[Spin-off] Anti-Aliasing (AA) in modernen Spielen

Im Allgemeinen erzählte ich im dritten Teil, aber ich habe keine Zeit, es an diesem Wochenende zu beenden. Außerdem stimmt der Präsentationsstil in diesem Fall in keiner Weise mit dem Rest der Artikelserie überein (zu harte Theorie).
Daher habe ich beschlossen, das Thema der Glättung in einem solchen Mini-Spin-Off hervorzuheben. Das Lesen wird jedoch dritter Teil stark empfohlen.

Anti-Aliasing (AA) in modernen Spielen

Oder unserer Meinung nach auch gegen Alaying. Für diese Technologie gibt es einfach keinen vollständigen russischen Namen für den russischen Namen. Es kann als „Eliminierung der Wirkung von Leiter“ oder „Eliminierung des Schritts“ übersetzt werden. In Spielen wird er oft als “Glättung” übersetzt. Aber all diese Optionen sind nicht ganz richtig und unter Personen, die in Grafiken beschäftigt sind, verwenden sie einfach Verfolgungspapier aus dem englischen Namen.

Um herauszufinden, was für ein Tier das ist – “AntiAlazing ” – und mit dem, mit dem es gegessen wird, müssen Sie zuerst herausfinden, was” aling “(Aliasing) ist und woher es kommt, aus.

Aufmerksamkeit!
Die Anordnung von Punkten über AA ist ohne eine harte Theorie unmöglich. Und Bilder entlang des Kurses werden auch keine schönen Screenshots von AAA-Wig sein, sondern mit speziellen synthetischen Beispielen.
Wenn Sie dies nicht tun können / nicht interessant – sich ablegen, zu kurzen Schlussfolgerungen.

Tatsache ist, dass Computergrafiken wie alles, was Computer, diskret ist.
Wenn Sie ein spezielles Bild aufnehmen, ist dies aus der Sicht des Prozessors nur eine Tabelle mit Pixeln. Sie wussten davon ohne mich. Aber wegen dieser grundlegenden Sache beginnen die Probleme.

Angenommen, wir haben einen Wasserkocher in unserem Rahmen (es passierte 3D Shnaks: Nimm es als Blank).

Für die Kamera wird er so aussehen:

Jede Zelle ist ein separates Pixel.

In realer Natur (zum Beispiel auf der Kamera -Matrix) erhält jedes Pixel die mittlere Farbe des Bereichs, den es darstellt. Das heißt,

Aber dies ist in realer Natur der Fall. Wenn das Bild künstlich erstellt wird, kann der Computer die mittlere Farbe in der Region nicht erhalten, da es keine „Bereiche“ gibt. Es gibt nur Pixel. Und die Farben für sie muss er von irgendwoher “kommen”. Was er tut.
Die Rendering -Engine beim Erstellen des Bildes „Shoots“ von der Kamera mit Strahlen bis zur Mitte jedes Pixels:

… dann – schaut sich was an Punkt Dieser Strahl traf die Oberfläche und berechnet die Farbe darin.
Hier-und lügen unser Stolperstein, genannt AlazierenOhm.

Wie Sie schon mit Sicherheit bemerkt haben, malt nur dieser eine Punkt das gesamte Pixel. Obwohl tatsächlich der gesamte Bereich, den es abdeckt, beeinflussen sollte.
Und im Prinzip in den Computergrafiken gibt es keine Möglichkeit, die Farbe des Bereichs „ehrlich“ zu berechnen. Genau wie folgt: Wir schießen Semple (englische Probe, „Beispiel“) in eine Richtung -> Finden Sie dort, wo es hat -> Berechnen Sie die Farbe dort -> Die Farbe dieses Samens mit dem entsprechenden Pixel verschreiben.
Infolgedessen treten 2 Probleme gleichzeitig auf:
1. Jeder Saatgut kann entweder in jede Oberfläche gelangen oder nicht. Nur 2 Optionen. Die Oberfläche kann nicht teilweise im Pixel sein.
2. In dieser Hinsicht kann der Rendering -Motor die Oberfläche in einem Pixel im Allgemeinen „nicht sehen“. Einfach, weil das entsprechende SEMPle nicht darauf einging.

Aber auch die Probleme enden dort nicht. Infolgedessen kommt ein weiteres Problem heraus: Moire.
Dies ist ein so unnatürlicher Effekt, dass sich auf eine kleine Hand der sich wiederholenden Textur kriecht:

Links – Moire, rechts – Was sollte sein:

Wir kennen jetzt unseren Feind persönlich. Es bleibt https://magicwin-casino.de/ herauszufinden, wie man gegen ihn kämpft.

Super-Sampling (SSAA)

Die Wurzel des Bösen ist, dass jeder Semple die Farbe nur an einem Punkt „sieht“. Und es spielt keine Rolle, in der Mitte des Pixels “schießen” wir es oder von der Seite: Nachdem er in eine Richtung gekommen ist, vermisst er damit alles andere andere.

Die einfachste und offensichtlichste Lösung besteht also darin, in jedem Pixel mehrere Samen zu „schießen“ und dann ihre Farben zu gemittelt. Das ist super -klingelt.
Die Lösung ist, wie sie sagen, „in der Stirn“ (Brutfort), und dies ist ein Stock über die beiden Edgen. Einerseits sind Brutforts immer korrekter als alle Nachahmungen. Andererseits erfordert es viel mehr Ressourcen.
In der Tat, wenn wir auf jedes Pixel von 2, 4, 8 Semlov schießen – ist es so, als würde man ein Bild in einer Auflösung machen, die wie viele Male gleich ist. Das heißt, und die Leistung fällt proportional ab.

Im Laufe der Zeit haben sie verschiedene Algorithmen für die Erzeugung zusätzlicher Proben entwickelt, aber sie erhöhten nur die Bildqualität, und die Genauigkeit für Ressourcen blieb gleich.

Entnommen aus Wikipedia, an derselben Stelle – die Vor- und Nachteile jeder Methode. Kurz gesagt, dann verbessern sie sich in dieser Reihenfolge (wenn wir nur über die Echtzeitgrafiken sprechen):
Netz:

Wenn Sie also in den Menüoptionen für die Art des „SSAA -Gitters“ und für „SSAA rotiertes Grid“ sehen, werden Sie verstehen, dass wir darüber sprechen, dass wir darüber sprechen. Gitter ist die allererste (die „Eiche“) Option, alle anderen sehen mit demselben Semlov besser aus.

Superpling heißt auch FSAA (voll (voll)-Szene AA), aber meiner Meinung nach ist dies eine sehr erfolglose Abkürzung, t.Zu. Es gibt Unstimmigkeiten mit vollerBildschirm Aa. Das heißt, mit “Full -Screen -Anti -Alay” -ein gebräuchlicher Name im Allgemeinen alle Arten von AA als solche.
Ich erinnere mich auch, dass ich in einem Spiel die Option der Übersetzung „übermäßige Probe“ getroffen habe. Dies ist auch SSAA, nur durch die Augen der Launen.

Multi-Sampling (MSAA)

Bald die Entwicklung der Super -Ckling -Technologie -Multi -Melting (über der “Mehrfachprobe”). Im Gegensatz zu SSAA rückt MSAA -Rassen (oder besser gesagt) zusätzliche sieben Verkaufsales nicht in allen Pixeln, sondern nur bei Bedarf. Normalerweise – nur an den Grenzen von Objekten.
Darüber hinaus hat dieser Algorithmus eine andere Generation von Semlovs: In einigen Pixeln sind sie häufig, sodass Sie ihre Anzahl reduzieren können.

Und fügte auch List -Unschärfe/Mittelung in Problembereichen hinzu. Also auch ohne zusätzliche MSAA -Semlov, das Alazing bereits ein wenig „löscht“.

Für die Klarheit habe ich eine so primitive Vertragsszene in Uniti ausdrücklich skizziert, damit Sie das Anti-Alay isoliert von allem anderen bewerten können.
SSAA:

Wie Sie sehen können, versickert MSAA das Bild ein wenig. Und deshalb stellt sich nicht so richtig wie bei “ehrlicher” SSAA. Aber es ist viel schneller in der Leistung, was beispielsweise anstelle von SSAax2 MSAAX4 verwendet.

CSAA (Abdeckungsabtastung AA)

Entwicklung aus Nvidia. Dies ist nur ein leicht fortgeschrittener MSAA -Algorithmus. Tut dasselbe, aber etwas anders und daher wesentlich schneller.
In 8xcsaa können Sie ungefähr das gleiche Bild wie bei 8xmsaa erhalten, aber gleichzeitig erfordert Videospeicher etwas mehr als 4xmsaa.

Es gibt auch einen symmetrischen Algorithmus von AMD-CFAA (Custom-Filter AA).

Aa als Nacheffekt

MSAA/CSAA hat gezeigt, dass es nicht nur wichtig ist, zusätzliche Seven auf benachbarten Pixeln mit hohem Kontrast zu produzieren, sondern sie auch geschickt zu erodieren. Was führte zu einer Reihe neuer AA -Typen, die überhaupt nicht dreidimensionale Technologien, sondern nur zwei dimensionale Technologien haben.
Sie arbeiten mit einem fertigen Bild (wie einem Filter in Photoshop) und verwischen nur die vorhandenen Pixel/Semplher auf unterschiedliche Weise. Dementsprechend werden sie am Ende verwendet, wodurch Sie sie mit der “ehrlichen” SSAA und der “bedingt zuständigen” MSAA kombinieren können.
Insgesamt wurden sie heute erkundigt –

DLAA – Directorilla lokalisierte Antialiasing
EQAA – Verbesserte Qualitätsantialiasing von Qualität
Edgeaa – Edge Antialiasing
FXAA – schnell ungefähre Antialiasing
GPAA-geometrische Post-Prozess-Antialiasing
GBAA – Geometriepuffer Antialiasing
MLAA – Morphologische Antialiasing
NFAA – normaler Filter -Antialiasing
SRAA – Subpixel -Rekonstruktion Antialiasing
SDAA – Antialiasing der zweiten Tiefe
SMAA – Subpixel -morphologisches Antialiasing
Taa – transparente Antialiasing

Ich verwende derzeit Unity, daher kann ich diese Typen nur zum Vergleich zeigen:

An sich können diese Algorithmen nur offensichtliche Schritte beseitigen. Aber zum Beispiel bei langen Objekten, die dünner sind als ein Pixel (Drähte, Seile), retten sie die Situation nicht.
Es ist jedoch notwendig, sie nicht als unabhängige AA zu verwenden, sondern nur als Ergänzung zu mehr Bürstenword -Brüdern. Was relativ billig ermöglicht, die Qualität des bereits geglätteten Bildes leicht zu verbessern.

Darüber hinaus haben alle posteffizienten Glättungsmodi einen enormen Vorteil: Sie sind mit einer differenzierten Beleuchtung befreundet. Was ist es zu einem anderen Zeitpunkt, aber dieses Ding in modernen Spielen ist ein Erz-Nuklearer.

Aus der gesamten langen Liste der posteffizienten AA möchte ich einige hervorheben:

FXAA (Schneller ungefähres AA) ist die effektivste Methode für das Ressourcen-/Qualitätsverhältnis. Er wird sehr erfolgreich mit dem Glätten der Ränder von Objekten fertig. Auf den Seilen hilft es natürlich nicht wirklich (wie alle anderen auf dieser Liste). Aber er ist wirklich flink. Dies ermöglichte es ihm, die Konsolen der vorherigen Generation zu dominieren.
Leider glättet er von Natur aus nicht nur die Grenzen, sondern verwischt auch die Texturen leicht. Dies ist jedoch mehr als gerechtfertigt durch die Tatsache, dass es im Vergleich zu MSAA/CSAA praktisch frei ist.

MLAA (Morphologische AA) – Eine unerwartete “Bewegung des Pferdes”. Im Gegensatz zu allen anderen Arten von Anti -Alays funktioniert dieser nicht auf Vidyuha, sondern auf dem Pro -Reg. Deutlich langsamer als FXAA, aber das Bild ist viel korrekter.

SMAA (Subpixel morphologische AA) – Eine Mischung der beiden vorherigen. Im Wesentlichen – verbesserte FXAA, aber:
A) Er verwendet auch den MLAA -Algorithmus;
b) Es ist sehr eng mit SSAA/MSAA verbunden.
Für den Spieler bedeutet dies Folgendes: Dieser Modus ist langsamer als FXAA, aber schneller als MSAA. Aber er ist keine Blitcomer, und im Allgemeinen entspricht es dem zweiten als der ersten.
Epische Videodemonstration von SMAA von Crytek unter dem Soundtrack von Tron: Legacy (Vimeo)

TXAA (Temporal AA)

Die überlastste mega-anhaltende Hyper-kreisförmige Glättungstechnologie von Nvidia.
Es kombiniert alle vorhandenen Anti-AlaysOTH (zeitliche) Glättung.
Bis zu diesem Moment untersuchten wir das bewegungslose Bild. Aber wenn sich die Objekte im Rahmen bewegen, fallen sie ständig unter neue Samen (in neuen Pixeln), dann verlassen sie sie. Infolgedessen gibt es eine sehr unangenehme Auswirkung von „Rasseln“, was besonders bei sehr langsamer Bewegung (der Bruchteil des Pixels pro Rahmen) und eine sehr kleine Textur von Objekten (die Breite der Deponie annähernd Pixel) spürt, der ungefähr Pixel ist).
Theoretisch ist SMAA mit diesem Effekt bereits sehr erfolgreich, aber Nvidia hat beschlossen, eine Lösung für dieses Problem in Absolut zu machen. Kurz gesagt, es ist besser, einmal zu sehen, als 100 Mal zu hören:

Im Gegensatz zu SMAA bläst TXAA ein Bild ein Bild ein Bild. Aber es gibt überhaupt kein charakteristisches “Rasseln”.
ICHS in allen TXAA-Demonstrationen werden sie aus irgendeinem Grund nicht mit anderen Antikaninenmodi verglichen, sondern mit seiner Abwesenheit. Es scheint mir persönlich, dass bei SMAAA-TXAA der erste gewinnt, aber es ist schwierig, YouTube zu bewerten, und es gibt keine Möglichkeit, Synthetic-Tests selbst zu fahren. Also, wie sie sagen, schmeckt und Farbe.

Kurze Schlussfolgerungen

0. Mangel an AA – Horror und Schande.
1. SSAA ist der richtigste, aber am meisten (zu Schande) Bremsalgorithmus.
2. MSAA ist relativ korrekt und die Bremse ist akzeptabel (wenn es keine die nächsten gibt).
3. CSAA – in Qualität genauso wie MSAA, aber viel schneller.
4. FXAA – fast frei, aber die “Seife”.
5. MLAA – das gleiche wie CSAA/MSAA in Qualität, aber viel schneller in Geschwindigkeit. Und wie FXAA kompatibel mit modernen Technologien (aufgeschobene Beleuchtung).
6. SMAA-MUCH Besser in Qualität als FXAA und MLAA, langsamer als ihre Geschwindigkeit, aber immer noch schneller als MSAA.
7. Txaa – Hölle Wundervafl, über das noch wenig klar ist. Mit SMAA konfrontiert, aber gleichzeitig strebt die Geschwindigkeit der MSAA und nach der Qualität der FXAA an. Aber es ist der einzige, der den Effekt von Rasseln vollständig beseitigt (auf jeden Fall wird es angegeben, aber nach Auge macht es nicht besser als SMAA).

Und schließlich – die Aufschlüsselung des Covers.
Alle diese Glättungsmodi in der Zukunft sind möglicherweise einfach nicht erforderlich. Monitore wachsen, sie haben bereits 4K erreicht und gleichzeitig können einige es schaffen, auf mehreren Monitoren zu spielen. Auf allen Arten von Retina -Display – es ist unmöglich, ein separates Pixel zu erkennen.
Ich schlage also vor, Sie führen zuerst ein einfaches Experiment durch:
1. Machen Sie ein schwarzes Bild mit fünf bis sechs in Photoshop einzel Helle Pixel verschiedener Farben. Bildauflösung – wie Ihr Monitor. Es ist wünschenswert, wenn Sie an FS mit einem Bleistift an zufälligen Stellen in FS sind (damit Sie selbst nicht wissen, wo jedes Pixel).
2. Sie speichern in PNG und öffnen das Bild über Ihren Betrachter im Vollbildmodus (wie Irfanview).
3. Sie setzen sich in den Abstand vom Monitor, auf dem Sie spielen, und suchen diese farbigen Pixel mit Ihren Augen.

Wenn Sie ungefähr eine Minute oder länger für die Suche verbracht haben, herzlichen Glückwunsch! Sie können all diese anspruchsvollen Anti -Alays im Allgemeinen einen Bolzen aufsetzen. Aus dem Grund, dass Sie gerade sind Sie werden nicht sehen Leiter im Spiel, egal wie sehr Sie es versuchen. Grob gesagt ist die Auflösung Ihres Monitors mehr als die Auflösung Ihres Auges (in diesen Bereich).
Schalten Sie die FXAA als fast einen Köder ein-freut sich über die kompromisslose Qualität des Bildes.

Wenn Sie nicht zu denjenigen gehören, die Glück mit Höllen -Vidyuhi und riesigen Monitoren haben, wissen Sie jetzt jetzt, wie Sie den optimalen Glättungsmodus auswählen können. Und was genau müssen Sie in dem einen oder anderen Fall opfern.