Co to jest antyaliasing?

Jeśli nie jesteś zaznajomiony z grami PC i wszystkie różne ustawienia graficzne w menu opcji większości gier PC wydają się nieco mylące, możesz się zastanawiać, o co chodzi z „antyaliasingiem”.

W tym przewodniku, krótko wyjaśnimy czym jest antyaliasing i wymienimy popularne techniki antyaliasingu, które prawdopodobnie napotkasz w 2021 roku, zanim ostatecznie pomożemy ci zdecydować, których powinieneś użyć dla optymalnego doświadczenia w grach.

Co robi antyaliasing?

Jak zapewne wiesz, twój wyświetlacz składa się z pikseli. Jest to najmniejszy element każdego obrazu cyfrowego, a podczas gdy nowoczesne telewizory i monitory komputerowe mogą pochwalić się wysokimi rozdzielczościami, które zawierają miliony pikseli, te piksele nadal mają kształt prostokątny. Oznacza to, że gdy okrągłe kształty są wyświetlane na ekranie, prawie na pewno zobaczysz poszarpane krawędzie, czyli aliasing.

Jak sama nazwa wskazuje, antyaliasing stara się zredukować aliasing tak bardzo, jak to możliwe, używając różnych technik antyaliasingu. W praktyce, różnią się one głównie sposobem, w jaki radzą sobie z „jaggies” oraz tym, jak bardzo wpływają na wydajność w grze.

Jakie są rodzaje antyaliasingu?

W roku 2021, istnieje kilka popularnych technik antyaliasingu, a niektóre z nich są bardziej popularne od innych. Poniżej przedstawiamy krótki przegląd tych technik antyaliasingu, które najprawdopodobniej napotkasz w dzisiejszych czasach.

MSAA

MSAA to skrót od „multisample anti-aliasing,” i jest to jeden z najbardziej powszechnych typów antyaliasingu, który generalnie zapewnia najlepszą równowagę między wiernością wizualną a wydajnością.

Co robi ten typ antyaliasingu, to używa wielu „próbek” dwóch lub więcej sąsiadujących pikseli, aby stworzyć obraz o wyższej wierności. Im więcej próbek zostanie wykorzystanych, tym lepiej będzie wyglądał obraz. Jednak użycie większej liczby próbek nieuchronnie wymaga większej mocy GPU, a MSAA może zwykle wykorzystać dwie, cztery lub osiem próbek.

Ponadto, mamy też EQAA (antyaliasing o podwyższonej jakości) i CSAA (antyaliasing z próbkowaniem pokrycia). Zostały one opracowane przez AMD i Nvidię, odpowiednio, i są to techniki antyaliasingu z multisamplingiem, które dają rezultaty podobne do MSAA, ale robią to o wiele bardziej efektywnie, nie obciążając tak bardzo sprzętu.

SSAA

SSAA to skrót od „supersampling anti-aliasing,” i jest to jedna z najbardziej podstawowych i najbardziej wymagających technik antyaliasingu, jakie można spotkać. Zasadniczo SSAA renderuje grę w wyższej rozdzielczości, a następnie obniża jej próbkowanie, aby uzyskać ostrzejszy i wyraźniejszy obraz przy użyciu różnych wzorców obniżania próbkowania.

Ogółem, SSAA daje najlepsze rezultaty, jeśli chodzi o redukcję aliasingu. Mimo to, jak można się domyślić, zapewnia on duży spadek wydajności, który może znacznie ograniczyć wydajność wielu układów GPU, co sprawia, że jest to kiepski wybór dla osób posiadających słabsze lub przestarzałe karty graficzne.

FXAA

FXAA, skrót od „fast approximate anti-aliasing”, został stworzony przez firmę Nvidia i jest to prawdopodobnie najlepsza metoda antyaliasingu dla komputerów klasy low-end. Wynika to z faktu, że nie jest ona zbyt wymagająca dla GPU, ponieważ wygładza obraz 2D, jaki pojawia się na ekranie, a nie bierze pod uwagę geometrii 3D modeli w grze. Wadą tego rozwiązania jest to, że krawędzie i tekstury mogą stać się nieco rozmyte, co oczywiście nie wygląda tak dobrze, jak porównywalnie ostrzejszy i wyraźniejszy obraz uzyskany dzięki MSAA lub SSAA.

MLAA

MLAA, skrót od „morphological anti-aliasing,” jest typem antyaliasingu, który również nie jest bardzo wymagający dla sprzętu, ponieważ, podobnie jak FXAA, jest to technika post-processingu, która usuwa „szarpanie” z obrazu poprzez mieszanie pikseli i rozmycie obrazu. Jednakże, jak można się domyślić, skutkuje to tym, że krawędzie są mocno rozmyte w grze, zazwyczaj bardziej niż w przypadku FXAA.

SMAA

Podobnie do MLAA, SMAA (subpixel morphological anti-aliasing) jest kolejną metodą post-processingu, która działa podobnie. Jej główną zaletą w stosunku do FXAA i MLAA jest to, że redukuje efekt rozmycia, który jest częstym minusem dwóch wyżej wymienionych technik.

TXAA

Następną metodą jest TXAA, czyli antyaliasing temporalny. Jest to unikalna i złożona metoda antyaliasingu, która wykorzystuje wiele technik AA, aby poradzić sobie zarówno z postrzępionymi krawędziami, jak i aliasingiem temporalnym poprzez wygładzanie ruchu. TXAA jest jednak dość wymagające dla sprzętu i niestety niewiele gier korzysta z niego w 2021 roku.

DLSS

Na koniec mamy DLSS. DLSS, skrót od deep learning super-sampling, został opracowany przez firmę Nvidia i może obecnie działać tylko na jej procesorach graficznych opartych na architekturze Volta i Turing, ponieważ opiera się na rdzeniach Tensor, które do tej pory zostały zaimplementowane tylko w tych dwóch architekturach.

Czym zajmuje się DLSS, to wykorzystanie modeli głębokiego uczenia skonstruowanych na superkomputerach Nvidii, by umożliwić GPU wygenerowanie ostrzejszego, bardziej szczegółowego obrazu i przeskalowanie go do wyższej rozdzielczości przy użyciu wspomnianych rdzeni Tensor.

Której z technik antyaliasingu powinieneś użyć?

Podsumowując, której techniki antyaliasingu powinieneś ostatecznie użyć?

Ogółem, metody antyaliasingu takie jak FXAA, MLAA i SMAA, które polegają na post-processingu są świetne dla komputerów klasy low-end i mid-range, ponieważ mogą zredukować aliasing bez dużego obciążenia dla sprzętu. Jednakże, jak wspomniano powyżej, zazwyczaj występuje pewne rozmycie, więc nie wygląda to tak dobrze w porównaniu z metodami multisamplingu i supersamplingu, które generują ostrzejszy obraz.

Przyznaję, że MSAA i SSAA generują znacznie lepiej wyglądający obraz, który jest czystszy i bardziej wyrazisty, ale wymagają one również dużej mocy obliczeniowej GPU. Skutkuje to zauważalnym spadkiem FPS, który może sprawić, że rozgrywka stanie się mniej przyjemna na słabszych komputerach.

Co więcej, warto zauważyć, że niektóre techniki antyaliasingu nie są tak popularne jak inne, a więc techniki takie jak EQAA, CSAA, TXAA i DLSS mogą być używane tylko w niektórych grach, które je obsługują.

W każdym razie, to, której techniki antyaliasingu powinieneś użyć, zależy w dużej mierze od twojego sprzętu i osobistych preferencji. Ci, którzy chcą uzyskać najlepszą wydajność w grze, prawdopodobnie będą trzymać się czegoś takiego jak FXAA, ale inni, którzy nie dbają o wydajność, mogą wybrać SSAA, jeśli chcą uzyskać najlepszą wierność wizualną, jaką mogą uzyskać.

W ostatecznym rozrachunku, najlepiej jest wypróbować wszystkie metody antyaliasingu dostępne w grze, jeśli chcesz znaleźć tę, która najlepiej odpowiada twoim potrzebom.

Wnioski

.