FSR基本技术介绍

AMD FSR是FidelityFX系列游戏特效中的最新成员，是一种面向游戏的超分辨率技术。提到超分辨率技术就不得不提一下Nvidia在两年前推出的DLSS技术，一种基于AI的超分辨率技术，可以将低分辨率游戏图像提升到高分辨率，从而节约显卡性能。DLSS一代推出之后因为苛刻的实现条件以及并不算出色的画质，并没有得到广大玩家的好评。之后Nvidia又推出了第二代，改善了一代中的诸多毛病，比如需要预训练，画面模糊，需要限定的游戏分辨率等等，在玩家中得到了较好的评价，但Nvidia的技术通常都是封闭的技术，所以AMD无法使用。当然作为开源急先锋的AMD肯定不会坐视不管，于是就有了FSR。

和DLSS不同，AMD的FSR并没有使用AI来实现超分辨率，而是使用了传统的图像处理算法。

通常来说，游戏画面放大后的模糊感主要来自两部分，物体边缘与背景色混合导致的模糊和低分辨率纹理带来的模糊。

首先游戏引擎先以低分辨率渲染3D画面，而FSR在游戏引擎做完Tone Mapping操作之后的插入，将Tone Mapping之后的低分辨图像作为输入。首先将低分辨率图像插值到高分辨，然后对图像进行边缘重建消除边缘的模糊感，最后对纹理进行锐化，改善纹理观感。游戏引擎中会产生噪声的特效需要在FSR之后对高分辨率图像插入，因为这步会影响锐化算法。而2D的HUD则在最后一步使用原生分辨率渲染，避免文字模糊。

这就是FSR实现的全部流程了，是不是非常简单？正因为如此，FSR的集成也非常方便，不需要对引擎进行过多的改造。所以在正式发布的时候，会有7款游戏支持，后续即将跟进的还有另外12款，其中包含纪元、FC6、生化危机、Dota2等流行大作。

作为对比，Nvidia的DLSS1的集成和FSR类似，但是需要游戏厂商预先训练AI，然后在玩家运行游戏的时候，调用Tensor Core来还原低分辨率图像。训练这步会让游戏厂家付出很多的时间和金钱，这也是DLSS1代厂商跟进速度慢的原因。DLSS2的集成则更加复杂，DLSS2需要游戏引擎输入几何信息，和最近几帧的图像信息，并且每一帧图像都需要使用不同的像素中心，纹理也需要引擎调整mipmap的等级来保持锐利，这就需要对游戏引擎进行大幅的改造了，集成难度高出几个层次。

说完软件支持上的难易程度，再说说硬件，众所周知DLSS是需要Nvidia的Tensor Core进行实现的，这也就将显卡限定在了RTX系列上。FSR没有这种依赖，FSR只需要支持FP16的显卡使用Compute Shader来完成，按道理来说，可以覆盖到相当老，和相当弱的显卡，比如十年之前的显卡，再比如核显。当然AMD官方现在认证的最早显卡，只到北极星和Nvidia的10代。同时FSR的时间消耗也并不比有专用硬件的DLSS高，可以说是非常的友善了。

因为大量FP16的使用，所以可以推测近期的显卡在FSR上的表现会更好（手上没有老卡做实验），毕竟有双倍的FP16吞吐率。

画质对比

FSR提供四种不同的画质级别，“高质量”、“质量”、“平衡”、“性能”。这几种模式分辨对应不同的引擎渲染分辨率，高质量模式下，原生分辨率除以1.3即为渲染分辨率，质量模式为1.5，平衡模式1.7，性能模式2.0，渲染分辨率越高，效果越好：

纪元1700

终结者

Kingshunt

银河破碎者

GodFall

看完这么多图之后，大家感觉如何？对于我自己而言，我觉得高质量模式和质量模式都非常不错，高质量模式可以提供几乎完美的观感，某些地方甚至有比原生画面更加锐利的表现。质量模式下，线条边缘会稍微模糊一点，喜欢边缘平滑一点的玩家应该比较喜欢这个模式。平衡模式就可以看到比较明显模糊了，但也在可以接受的范围内。性能模式下，模糊程度进一步加剧，虽然我自己感觉不是很能接受，但是对于竞技游戏来说，对于性能的要求远大于画质，也许对竞技玩家来说是个好选项。

由于FSR这次首发的游戏中并没有同时支持FSR和DLSS的游戏，所以我们无法对他们做出一个客观的可量化的评价。从原理上来分析，FSR的算法是纯粹的传统图像处理算法，这种算法的好处是获得画质很稳定，但对于眼睛的讨喜程度来说不如DLSS。

DLSS作为AI处理的超分辨率，并且依赖于不同像素中心的时域采样来获得更多的图像输入信息，以及游戏引擎输出的几何信息，可用的数据足够多，所以它的画面还原程度上会强于FSR，但AI和这些多出来的数据也不总是起着正面效果。AI的输出与训练场景息息相关，DLSS2中的通用模型不能完全覆盖所有场景，所以在某些特定的场景下会有细节补充过头或者失真，这个在DLSS2作者的论文配图中就可以看到。时域采样则带来了更多的问题，对于高频画面，比如光追降噪不完全的地方，噪音会导致时域采样前后帧的输入完全不同，结果就是画面不停的闪烁，这个在控制这个游戏中也很容易见到。纹理上的BUG则更加常见，几乎所有的动态纹理DLSS都不能很好的处理，因为纹理上图像的运动没有和输入的几何信息对应，所以图像的运动会造成严重的拖尾，这个打开死亡搁浅走到高速公路旁看看那些上升的“墨水”就知道了。

综合来说，画质上DLSS如果在没有BUG的时候是看起来更舒服的，有BUG的时候，我会宁愿选择FSR。

性能测试

测试平台：

CPU	AMD Ryzen 7 5800X
主板	ASUS PRO WS X570 ACE
内存	皇家戟 3200 C16 OC 3800
显卡	6900XT、6800XT、6800、6700XT、5700XT、2080
声卡	创新 AE9
散热器	FS140

性能提升非常的可观，性能模式夸张的达到了最多260+%的提升，可以说是非常巨大了。哪怕是画质几乎可以和原生分辨率一致的高质量模式最少也在25%以上，对于玩家来说是个巨大的福利。同样因为没有同款游戏支持FSR和DLSS，所以没有加入DLSS的对比。不过从DLSS的缩放因子来看，应该可以了解到一些端倪，DLSS的质量模式对应着FSR的质量模式1.5，性能模式对应着平衡模式1.7，高性能对应着FSR的性能模式2.0，FSR的高质量模式则没有对应1.3。

总结

FSR作为AMD的初代超分辨率技术，画质表现优良，性能提升巨大，并且易于集成，目前已经有众多合作伙伴，未来可期。