让AI少干活,画质反而更好:索尼PSSR的反直觉赌注

2026.08.15 20:18
索尼SIE首席软件工程师Daniel Craig在SIGGRAPH 2026上披露了PS5 Pro增强版PSSR的技术内幕。团队用核预测网络(KPN)替换色彩预测网络(CPN),把大部分重建工作从神经网络挪回传统GPU管线,换来画质提升、时序更稳定、GPU占用下降,训练成本更从4个GPU月骤降到不足1个GPU周。

当整个行业都在往神经网络里塞更多参数的时候,索尼的工程师做了一个反直觉的决定:让AI少干点活。

2026年8月,SIGGRAPH大会上,索尼SIE首席软件工程师Daniel Craig揭开PS5 Pro增强版PSSR(PlayStation光谱超分辨率)的技术面纱。这份报告的核心判断,足以让所有信奉“AI越多越好”的从业者重新思考——他们把原来几乎全部交给神经网络处理的图像重建工作,拿走了一大半,结果画质反而更好了。

初代PSSR踩了哪些坑

初代PSSR是一个典型的“AI大包大揽”方案。它把几乎整个图像重建流程——从HDR色彩处理到时序重建再到高倍率超分辨率——全部塞进了一个叫做色彩预测网络(CPN)的卷积神经网络里。模型直接预测输出像素的颜色,一步到位。

听起来很优雅。但实际表现暴露了三个致命问题。

HDR色彩混合是神经网络的软肋。神经网络擅长模式识别,但HDR色彩混合本质上是数学运算——GPU的着色器对此已经优化了几十年。让神经网络去“学习”这件事,就像让一个数学家放弃计算器,改用珠心算解微积分。费力,还容易出错。

时序稳定性也出了问题。Craig在报告中提到,原始PSSR面临梯度消失问题——模型在训练中偏向了短期关联,导致在长时间序列中难以维持稳定性。具体表现是,在植被、低频光线追踪全局照明(RTGI)等场景中,画面出现闪烁和不稳定。

高倍率超分辨率更是力不从心。原始PSSR在2.5倍和3倍放大倍数下,重建质量明显下降。原因在于其3x3卷积核定义在输出分辨率上,当放大倍数增加时,采样的输入像素数量太少,画面变得模糊。

从参数分配上就能看出初代的设计思路:CPN仅有约30%的参数分配在最低的540p分辨率层级,其余70%都在更高分辨率层级上做计算。这意味着,神经网络在不需要它那么“努力”的地方,也投入了大量算力。

从“全权委托”到“各司其职”

增强版PSSR的核心变革,是换掉了整个架构的底层逻辑。

团队把色彩预测网络(CPN)替换为核预测网络(KPN)。表面上看只是三个字母的差异,但背后的哲学完全不同。CPN说:我来猜最终像素该是什么颜色。KPN说:我只负责判断哪里是边缘、哪里是噪点,实际的混合工作交给GPU的传统滤波去做。

KPN不再直接预测最终像素颜色,而是预测混合权重。实际的像素混合操作,由传统滤波直接执行。神经网络从“全能选手”变成了“专业顾问”——只做自己最擅长的模式识别,把数学运算还给了GPU。

这个转变带来了几个连锁效应。

首先是参数效率的飞跃。由于KPN不再需要隐式处理HDR色彩,模型容量被更高效地利用。参数分配呈现出与初代完全相反的格局:约90%的参数分配在540p及以下分辨率层级,在4K层级几乎不做计算。这就好比一个团队,90%的人在最底层做最核心的识别工作,只有10%的人在做顶层微调——而不是像以前那样,所有人都挤在顶层做重复劳动。

其次是时序学习能力的提升。团队重新设计了与历史数据的连接,改善了梯度流动,使网络能够学习更长的时序关系。这个改进直接解决了初代在植被和RTGI场景中的闪烁问题。

第三是引入了椭圆高斯滤波器。这是一个非常精巧的数学设计。由于KPN的卷积核定义在输入分辨率而非输出分辨率上,当放大倍数增加时,它仍然能有效采样足够多的输入像素。团队在这个基础上,进一步引入了一种输入空间椭圆高斯滤波器,确保在高倍率超分辨率下仍然保持有效性。这是解决初代2.5倍和3倍重建质量问题的关键。

索尼和AMD为什么一起“做减法”

增强版PSSR的技术细节背后,有一条清晰的商业逻辑线。

索尼和AMD在2024年底宣布了Project Amethyst合作计划,PSSR增强版正是这个合作的直接产物。算法和神经网络架构源自双方共同开发的技术,AMD的FSR 4已经在PC端采用了类似的技术路线,而索尼在此基础上又做了六个月的调校精进,才部署到PS5 Pro上。

这个合作背景解释了为什么索尼选择了一条不同于NVIDIA DLSS的技术路线。NVIDIA的DLSS 4走的是“AI越强越好”的路线——Transformer架构、多帧生成、端到端神经网络处理。DLSS 4.5在2026年的盲测中以48.2%的偏好率领先,但它的代价是独占于RTX 50系列(Blackwell架构),并且需要专门的Tensor Core硬件支持。

索尼和AMD联合打造的PSSR路线,走的是“混合智能”路线——让AI做AI最擅长的事(模式识别、边缘检测),让传统GPU做传统GPU最擅长的事(数学运算、滤波混合)。这种路线的好处是硬件依赖更低(不需要专用Tensor Core),训练成本大幅降低(从4个GPU月缩短到不足1个GPU周),推理效率更高(GPU时间和内存占用均下降)。

在笔者看来,这不是技术能力的问题,而是战略定位的问题。索尼的PS5 Pro用的是AMD定制芯片,没有NVIDIA的Tensor Core。如果强行走“全神经网络”路线,不仅效率低下,而且训练成本高到不切实际。索尼和AMD的选择,是在给定的硬件约束下,找到了最优解。

对玩家意味着什么

从2026年3月开始,PS5 Pro通过系统更新推送了“增强PSSR图像质量”选项。玩家在设置中开启后,所有原本支持PSSR的PS5 Pro游戏都能自动获得画质提升,无需游戏开发商发布补丁。

Digital Foundry的评测表明,新版PSSR在图像质量和时序稳定性方面均有明显提升,尤其是在较低输入分辨率下。这意味着,那些原本在60fps性能模式下画面模糊的游戏,现在有了显著的改观。

《生化危机:安魂曲》是首款原生支持增强版PSSR的游戏。Capcom的开发者Masaru Ijuin表示,增强版PSSR帮助他们克服了复杂纹理(如头发、胡须)难以提升分辨率的传统障碍。“每一根头发与胡须都以多边形呈现,能随着身体动作与风力做出逼真的摆动”——这种细节原本是超分辨率技术的噩梦。

《刺客信条:影》的开发者则指出,新版PSSR在处理动态植被、粒子效果和光线追踪光照方面表现出色。随风摆动的草地、多层透明度的粒子效果、光线追踪产生的固有噪声——这些恰恰是初代PSSR最薄弱的环节,而增强版PSSR几乎全部拿下。

截至2026年8月,已有超过50款PS5 Pro增强版游戏支持PSSR。而增强版PSSR通过系统级一键开启,让所有这些游戏都能自动获得画质提升,玩家不需要等待开发商逐个发布补丁。

当“少即是多”成为AI的新叙事

索尼PSSR增强版的故事,给整个AI行业提供了一个有价值的反例。

当整个行业沉浸在“更大模型、更多参数、更强算力”的叙事中时,索尼和AMD的工程师用实践证明:AI的终极目标不是取代所有传统计算,而是找到最需要它的地方。在需要模式识别的地方,AI不可替代;在需要数学运算的地方,传统GPU更快更好。

这个道理在游戏超分辨率领域成立,在其他AI应用领域同样成立。不是所有问题都需要一个端到端的神经网络来解决。有时候,最好的AI是那个知道自己该在哪一步退出的AI。

PSSR增强版只花了不到1个GPU周的训练时间,却做出了比4个GPU月训练出来的模型更好的效果。这个数字本身就是对“越大越好”叙事最有力的反驳。

作品声明:内容由AI生成

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