Zrozum Antyaliasing i korzystaj z jego możliwości

Jeżeli grałeś w ciągu ostatnich kilku lat w gry na komputerze PC, prawdopodobnie grzebiąc w ustawieniach grafiki natknąłeś się na możliwość włączenia funkcji Antyaliasingu, która powodowała, że obraz stawał się gładszy. Dlaczego jednak towarzyszy temu wolniejsze działanie gry, jaka jest różnica pomiędzy technikami "2x Multisampling" i "4x Supersampling" oraz jaki wybór jest najodpowiedniejszy dla Twojego komputera? Tego wszystkiego dowiesz się z poniższego artykułu.

Co to jest Antyaliasing?

Czy kiedykolwiek podczas grania zauważyłeś, że krawędzie nie są gładkie, lecz sprawiają wrażenie poszarpanych? Odpowiada za to zjawisko aliasingu, które powoduje zniekształcanie wyświetlanego obrazu. Dotyczy ono wszystkich krzywych, z wyjątkiem linii prostych pionowych i poziomych, których grubość pokrywa się z grubością piksela lub jest jego wielokrotnością.

Zobacz również:

• DLSS vs XeSS vs FSR - SuperSampling w akcji. Która technologia zapewnia najlepszą jakość i wydajność?

Wspomniane piksele to najmniejsze elementy wyświetlanego na ekranie obrazu. Każdy składa się z 3 subpikseli (czerwonego, zielonego i niebieskiego) - sterowanie intensywnością ich świecenia powoduje uzyskiwanie wypadkowego koloru całego piksela. Niepożądany efekt aliasingu widoczny jest dla naszych oczu szczególnie w przypadkach gdy mamy do czynienia z małą gęstością pikseli. Na przykład, gdy na białym tle monitora cechującego się niezbyt dużą rozdzielczością wyświetlimy czarną linię (składa się ona z czarnych pikseli na białym tle), jej krawędzie będą przez nas postrzegane jako mocno postrzępione. Gdyby jednak skorzystać z takiej samej wielkości ekranu, który jednak cechuje znacznie większa liczba pikseli, ten niekorzystny efekt byłby znacznie słabszy.

Patrząc z odległości 40 - 60 centymetrów na ekran monitora, oko ludzkie nie może wychwycić pojedynczych pikseli przy ich gęstości przekraczającej 300 ppi (pixels per inch - pikseli na cal). Czy wartość ta jest duża? Tak. Trzeba tutaj bowiem pamiętać, że np. 24-calowy monitor LCD, który wyświetla obraz w rozdzielczości 1920 x 1200 pikseli, może się pochwalić gęstością na poziomie zaledwie około 94 ppi. Dopóki więc nie korzystamy z odpowiednio "gęstego" wyświetlacza charakteryzującego się wyjątkowo małą plamką (określenie to oznacza odległość pomiędzy początkiem jednego piksela i początkiem kolejnego położonego obok niego), dopóty trzeba polegać na "korekcyjnych" możliwościach kart graficznych.

W celu zmniejszenia efektu aliasingu stosuje się więc różne techniki antyaliasingu. Dla zobrazowania ich działania wzięliśmy pod uwagę dwa najpopularniejsze tryby wygładzania dostępne w nowoczesnych grach: supersampling i multisampling. Do przeprowadzenia odpowiednich porównań wykorzystana została gra Crysis 2 oraz sprzęt składający się z procesora Intel Core i7-990X, pamięci RAM o pojemności 6 GB oraz kluczowego elementu - karty graficznej Nvidia GeForce GTX 580.

Antyaliasing Supersampling

Technika supersamplingu polega na zwiększeniu gęstości próbkowania. Oznacza to, że karta graficzna renderuje najpierw obraz w rozdzielczości znacznie większej niż docelowa, stosując tym samym znacznie zwiększone próbkowanie. Następnie bada zabarwienie poszczególnych próbek, które znajdują się w obrębie piksela wyjściowego i dokonuje odpowiedniego uśrednienia jego barwy.

Dla unaocznienia tego efektu przygotowaliśmy dla was obraz gry w rozdzielczości 1280 x 800 pikseli, który potraktowaliśmy techniką "4x Supersampling". Kliknijcie w zdjęcia znajdujące się w ramce i sprawdźcie jakie daje ona efekty. Zwróćcie szczególnie uwagę na element znajdujący się na pierwszym planie, którego mocno postrzępione krawędzie przeistaczają się w znacznie gładsze.

Aby wygładzić ostre krawędzie, karta graficzna wykonała odpowiednie obliczenia dla obrazu w rozdzielczości 5120 x 3200 pikseli (cztery razy większy niż 1280 x 800 pikseli), pobierając próbki kolorów z czterech pikseli i po odpowiednim ich zmieszaniu tworząc cechujący się mniejszą chropowatością obraz wyjściowy.

Jak widać metoda supersamplngu przysparza karcie wprost niewyobrażalny ogrom pracy. Oznacza to, że jest bardzo obciążająca dla komputera zmniejszając jego wydajność.

Antyaliasing Multisampling

Metoda ta nie zapewnia już tak imponujących efektów jak poprzedniczka, lecz ma w porównaniu do niej inne zalety - jest szybsza i bardziej wydajna. Jej efektywność uzyskiwana jest poprzez fakt, że usuwa ona najpierw z poprawianego obrazu zbędne informacje takie jak oświetlenie, cieniowanie i tekstury. Dopiero gdy wykona te czynności, przechodzi do procesu próbkowania, co oznacza mniej pracy dla niej, a dla gracza większą liczbę klatek na sekundę.

Która metoda dla kogo?

Zanim przejdziemy do porad w zakresie wykorzystywania antyaliasingu, pragniemy zwrócić uwagę na bardzo ważną rzecz, z której możesz skorzystać bez żadnych dodatkowych kosztów. Mowa tu o tzw. rozdzielczości nominalnej, przy której monitory wyświetlają obraz cechujący się najlepszą jakością (jeżeli nie wiesz jaka ona jest, możesz to np. sprawdzić przeglądając informacje podane przez producenta z tyłu monitora). Pamiętaj więc, że jeżeli ustawisz na monitorze inną rozdzielczość, będzie on musiał skorzystać ze specjalnych algorytmów skalowania, co negatywnie wpłynie na jakość obrazu.

Przechodząc do antyaliasingu, jeśli dysponujesz kartą średniej klasy taką jak np. Nvidia GeForce GT 560Ti lub AMD Radeon HD 6850, spróbuj pobawić się z multisamplingiem aż znajdziesz idealny balans pomiędzy jakością obrazu, a wydajnością.

Jeżeli natomiast w twoim komputerze drzemie moc obliczeniowa takiej karty jak AMD Radeon HD 6990, śmiało podkręcaj supersampling na maksa. Stać Cię na to!