「Nvidia DLAAとは何ですか？アンチエイリアシングの説明 | ENBLE」
What is Nvidia DLAA? Explanation of anti-aliasing | ENBLE
2年近く前にその機能を公開した後、NvidiaのDLAAはDiablo IV、Baldur’s Gate 3、およびMarvel’s Spider-Manを含む多くのゲームに徐々に導入されてきました。これはNvidiaのRTXグラフィックスカード専用のAI駆動のアンチエイリアシング機能であり、その機能と動作原理を理解するのをお手伝いいたします。
DLAAは、Nvidiaの非常に人気のあるDLSSと同じ技術を使用していますが、結果は大きく異なります。パフォーマンスを向上させるために画質を低下させるのではなく、ゲーム内の最終的な画像の品質を向上させるのに役立ちます。
Nvidia DLAAとは何ですか？
Nvidia Deep Learning Anti-Aliasing（DLAA）は、NvidiaのDeep Learning Super Sampling（DLSS）と同じパイプラインを使用したアンチエイリアシング機能です。要するに、アップスケーリング部分を除いたDLSSです。画像をアップスケーリングする代わりに、NvidiaはAIを補助としたテクノロジーをネイティブ解像度でのより良いアンチエイリアシングに活用しています。
アンチエイリアシングは、ビデオゲームにおけるエイリアシングの問題を解決します。ピクセルはディスプレイ上でグリッド状に配置されているため、対角線が画面に表示されると、ブロック状の階段状の効果が生じます。これをジャギーと呼びます。アンチエイリアシング技術は、ピクセル間の隙間を埋めることを試み、オブジェクトのエッジをより滑らかにします。
次回ゲームを起動した際には、植物の葉、フェンス、または直線のある薄いオブジェクトを見てみてください。ジャギーの効果がいくらか見られるでしょう。主なアンチエイリアシング技術はマルチサンプリングアンチエイリアシング（MSAA）、高速近似アンチエイリアシング（FXAA）、および時間的アンチエイリアシング（TAA）の3つです。それぞれピクセルのサンプルを取り、平均色値を作成し、ジャギーに対処しますが、その方法は異なります。
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MSAAは最も要求の厳しい方法であり、各ピクセルを複数のポイントでサンプリングし、結果を平均化して欠落したデータを補完します。TAAも同様ですが、同じピクセルを複数回サンプリングする代わりに時間的（時間ベースの）データを使用します。これにより、TAAは全体的に効率的でありながら、同等の品質を提供します。
最後に、FXAAは最も要求の少ない方法です。TAAと同様にピクセルを一度だけサンプリングしますが、過去のフレームを参照しません。与えられたフレームに表示されている内容にのみ焦点を当てており、MSAAやTAAよりもはるかに高速ですが、画質の代償としています。
このアンチエイリアシング技術に関する短い解説は、DLAAとDLSSを理解するために重要です。DLAAはTAAとまったく同じように機能しますが、すべてのピクセルをサンプリングするのではなく、1つのフレームから次のフレームへと変化したピクセルのみをサンプリングして不足している情報を補完します。DLAAはまた、機械学習を使用しており、アンチエイリアシング技術にはより多くの情報が与えられます。
Nvidia DLAAはどのように機能しますか？
DLSSの動作原理を知っている場合、DLAAの動作原理も理解できます。同じ技術を使用しており、ただ異なる方法で適用されているだけです。DLSSは画像をアップスケーリングすることに対応していますが、本質的にはアンチエイリアシング技術です。これにより、アップスケーリングを行わずにアンチエイリアシングの要素のみを提供します。
内部では、DLAAはNvidiaのRTXグラフィックスカードの専用Tensorコアを利用したAIモデルを使用しています。Nvidiaは、ゲームエンジンによってレンダリングされた低解像度のエイリアシングが生じた画像と同じ低解像度のシーンからのモーションベクトルをAIモデルに与えることで、AIモデルを訓練します。このプロセス中、AIモデルは低解像度の画像を16Kのリファレンス画像と比較します。
訓練が完了した後、NvidiaはモデルをGPUドライバにバンドルして送信します。ドライバをダウンロードした後、RTX GPUのTensorコアは、ゲームをプレイしている間にAIモデルをリアルタイムで実行するための計算能力を提供します。
DLAAを理解するためには、再びTAAを見直す必要があります。前述のように、TAAは複数のサンプルを収集するのではなく、ピクセルごとに1つのサンプルのみを収集します。これらのサンプルは平均色値を提供するために収集され、ジャギーを均等化します。TAAでは、サンプルを収集する際にピクセルを揺らすことで、複数のサンプルを取らずに平均のためのより多くの情報を収集します。
それは素晴らしい解決策であり、MSAAとほぼ同じくらいの見た目を持ちながら、はるかに低いパフォーマンスコストを持っています。問題は、TAAは動きをうまく処理できないことです。シーン内の何かが動くと、ジッタしたピクセルからのサンプルは使用できなくなり、TAAで悪名高い幽霊効果を生じさせます。
DLAAはただのTAAですが、動きの問題を解決します。AIモデルは、シーン全体で動き、照明の変化、エッジを追跡し、それに応じて調整を行うことができます。これにより、TAAが扱わなければならない古いサンプルを回避しながら、よりクリーンな画像を提供します。
DLSSとDLAAは同じ方法で機能します。彼らの間の唯一の違いは、DLSSは大きなパフォーマンスの向上とともに受け入れ可能な画質を実現するためにアンチエイリアシングを使用しているのに対し、DLAAはパフォーマンスの低下を伴う最高の画質を提供するためにアンチエイリアシングを使用していることです。
Nvidia DLAA画像比較
専門用語を取り除いたら、DLAAの実際の動作を見てみましょう。この機能は最初に『The Elder Scrolls Online』で導入されましたが、DLSSとTAAも搭載されています。DLAAは、TAAではなくDLSSを置き換えることを意図しています。パフォーマンスを向上させるためにアップスケーリング技術を使用していた場合は、DLAAは逆の方向に進むことになります。
最大設定で4Kの『The Elder Scrolls Online』のスクリーンショットを撮影し、アンチエイリアシングモードをショットごとに変更しました。元の解像度の3倍にズームインすると、DLSSとDLAAの間にはいくつかの大きな違いが見られます。DLSSは情報が少ない状態で作業しているため、屋根の瓦や塔の脇のエリアなどの部分がぼやけて見えます。
TAAとDLAAの間にはあまり違いはありません。ほぼ同じであり、下部の緑の葉などの一部のエリアはTAAの方がわずかに良く見えます。これは理にかなっています。TAAとDLAAは非常に似たアンチエイリアシングの技術を使用しているため、ほぼ同じ画質を生み出すはずです。
違いは動きにあります。先述のように、TAAは常に動きをうまく処理するわけではありません。しかし、DLAAはうまく処理します。要するに、TAAと同じ画質を提供しながら、幽霊効果やにじみを伴わないのです。
重要なことは、低い解像度ではより明確な違いが見られるということです。当然、画面上のピクセルが多ければ、アンチエイリアシングの作業量が少なくなります。DLSSが何度も証明してきたように、テンソルコアは低解像度のシーンでAIモデルとの組み合わせで驚くべき効果を発揮することができます。
しかし、他のゲームではDLAAがより明確になる場合もあります。たとえば、広大な都市景観を持つ『Marvel’s Spider-Man』では、DLAAが遠くのオブジェクトに対してTAAよりも詳細な情報を抽出することができます。
ただし、『Baldur’s Gate 3』のようなゲームでは、静止画を見る限りDLAAはTAAそのものとあまり変わりません。動きの場合はわずかに優れていますが、品質はゲームの速さに大きく依存します。『Marvel’s Spider-Man』のような速いゲームではTAAに幽霊効果がより多く現れますが、『Baldur’s Gate 3』のようなゆっくりとしたRPGでは、TAAとDLAAはほぼ同じ結果を生み出します。
Nvidia DLAA対応ゲーム
『The Elder Scrolls Online』での導入後、DLAAはさらに約1ダースのゲームに追加されました。以下はDLAAオプションを確認したタイトルの一覧です：
- A Plague Tale: Requiem
- Baldur’s Gate 3
- Call of Duty Modern Warfare II
- Call of Duty Warzone 2.0
- Chorus
- Crime Boss: Rockay City
- Cyberpunk 2077
- Deep Rock Galactic
- Diablo IV
- F1 22
- F1 23
- Farming Simulator 22
- Hogwarts Legacy
- Judgment
- Jurassic World Evolution 2
- Loverowind
- Lumote: The Mastermote Chronicles
- Marvel’s Spider-Man Miles Morales
- Marvel’s Spider-Man
- Monster Hunter Rise
- My Time at Sandrock
- No Man’s Sky
- Ratchet and Clank Rift Apart
- Redfall
- Remnant 2
- The Elder Scrolls Online
- The Finals
- The Lord of the Rings Gollum
- Trail Out
- WRC Generations
同じ技術、ただしDLSSではない
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DLSSとDLAAは同じことをし、同じ技術で動作しますが、それらを混同しないでください。それらは対照的なものと考えてください。DLSSは画質の犠牲にパフォーマンスに焦点を当てており、一方、DLAAはパフォーマンスの犠牲に画質に焦点を当てています。
DLAAは、例えば『The Elder Scrolls Online』のようなゲームに応用されており、多くのプレイヤーが余分なGPUパワーを持っている状況で効果的に利用できます。次の『Cyberpunk 2077』や『Control』では見ることができず、もし見ることができたとしても、最もパワフルなハードウェアが必要です。
残念なニュースは、DLSSと同様に、DLAAはRTX 2000シリーズとRTX 3000シリーズのグラフィックスカードに制限されているということです。Tensorコアが必要ですが、その結果は価値があります。
