Что на самом деле сглаживание (anti-aliasing) делает с вашими ПК-играми?
- Методы SSAA и MSAA нагружают GPU дополнительными выборками, при этом в Unreal Engine поддержка MSAA ограничена только стандартным рендером.
- Алгоритмы FXAA и SMAA фильтруют готовое изображение, а темпоральный TAA задействует прошлые кадры, устраняя мерцание ценой возможного размытия.
- Решения NVIDIA DLAA, AMD Native AA и Intel Native Anti-Aliasing реализуют алгоритмы сглаживания непосредственно в нативном разрешении экрана.
Почему это важно: Выбор метода сглаживания требует компромисса между частотой кадров, четкостью картинки и появлением визуальных дефектов вроде мерцания или шлейфов.
Сглаживание делает пиксельную графику в играх более плавной, но некоторые методы нагружают видеокарту гораздо сильнее других.
Раньше покупка игрового ПК и выкручивание сглаживания на максимум были поводом для гордости. Если вы могли запустить MSAA 4x или 8x, и игра при этом не превращалась в слайд-шоу, всё было отлично. Сегодня эта базовая графическая настройка превратилась в алфатный суп из FXAA, SMAA, TAA, DLAA и других комбинаций, звучащих так, будто кто-то уронил мешок с фишками «Скрабл».
К счастью, все они борются с одной и той же проблемой. Играм приходится отображать изогнутые и диагональные линии на сетке из квадратных пикселей, что приводит к появлению «лесенки». Сглаживание маскирует эти неровности, однако существует несколько способов решения данной задачи.
Некоторые методы заставляют графический процессор вычислять дополнительные выборки. Другие фильтруют изображение после его отрисовки, в то время как более новые темпоральные алгоритмы используют информацию из предыдущих кадров. Цель заключается в получении более чётких контуров, но обычно приходится идти на компромисс — например, жертровать частотой кадров, детализацией или терпеть появление шлейфов (гостинга).
SSAA (суперсэмплинг) использует грубую силу: кадр рендерится в более высоком разрешении, а затем уменьшается до целевого. Этот метод работает весьма эффективно, но колоссально нагружает видеокарту, что может привести к падению частоты кадров и другим проблемам с производительностью.
MSAA (мультисэмплинг) действует несколько разумнее. Он не производит суперсэмплинг всего изображения целиком, а концентрирует дополнительные выборки вокруг границ геометрических объектов. Чем больше выборок используется, тем более гладкими кажутся края, но тем выше нагрузка на GPU.
Тем не менее, здесь есть подвох. MSAA борется в основном с геометрическими контурами, тогда как алиасинг на материалах, текстурах и прозрачных поверхностях может оставаться. Документация актуальной версии движка Unreal Engine от Epic поддерживает MSAA только при стандартном рендере (forward renderer), но не при отложенном (deferred renderer) для ПК. Именно поэтому привычные режимы MSAA 2x, 4x и 8x доступны далеко не во всех новых играх.
FXAA (быстрое приближенное сглаживание) и SMAA (морфологическое сглаживание субпикселей) берутся за проблему уже после отрисовки кадра. FXAA обнаруживает высококонтрастные границы и сглаживает их. Это быстрый и относительно недорогой метод, однако он может замыливать детали изображения. SMAA использует более совершенные алгоритмы обнаружения контуров и паттернов, что позволяет сохранять резкость при относительно низкой нагрузке на систему.
TAA (темпоральное сглаживание) задействует предыдущие кадры. Оно способно сглаживать «лесенки» и минимизировать мерцание и дрожание, которые иногда заметны на заборах, листве, линиях электропередач и удаленных объектах при движении камеры.
Этот последний нюанс имеет важнейшее значение. Два метода сглаживания могут выглядеть практически идентично на статичном скриншоте, но при панорамировании камеры вы тут же заметите мерцание, размытие или шлейфы. Сравнивая настройки, обязательно двигайтесь. Разглядывать одну и ту же стену в течение 30 секунд — не лучший способ протестировать графику.
TAA может вызывать эффект размытия или шлейфы, если данные из предыдущих кадров не стыкуются должным образом. Если вашим «узким горлышком» является видеокарта, снижение уровня сглаживания или его полное отключение повысит производительность, что окажется полезным в соревновательном шутере. Однако это не значит, что отключение — всегда лучший выбор. Сомнительная выгода в виде пары лишних кадров в секунду вряд ли стоит того, чтобы далёкие заборы начали сверкать как рождественские гирлянды.
NVIDIA позиционирует DLAA (сглаживание на основе глубокого обучения) вовсе не как средство повышения производительности: оно использует ту же технологию Super Resolution, что и DLSS, но работает в нативном разрешении. У AMD есть аналогичный режим Native AA для FSR, а у Intel в арсенале имеется режим Native Anti-Aliasing, также функционирующий в родном разрешении экрана. Наше руководство по выбору видеокарт поможет вам определиться с покупкой, если вы ищете оптимальный вариант при ограниченном бюджете.
Полный текст статьи читайте на GDGT.ru
