o tym, jak działa za chwilę) zarówno na kartach AMD, jak i NVIDII, dlatego mamy nadzieję, że „Czerwonym” uda się sztuka optymalizacji w niedalekiej przyszłości. Należy pamiętać, że to dopiero pierwsza wersja FSR 3 FG, więc tym bardziej należy dać twórcom czas na dopracowanie technologii.

FSR 3 FG w Immortals of Aveum

FSR 3 FG znajdziemy aktualnie w dwóch grach (z natywną implementacją). My do testów wybraliśmy tylko jedną, ale to ze względu na to, że IoA wspiera nie tylko FSR 3 FG, ale również DLSS 3 FG, co daje niezłe pole do popisu w kontekście porównań.

Zacznijmy od tego, że żeby w ogóle skorzystać z FSR 3 FG, należy włączyć FSR 3. Nie musi to być skalowanie obrazu, ponieważ FSR 3 to domyślnie wygładzanie krawędzi (anti-aliasing), ale tak czy owak bez tej funkcji nie włączymy Frame Gen.

Nie można tej funkcji uruchomić w konfiguracji domyślnej (bez FSR 3) lub tym bardziej z upscalowaniem DLSS, co ma sens z perspektywy działania, ale nie ma sensu z perspektywy użytkownika. Bo też co ma zrobić użytkownik posiadający kartę RTX z serii 2000 lub 3000? Albo wybrać lepszej jakości DLSS (o tym za moment) i brak FSR 3 FG, albo gorszej jakości FSR i do tego generowanie klatek. Nie ma aktualnie żadnej opcji używania jednej i drugiej technologii jednocześnie. Z takim traktowaniem ci użytkownicy spotkali się już przy okazji premiery DLSS 3 FG, więc zapewne pokładali duże nadzieje w FSR 3 FG.

Immortals of Aveum został przetestowany na komputerze ze średniej półki, żeby pokazać, jak sprawuje się ta technologia w przypadku większego zbioru użytkowników, a nie tylko tych, którzy posiadają najlepsze możliwe karty graficzne i do tego monitory 4K.

Nasz testowy PC składa się z:

• Procesora AMD Ryzen 7 5800X3D
• Karty graficznej NVIDIA GeForce RTX 4070 oraz AMD Radeon RX 7800 XT
• Pamięci RAM 2x 16 GB DDR4-3600 CL16 (Patriot)
• Dysku SSD Samsung 970 Evo 1 TB PCIe 3.0 NVMe
• Monitor o rozdzielczości 2560 x 1440 pikseli, 144 Hz, FreeSync Premium (G-SYNC Compatible)

Wszystkie testy, jakie znalazły się w serwisie Youtube, były przeprowadzone z użyciem kontrolera Xbox przy zachowaniu identycznej konfiguracji sterowania. W trakcie obrotu kamerą, drążek znajdował się w maksymalnym wychyleniu w celu wyeliminowania błędu ludzkiego i różnic związanych z siłą nacisku naszych palców.

Testy FSR 3 Frame Gen

Żeby sprawdzić, jak działa FSR 3 FG, najpierw zapoznaliśmy się, jak działa technologia DLSS 3 FG. I ta działa bardzo dobrze, aczkolwiek ze wszystkimi problemami opisanymi powyżej. Im mniej klatek na sekundę w standardowych ustawieniach, tym bardziej dokuczliwy dysonans płynności wyświetlanego obrazu po włączeniu „generatora klatek”. Nie zauważyliśmy w trakcie trwania testu żadnych nieprawidłowości (oprócz znanego problemu z elementami UI), czego nie można powiedzieć o przypadku nr 2.

FSR 3 FG to szereg niekończących się problemów, z czego największym z nich wydaje się być czas trwania jednej klatki obrazowej. Po włączeniu tej funkcji, niezależnie od wydajności na standardowych ustawieniach, płynność wyświetlanego obrazu jest w subiektywnym odbiorze gorsza niż bez włączonej tej funkcji, pomimo wyraźnie wyższej wartości wyświetlanych klatek na sekundę, o czym informuje dowolny program monitorujący wydajność – w tym wypadku MSI Afterburner.

Zastanawialiśmy się zatem, o co tutaj chodzi. Przyczyn doszukiwaliśmy się w pierwszej kolejności w wydajności ogólnej i optymalizacji samej gry. GeForce RTX 4070 w połączeniu z procesorem AMD Ryzen 7 5800X3D nie jest w stanie zapewnić 144 FPS, nawet w obniżonych detalach, nawet z włączonym DLSS 3 FG lub FSR 3 FG.

Ale jak już opisywaliśmy wcześniej, bez problemu potrafi wygenerować ok. 70 FPS z włączonym DLSS lub FSR w trybie jakości, ale wyłączonym FG. Nie ma tutaj miejsca zatem zależność między wydajnością bez FG, a wydajnością z FG, ponieważ przekroczyliśmy punkt, w którym płynność wyświetlanego obrazu już nie przeszkadza (60 klatek na sekundę).

Okazało się, że związek ze źle działającym FSR 3 FG ma zarówno V-Sync, jak i FreeSync (czy ogólnie VRR, bo źle działa również na G-SYNC Compatible). Nie możemy niestety tego zaprezentować na nagraniu i nie mieliśmy akurat na stanie kamery zdolnej nagrywać w co najmniej 1000 FPS, żeby pokazać, co widzi użytkownik na monitorze, ale na załączonym wideo (nagranym natywnie) widać ewidentny problem z frame pacingiem.

Problem z tempem generowania klatek znika, jak tylko docieramy do maksymalnej wartości częstotliwości odświeżania monitora i zamkniemy go włączonym v-synciem.

Na potrzeby sprawdzenia, jak v-sync wpływa na jednostajność pokazywania nowych klatek obrazowych, skorzystaliśmy z małego triku. Ustawiliśmy częstotliwość odświeżania monitora na 60 Hz i upewniliśmy się, że taką wartość FPS może dostarczyć komputer zarówno z, jak i bez funkcji FG. I tak, FG działa nawet w takim założeniu, a uwidacznia się to podczas analizy jakości generowanych klatek. W takim trybie wykres frametime nie wygląda już jak mniej niż milisekundowe palpitacje serca, ale tak, jakbyśmy tego oczekiwali od stabilnie działającej gry. Niemal idealnie prosta linia.

W takim założeniu, tj bez spadków i wzrostów generowanych klatek z ciągłym dostarczaniem 60 klatek na sekundę do monitora ustawionego na 60 Hz, z włączoną funkcją synchronizacji pionowej, FSR 3 FG spisuje się naprawdę dobrze. Fakt faktem płynność wyświetlanego obrazu nie jest satysfakcjonująca, ale to dowód, że problem nie istnieje po stronie samej płynności.

FSR 3 Frame Gen OFF (po lewej) vs. FSR Frame Gen ON (po prawej)

FSR Frame Generation vs. DLSS 3 Frame Generation - płynność

Przy odblokowanym potencjale monitora, czyli tak, jak robią wszyscy użytkownicy, dążenie do zrównania FPS z częstotliwością odświeżania monitora (w tym wypadku 144 Hz) tworzy bardzo poważny problem z płynnością, którą widzimy na monitorze. Testowy komputer z włączoną funkcją FSR Frame Gen nie potrafił zagwarantować dobrego wrażenia płynności wyświetlanego na ekranie obrazu w ruchu. Czuć wyraźnie, że 100-110 klatek na sekundę „wygląda” jak maksymalnie 50-70 i można ten tryb – w subiektywnym odczuciu rzecz jasna – porównać z grą bez wspomagacza w postaci Frame Gen.

Inaczej, dużo lepiej, wypada w tym kontekście DLSS Frame Gen, który jak się okazuje powoduje generowanie nieco mniejszej liczby klatek. Różnica w płynności wyświetlanego obrazu – ponownie, w subiektywnych odczuciach – jest tutaj ewidentna. Wyraźnie czuć i widać czy gramy w 70, czy w 100 klatkach na sekundę. Nie zauważyliśmy w tym wypadku żadnych nieprawidłowości z płynnością i to niezależnie od tego, czy używaliśmy G-SYNC (C), V-Sync czy żadnej z powyższych.

Jakość FSR 3 Frame Generation

Płynność wyświetlanego obrazu to jednak tylko jedna zmienna. Owszem, jest w zasadzie najważniejsza, ale płynnośc bez dobrze wygenerowanych, wiernych oryginałowi klatek będzie niczym, a im mniej docelowo FPS, tym bardziej pojawiające się na ekranie artefakty będą się uwidaczniały. Jak zatem pod tym względem wypadł FSR 3 Frame Gen?

Znakomicie! Prawdę mówiąc, FSR 3 Frame Gen, który w teorii powinien działać na dowolnej karcie (w tym momencie wspieranej), a nie jedynie na kilku najnowszych, jak to ma miejsce w przypadku DLSS 3 Frame Gen, pod względem jakościowym wypada nawet lepiej niż konkurent.

Chodzi tu rzecz jasna o zupełne wyeliminowanie problemów związanych z renderowaniem elementów interfejsu użytkownika. Jak widać na załączonym obrazku, DLSS 3 Frame Gen ma nie lada problemy z generowaniem prawidłowych klatek i uwidacznia się to nawet po osiągnięciu takiej płynności, gdzie w normalnych okolicznościach (tj. obraz z wyłączeniem elementów UI) nie sposób jest gołym okiem dostrzec, w czasie rzeczywistym, czy widzimy akurat prawdziwą, czy „fejkową” klatkę. To oznacza, że nawet po osiągnięciu 140 klatek na sekundę, źle wygenerowane elementy UI będą przeszkadzać równie mocno, jak w momencie grania w niższej płynności.

FSR 3 Frame Gen OFF (po lewej) vs. FSR 3 Frame Gen ON (po prawej)

W związku z tym, że FSR FG zupełnie pomija elementy UI, nie są generowane artefakty w tym przypadku. W każdym teście, nawet najbardziej wymagającym, elementy interfejsu są generowane tak, jak być powinny.

Nie oznacza to jednak, że jakość generowanych przez FSR FG jest idealna, bo nie jest. Jak widać na załączonym powyżej obrazku, FSR FG ma wyraźne problemy z utrzymaniem prawidłowego przetwarzania końcowego. Trzeba jednak powiedzieć, że nikt nie będzie używał stopklatki w nagranym gameplayu, tylko po prostu grał w grę, a tu już gołym okiem te artefakty są niewidoczne i skutecznie maskowane przez dwie prawidłowe klatki, pomiędzy którymi znajduje się ta „fejkowa”.

Największym problemem jakościowym FSR 3 Frame Gen jest fakt, że funkcja ta korzysta z FSR i nie można jej używać np. z lepszym jakościowo DLSS. Wszystkie artefakty związane z upscalingiem FSR są widoczne zatem również na wygenerowanych sztucznie klatkach i tyczy się to przede wszystkim kontrastujących krawędzi, przy których zastosowano wygładzanie Temporal. W oczy rzucają się wszystkie elementy obrazu, zajmujące niewiele pikseli, czyli na przykład krawędzie czy linie. Cała flora, przede wszystkim zajmująca kilka pikseli trawa, jest pod względem jakości po prostu gorsza niż bez FSR lub z DLSS. Wszystkie te artefakty są niestety powielane przez funkcję FSR Frame Generation.

FSR 3 Frame Gen (po lewej) vs. DLSS 3 Frame Gen (po prawej). FSR i DLSS ON - Jakość

Podsumowanie

Pierwsze uderzenie AMD w kontekście generowania klatek oceniamy bardzo pozytywnie. Pomimo widocznych, w zasadzie uniemożliwiających zabawę problemów, Czerwoni stworzyli alternatywę dla DLSS 3 Frame Gen, która nie korzysta z żadnego sprzętowego, dedykowanego przetwarzania. To prawdziwy sukces zważywszy na to, że taka sztuka nie udała się liderowi w branży, czyli NVIDII (nie będziemy tu poruszać kwestii moralnej). Sukces ten jednak zostanie osiągnięty po wyeliminowaniu największych problemów trapiących aktualnie tę technologię.

AMD musi przede wszystkim wyeliminować problemy związane z niejednostajnym dostarczaniem klatek obrazowych do monitora. Jeśli temu producentowi się to uda, NVIDIA będzie miała poważny problem, gdyż funkcja zwiększająca płynność wyświetlanego obrazu na starszych kartach przedłuży ich żywot o kolejne lata. Użytkownicy układów takich jak RTX 2000 czy Radeon 5000 nie będą mieli już powodu zmieniać tych kart na nowsze, co będzie prawdziwym ciosem wymierzonym w politykę Zielonych. My trzymamy kciuki, gdyż FSR 3 Frame Generation to prokonsumencki ruch ze strony AMD i takie rzeczy powinny być chwalone – dokładnie tak, jak FreeSync, o sukcesie którego przypominać nie trzeba.