Eine kurze Erklärung von AMD FidelityFX Super Resolution

Mit FidelityFX Super Resolution (FSR) hat AMD eine einfache und effektive Open-Source-Lösung zur Verbesserung der Bildschärfe und Leistung bei Videospielen eingeführt.

Geschichte der wichtigsten FSR-Versionen

FSR 1 ist ein räumlicher Upscaler auf der Grundlage des Lanczos-Algorithmus, der ein Bild mit geringerer Auflösung und ohne Aliasing benötigt.

FSR 2 ist ein zeitlicher Upscaler, der auf einem modifizierten Lanczos-Algorithmus basiert, der ein Bild mit niedriger Auflösung benötigt und zeitliche Daten (wie Bewegungsvektoren und Bildverlauf) verwendet, um dann einen eigenen Antialiasing-Pass anzuwenden, der die zeitliche Antialiasing-Lösung des Spiels ersetzt.

Der FSR 3, der im September 2023 auf den Markt kommt, fügt Bilderzeugung und "natives Antialiasing" hinzu. Die Bilderzeugung erhöht die wahrgenommene Bildrate eines Spiels. "Natives Antialiasing", wie Nvidias DLAA, kann ohne Upscaling verwendet werden, um das Antialiasing zu verbessern; es kann auch mit Bilderzeugung und Anti-Lag (RX6000-Serie) / Anti-Lag+ (RX7000-Serie) kombiniert werden.

So funktioniert es: (Quelle: AMD GPUopen)

FSR ist ursprünglich eine Lösung mit zwei Durchgängen, aber mit der Einführung von FSR3 wird ein dritter Durchgang zur Bilderzeugung hinzugefügt.

Der erste Durchgang besteht in der Erhöhung der Bildschärfe durch den EASU-Algorithmus: Edge Adaptative Spatial Upsampling. Dabei wird das Bild in seiner Gesamtheit (räumlich) vergrößert, und zwar in variabler Weise innerhalb des Bildes (adaptiv), wobei die Analyse auf der Ebene der auffälligen Punkte (Rand) erfolgt.
Dies ermöglicht eine Erhöhung der Auflösung bei relativ geringen Auswirkungen auf die Leistung, dank der Verwendung eines verbesserten Lanczos-Filters, der in der Bildrekonstruktion recht verbreitet ist, aber eine beträchtliche Rechenleistung erfordert. Um den Bedarf an Rechenleistung zu verringern, führt EASU eine rationale Annäherung ein, die es den Rechentools ermöglicht, ein Ergebnis zu erzielen, das dem theoretischen Ergebnis so nahe wie möglich kommt.

Der zweite Durchgang erfolgt über RCAS: Robust Contrast Adaptative Sharpening, bei dem ein Filter zur Verbesserung der Bildschärfe angewendet wird.

Der Algorithmus passt den Schärfungsgrad pro Pixel an, um ein einheitliches Schärfeniveau im gesamten Bild zu erreichen. Bereiche des Eingabebildes, die bereits scharf sind, werden weniger betont, während Bereiche, denen es an Details mangelt, stärker betont werden. Dies führt zu einer natürlicheren visuellen Schärfe mit weniger Artefakten.

Im dritten Durchgang werden zusätzliche Bilder erzeugt, nachdem die Benutzeroberfläche hinzugefügt wurde. Auf diese Weise kann sie bei der Bilderzeugung berücksichtigt werden, und die visuellen Auswirkungen auf sie werden begrenzt.

Das generierte Bild wird direkt angezeigt, so dass das reale Bild in der Mitte der nächsten Berechnung angezeigt werden kann, wodurch sich die Anzahl der angezeigten Bilder pro Sekunde verdoppelt.

Zur Bekämpfung der zusätzlichen Latenz, die mit der Bilderzeugung einhergeht, verfügt AMD über eine Funktion auf Treiberebene namens Anti-Lag, die jedoch im Gegensatz zu FSR auf AMD-GPUs beschränkt ist.