Згладжування в іграх. Що це та яке вибрати?

Згладжування (англ. Anti-Aliasing) - це технологія, що використовується при обробці комп'ютерної графіки для усунення "ступінчастості" на краях об'єктів, щоб вони не виглядали, як ряди блоків Minecraft. Згладжування значно покращує візуальну якість ігор, роблячи межі об'єктів більш плавними та природними. При цьому існують різні методи згладжування, кожен з яких має свої переваги та недоліки.

Основні види згладжування

Різновидів графічного згладжування чимало, але ми розглянемо найпоширеніші, один або кілька з яких зустрінуться вам практично в кожній грі, а потім розповімо про те, як вибрати найбільш підходящий тип.

FXAA (Fast Approximate Anti-Aliasing)

Метод FXAA був розроблений компанією NVidia і є одним із найшвидших. Він застосовує фільтр до повного кадру після його рендерингу (відмальовки), щоб усунути ступінчасті краї графічного об'єкта. Через це FXAA може іноді призводити до деякого розмиття текстур, але перевага FXAA полягає в тому, що він має мінімальний вплив на продуктивність. З інших особливостей FXAA можна відзначити, що цей метод непогано справляється зі згладжуванням геометрично складних об'єктів, проте майже не допомагає при поліпшенні якості тонких елементів — наприклад, дротів, які, як і раніше, висітимуть «драбинкою». Тим не менш, у FXAA є кілька рівнів якості, які дозволяють знижувати спотворення зображення.

MSAA (MultiSample Anti-Aliasing)

MSAA вважається традиційнішим методом згладжування.Він працює шляхом збільшення кількості вибірок кольору в кожному пікселі, що дозволяє точніше визначити, який відтінок повинен бути у даного пікселя. MSAA зазвичай забезпечує вищу якість зображення порівняно з FXAA. Але при цьому потребує більше ресурсів, що може зменшити загальну продуктивність гри на старих відеокартах. Сучасні графічні процесори не надто «напружаться» навіть у тому випадку, якщо ви виставите максимальний рівень якості MSAA — x8.

SSAA (SuperSample Anti-Aliasing)

Незважаючи на свій «поважний» вік, це один із найякісніших методів згладжування. SSAA працює шляхом рендерингу гри в роздільній здатності, що значно перевищує обране, а потім зменшує його до потрібного. Це дозволяє отримати дуже гладкі краї та високу якість текстур, коли навіть віддалені об'єкти виглядають чітко, а брижі повністю зникають. Крім того, SSAA підтримує фактично будь-який дозвіл (навіть вище, ніж у будь-яких моніторів, що є у продажу). Однак він є найбільш ресурсомістким із усіх методів згладжування, і його включення може призвести до суттєвого зниження частоти кадрів (FPS), особливо у нових іграх.

SMAA (Subpixel Morphological Anti-Aliasing)

Технологія SMAA була розроблена на основі FXAA і набула широкого поширення завдяки більшій ефективності та настільки ж низькій вимогливості до обчислювальних ресурсів. SMAA для досягнення згладжування країв зображення використовує комбінацію FXAA та інших, менш поширених методів. Він включає попереднє згладжування і застосування спеціального фільтра до згладженого зображення.Цей фільтр аналізує крайні пікселі та використовує відповідну корекцію кольору для поліпшення якості картинки.

DSR (Dynamic Super Resolution)

Ще одна технологія згладжування від NVidia, яка дозволяє покращити якість графіки на екрані шляхом віртуального збільшення роздільної здатності зображення перед відображенням на моніторі в реальному розмірі. Наприклад, якщо у вас є монітор зі стандартною сучасною роздільною здатністю 1080p (1920×1080 пікселів), і ви включаєте DSR, ви можете вибрати вищу віртуальну роздільну здатність, таку як 1440p (2560×1440 пікселів) або навіть 4K (3840×216) . Потім, коли картинка рендерується в вищій роздільній здатності, вона масштабується назад до роздільної здатності вашого монітора, за рахунок чого створюється більш чітке та деталізоване зображення. DSR допомагає усунути «зубчастість» та пікселізацію на краях об'єктів, роблячи їх більш плавними та реалістичними. Також DSR покращує читаність тексту та деталізацію дрібних об'єктів в іграх та додатках. Однак для його використання потрібна досить потужна відеокарта, тому що робота з вищими дозволами вимагає і більше обчислювальних потужностей.

Вибір методу згладжування

Виходячи з опису найпоширеніших методів згладжування, ви вже, напевно, зрозуміли, який краще підійде вашій моделі відеокарти. Вочевидь, вибір типу згладжування переважно залежить від наявного заліза. Якщо у вас слабка відеокарта, найкращим вибором буде FXAA або SMAA, оскільки вони мають мінімальний вплив на продуктивність.Однак, якщо ваш графічний процесор здатний витримувати велике навантаження і вам важлива якість зображення, вам підійде MSAA, DSR або навіть SSAA, з якими, при правильно виставлених налаштуваннях, картинка стане максимально реалістичною.

При цьому важливо пам'ятати, що не всі ігри підтримують навіть кілька описаних методів згладжування. Так, деякі ігри можуть пропонувати лише FXAA або SMAA, тоді як інші – MSAA та DSR на вибір. Зустрічаються та інші поєднання. Але в будь-якому випадку важливо експериментувати з різними налаштуваннями згладжування, щоб знайти ті, які найкраще підходять для вашої системи та відповідають вашим уподобанням.

Який режим згладжування кращий?

При чому одночасно можна використовувати обидва методи відразу. Який вибрати виходячи з естетичних міркувань та ресурсів відеокарти, вирішувати звичайно індивідуально.

Почнемо з того, що AA (Anti-Aliasing, Згладжування) - спосіб усунення "ступінчастості" на краях об'єктів, ліній, що знаходяться під нахилом і не є строго вертикальними і строго горизонтальними. Особливо "драбинка" помітна на стиках полігонів з різними кольорами.
В іграх може використовуватися, коли відеокарті не вистачає потужності для виведення зображення у високій роздільній здатності, де всі деталі плавні та приємні оку. Якщо AntiAliasing відпрацьовує добре та якісно, ​​то через це страждає продуктивність, падає фпс в іграх. Якщо згладжує погано, то страждає графіка, з'являється замилювання картинки, артефакти. Тому, якщо є можливість грати при високій роздільній здатності і фпс при цьому падає ненабагато, не включайте AA, грайте на високому.Так само з особливостей, згладжування "драбинки" може бути включене на рівні налаштувань відеокарти і при цьому ще й на рівні додатків. При цьому ефект "підсилюється", якщо використовується перший і другий тип згладжування. включено десь в одному місці, щоб не отримати замиленості.

Перший тип

Вплив на фпс пряме, залежно від методу та пропускної спроможності відеопам'яті.

SSAA (SuperSample Anti-Aliasing, Надмірна вибірка згладжування) — Найважче, але й найякісніше і моторошно навантажує відеокарту. У прискорювачах застосовується регулярна маска розміром від 2x1 до 4x4. , після цього, усереднюються кольори всіх суб-пікселів у масці і вже після кадр стискається і подається на виведення на екран у вихідній роздільній здатності.
Існувала технологія в основному до DirectX 8, поки не з'явився MSAA. Через великий вплив на фпс від нього відмовилися.
Хочете 60 фпс?Тоді самі зможете прикинути під яким навантаженням буде працювати відеоадаптер. Однак, від картинки ви отримаєте задоволення.

MSAA (MultiSample Anti-Aliasing, Множинна вибірка згладжування) — прийшов на зміну SSAA, споживаючи менше ресурсів, але й результат дає трохи інший.З мінусів, на прозорих полігонах (скла, вода ...) даний спосіб не працює, тому драбинку іноді можна бачити. І оскільки згладжується лише частина зображення, можна спостерігати ще й артефакти. Плюс несумісність із методом відкладеного освітлення. Потрібно пам'ятати, що MSAA вигідніше користуватися низькими дозволами. Чим вона вища, тим накладніша за ресурсами. Також рекомендується власникам топових відеокарт, з великою кількістю відеопам'яті.

CSAA (Coverage Sampling Anti-Aliasing, вибірка згладжування з перекриттям) - це продовження еволюції SSAA->MSAA->CSAA, який зберіг сумісність з алгоритмами, що використовуються в залозі. Поліпшення досягнуто за рахунок того, що в буфер кадру передається ще інформація про субсемп із сусіднього пікселя. Що в результаті допомагає розрахувати якісніше згладжування.
При рівних рівнях (4,8..) CSAA і MSAA, якість кадру завжди буде у CSAA вищою, а за продуктивністю вони один одному не поступатимуться.

Іншими словами:
SSAA - Згладжує всю сцену
MSAA - згладжування відбувається лише з обох боків об'єктів
CSAA - за рахунок додавання семплів перекриття, згладжування країв об'єктів відбувається з урахуванням сусідніх пікселів. Тобто. Тут зроблено наголос на якість кадру, майже при тому рівні рівні навантаження на відеокарту, як і в MSAA.

FSAA (Full Scene Anti-Aliasing, Повноекранне згладжування) — Те саме, що й SSAA, але від AMD і з невеликими відмінностями.

QCSAA (Quality Coverage Sampling Anti-Aliasing, Вибірка згладжування з перекриттям) — не важко здогадатися, що це покращена версія CSAA, тільки використовує вдвічі більше семплів для аналізу

EQAA (Enhanced Quality Anti-Aliasing, згладжування підвищеної якості) - У NVidia - CSAA, у AMD - EQAA.Відрізняються положеннями семплів та залежно від режиму їх кількістю.

AAA (Adaptive Anti-Aliasing, Адаптивне згладжування) — Як відомо, у MSAA є проблема при згладжуванні країв на прозорих об'єктах. Цей спосіб покликаний усунути таку проблему. Є синергією мультисемплінгу (MSAA) та суперсемплінгу (SSAA). Як можна здогадатися, цей вид ресурсомісткий і рекомендується власникам топ-карт. Використовується у AMD.

TrAA (Transparency Anti-Aliasing, прозоре згладжування) - Теж що і AAA, тільки від NVIDIA.

TrAAA (Transparency Adaptive Anti-Aliasing, Адаптивне Прозоре згладжування) — див. TrAA

TrMSAA (Transparency Multi-Sampling Anti-Aliasing, Прозора множинна вибірка згладжування) — використовує крайовий метод (MSAA) для прозорих об'єктів. Різновид TAAA. Може позначатися як TMAA

TrSSAA (Transparency Super-Sampling Anti-Aliasing, Прозора повноекранна вибірка згладжування) — використовує повноекранне згладжування (SSAA) для прозорих об'єктів. Різновид TAAA. Може позначатися як TSAA

OGSSAA (Ordered Grid SuperSampling Anti-Aliasing, Надмірна вибірка згладжування з впорядкованими ґратами) — Класичний SSAA у якому використовується решітка з упорядкованою вибіркою, вирівняна по вертикалі та горизонталі.

RGSSAA (Rotated Grid SuperSampling Anti-Aliasing, Надмірна вибірка згладжування з повернутими ґратами) — Все той же SSAA, з уточненням розташування ґрат нахиленої під певним кутом. Даний метод показує якість трохи краще, ніж OGSSAA, при майже горизонтальних або вертикальних краях об'єктів (злегка нахилених).

SGSSAA (Sparse Grid SuperSampling Anti-Aliasing, Надмірна вибірка згладжування з розрядженими ґратами) - вибірки розташовуються на регулярній сітці, як у OGSSAA. Але вибірка провадиться лише на деяких вузлах сітки. Тут закладено компромісний підхід між продуктивністю та якістю зображення. Метод використовується у NVidia

JGSSAA (Jittered Grid Super-sampling Anti-aliasing, Надмірна вибірка зі спотвореними гратами) - кожен піксель так само розбивається на субпікселі, але вибірка семплів розташовується випадково (Стохастична) або зі зміщенням усередині субпікселю.

HRAA (High-Resolution Anti-Aliasing, Повноекранне згладжування для високих дозволів) - метод повноекранного згладжування в NVIDIA з 5-ма семплами. Якість як 4xSSAA, за навантаженням як 2xSSAA.

HRAA (Hybrid Reconstruction Anti-Aliasing, Гібридне згладжування) - Рішення використовує кращі практики, на основі крайового методу (MSAA, CSAA), постобробки з аналітикою та тимчасового антиаліасингу.

EDAA (Edge Detect Anti-Aliasing, Краєве згладжування) — так само крайовий метод + обраховуються контрастні переходи ще й на об'єктах та текстурах. Що в результаті сильніше садить fps. Умовно можна назвати це аналогом CSAA тільки від AMD. Це різновид CFAA, описаного нижче.

CFAA (Custom Filter Anti-Aliasing, спеціалізовані фільтри згладжування) - Дітище AMD. Включає в себе 4 фільтри: box, narrow-tent, wide-tent, edge-detect. Кожен фільтр це різний підхід до реалізації того ж MSAA.
box - стандартний підхід до MSAA
narrow-tent - аналог CSAA
wide-tent - так само аналог CSAA, тільки кількість субпікселів більша вдвічі
edge-detect - при проході фільтра edge detection за відрендереним зображенням, для певних ним пікселів, які визначаються як межі полігонів або різкі колірні переходи, використовується більш якісний метод антиаліасингу з великою кількістю семплів, а для решти пікселів з меншим.

QAA ( Quincunx Anti-Aliasing, Шахове згладжування ) метод від NVidia, в основі якого лежить облік не тільки своїх субпікселів, але й дані беруться від сусідніх. При цьому, при розрахунку фінального кольору, свій семпл має вагу більше, ніж дані із сусідніх. До уваги береться 5 точок. За якістю 2xQSAA приблизно так само виглядає як 4xMSAA.

FAA (Fragment Anti-Aliasing, Часткове Згладжування) - Розроблена компанією Matrox. Згладжування, що застосовується до країв об'єктів. На відміну від SSAA і MSAA, у тому, що краї та самі об'єкти не збільшуються у кілька разів по масці. Кожен піксель ділиться на 16 частин і якщо покриття повне, то піксель відправляється в кадровий буфер, якщо неповне, йде в окремий буфер. Такий піксель вважається фрагментованим, причому надалі над ним проводиться аналіз і він видозмінюється. Така реалізація дуже заощаджує ресурси відеокарти. Але є і проблема, алгоритм визначення країв не завжди коректно виявляє ті самі краї. Проблема з прозорими об'єктами у всій красі.

TXAA (Temporal approXimate Anti-Aliasing, Тимчасове приблизне згладжування) — технологія Nvidia, яка використовує основу MSAA. У формулі розрахунку використовується час, дані з пікселів з попередніх кадрів і дані з сцени, що обробляється. Після чого відбувається усереднення за кольором. Це дозволяє позбутися мерехтіння та сіпання об'єктів у грі.Вдалині дає якісну картинку, проте трохи милить близькі об'єкти та вимоги до ресурсів майже як для MSAA, хоча якість при тих же значеннях краща.
За словами виробника, TXAA 2x порівняно за якістю з 8xMSAA, але при витратах продуктивності можна порівняти як з 2xMSAA, а TXAA 4x вище за якістю ніж 8xMSAA, але за витратами продуктивності можна порівняти як з 4xMSAA. Відмінно підходить для згладжування динаміки.

TSSAA (Temporal Super Sampling Anti-Aliasing, Тимчасова надмірна вибірка згладжування) Цей метод, як і TXAA, тільки не прив'язаний до відеокарт NVIDIA і зав'язана на суперсемплінг.

Другий тип
Вплив на фпс слабкий. Так звані методи постобробки, коли згладжування відбувається в момент виведення зображення на екран.

FXAA (Fast approXimate Anti-Aliasing, Швидке приблизне згладжування) - Розробка NVidia. З назви видно, що це продуктивніше згладжування порівняно з традиційним MSAA. Алгоритм використовує простий спосіб виявлення розриву кольорів фігур. У момент виведення зображення на екран усереднюються за кольором усі сусідні пікселі. Це не навантажує відеокарту, але моторошно милить кадр. Далекі та розмиті об'єкти в грі будуть майже не впізнавані. Таке згладжування має сенс включати на слабких машинах, ноутбуках, нетбуках та інших економ варіантах.

MLAA (MorphoLogical Anti-Aliasing, Морфологічне згладжування) - Умовний аналог FXAA. Методика вигадана компанією Intel. Алгоритм шукає піксельні кордони на кожному кадрі, схожі на Z, L та U букви і змішує кольори сусідніх пікселів, що входять до кожної такої частини. Алгоритм переведено використання процесора, а чи не GPU.Звідси можна рекомендувати його власникам слабких відеокарт і з більш-менш продуктивним процесором. Через складніший алгоритм зображення виходить якіснішим, ніж з FXAA. Є реалізація AMD, але технічно може використовувати і NVidia. Є проблема: згладжування не відпрацьовує на прозорих текстурах. Тому на додачу цієї постобробки потрібно підключати ще й TrAA для поліпшення зображення. Час обробки займає 0,9 мс. Також є методики MLAA реалізовані на GPU.

SRAA (Subpixel Reconstruction Anti-Aliasing, Субпіксельне відновлюване згладжування) - Новий двопрохідний алгоритм від NVidia. SRAA дуже схожа з MLAA, але працює з буферами глибини та картами нормалей, через що краще визначає межі для згладжування та затінені краї. Час виконання загалом дуже низький, основний час у алгоритмі йде обробку затінення. На виході можуть з'являтись артефакти. Для порівняння на згладжування зображення з роздільною здатністю 1280 720 методом SSAA йде близько 5-10 мс, а у SRAA приблизно 1,8 мс.

SMAA (Enhanced Subpixel Morphological Anti-Aliasing, Субпіксельне морфологічне згладжування) - Комбо з MSAA/SSAA та MLAA. По суті дещо покращений MLAA з додаванням локального розмаїття та пошуком патернів. Іноді може додаватися ще й надлишкова тимчасова вибірка. Ресурсів споживає більше, ніж MLAA, але задіяє при цьому відеокарту, а не процесор.
Можна зустріти різновиди:

• SMAA 1x: класичний алгоритм SMAA, що включає точний пошук відстаней, робота з локальним контрастом для визначення країв, геометричних об'єктів та пошук діагональних ліній. Час обробки займає 1,02 мс.
• SMAA T2x: SMAA 1x +техніки з TSAA.Час обробки займає 1,32 мс.
• SMAA S2x: SMAA 1x +техніки з MSAA. Час обробки займає 2,04 мс.
• SMAA 4x: SMAA 1x +техніки з SSAA/MSAA та TSAA/TMSAA. Час обробки займає 2,34 мс.
  

CMAA (Conservative Morphological Anti-Aliasing, Консервативне морфологічне згладжування) - Середнє між FXAA і SMAA 1x. Ідеально підходить для слабких та середніх графічних процесорів. На відміну від FXAA відбувається за рахунок обробки ліній країв довжиною до 64 пікселів. Використовується алгоритм з обробкою лише симетричних розривів кольорів, щоб уникнути непотрібного розмиття. Відмінність від SMAA 1x відбувається з допомогою менш повного згладжування об'єктів, т.к. обробляється менше типів фігур і має підвищену тимчасову стабільність, тобто менше мерехтіння об'єктів.

MFAA (Multi-Frame Sampled Anti-Aliasing, Мультикадрове згладжування) - проводиться вибірка двох семплів для кожного пікселя з поточного кадру і двох семплів з попередніх, після чого застосовується фільтр. MFAA, по суті, відповідає 2xMSAA за навантаженням на відеокарту, але дає якість картинки на рівні 4xMSAA. При цьому цей метод працює приблизно на 30 відсотків швидше. Падіння продуктивності через фільтр мінімальне. Для MFAA необхідний певний рівень частоти кадрів, щоб згладжування можна було розраховувати на основі двох кадрів. NVIDIA стверджує, що частоти кадрів 30-40 fps має бути достатньою.

GPAA (Geometric Post-process Anti-Aliasing, Згладжування з геометричною постобробкою) — у роботі техніки закладено копіювання буфера з відрендереними даними та повторної обробки ребер.

GBAA (Geometry Buffer Anti-Aliasing, Згладжування з буфером геометрії) — удосконалений GPAA, у якому межі обробляються дещо інакше. За рахунок чого покращено продуктивність.

Інші методи

За бортом залишилися менш відомі способи, що стосуються і першого і другого типу. Посилання на них наводяться для ознайомлення.

• DAEAA (Directionally Adaptive Edge Anti-Aliasing)
• DEAA (Distance-to-edge Anti-Aliasing)
• DLAA (Directionally Localized Anti-Aliasing)
• AAA (Amortized Supersampling Anti-Aliasing)
• TRAA (Temporal Reprojection Anti-Aliasing)
• HQTSSAA (High Quality Temporal Supersampling Anti-Aliasing)
• DCAA (Decoupled Coverage Anti-Aliasing)
• TGAA (Triangle-based Geometry Anti-Aliasing)
• SBAA (Surface Based Anti-Aliasing)
• NFAA (Normal Filter Anti-Aliasing)
• SDAA (Second Depth Anti-Aliasing)
• PWAA (Phone-Wire Anti-Aliasing)
• SSSAA (Selective Supersampling Anti-Aliasing)
  

Що краще – FXAA чи TAA?

Згладжування - найважливіша технологія у сучасній графіці відеоігор, що дозволяє покращити візуальну достовірність зображення за рахунок зменшення нерівних країв та небажаних ефектів аліасингу. У світі ігор існує кілька технологій згладжування, серед яких найчастіше використовуються дві: FXAA (Швидке наближене згладжування) та TAA (Temporal Anti-Aliasing). Обидві технології мають свої переваги та недоліки, а їх ефективність може змінюватись в залежності від гри та використовуваного апаратного забезпечення.

FXAA – це технологія постобробки згладжування, яка працює шляхом аналізу зображення та застосування алгоритмів згладжування для зменшення нерівних країв. Це відносно швидка та легка технологія, яка не потребує великої обчислювальної потужності.Однак іноді FXAA може розмивати зображення та знижувати його загальну якість, особливо у сценах із високою контрастністю або дрібними деталями.

TAA, навпаки, є більш сучасною технологією згладжування, яка враховує не тільки поточний, а й попередні кадри для зменшення нерівних країв. Завдяки використанню тимчасової інформації TAA може забезпечити більш високу якість зображення та зберегти більше деталей порівняно з FXAA. Однак TAA може вносити артефакти примарності або розмитості, особливо в сценах, що швидко рухаються, або при поворотах камери.

Genshin Impact, популярна рольова гра з відкритим світом, для згладжування доступна як FXAA, так і TAA. Багато гравців віддають перевагу TAA, оскільки він забезпечує більш високу якість зображення та дозволяє зберегти дрібні деталі в красивому оточенні гри. Однак деякі гравці можуть віддати перевагу FXAA для досягнення вищої частоти кадрів або зменшення ефекту розмиття, який іноді виникає при використанні TAA. Зрештою вибір між FXAA і TAA залежить від переваг гравця та апаратних можливостей його ігрової установки.

На закінчення можна сказати, що FXAA і TAA - це дві технології згладжування, що широко використовуються в світі ігор. Якщо FXAA - це швидкий та легкий варіант, то TAA забезпечує більш високу якість зображення та збереження деталей. Коли йдеться про Genshin Impact, вибір між FXAA та TAA залежить від пріоритетів гравця та можливостей його апаратного забезпечення. Експерименти та особисті переваги відіграють значну роль у визначенні того, яка техніка згладжування краща в тій чи іншій грі.

Що таке згладжування?

Згладжування - це технологія, яка використовується в комп'ютерній графіці для поліпшення якості візуалізації зображень, особливо при відображенні графіки високої роздільної здатності або 3D.

Коли зображення виводиться на екран або монітор, воно складається з пікселів - крихітних кольорових точок. ” або “зазубринами”.

Згладжування дозволяє згладити ці нерівні краї і змішати кольори сусідніх пікселів для створення природнішого і привабливішого зовнішнього вигляду.

Існує кілька видів згладжування, у тому числі FXAA (Fast Approximate Anti-Aliasing) та TAA (Temporal Anti-Aliasing). графічного обладнання та бажану якість зображення.

Загалом згладжування відіграє важливу роль у підвищенні достовірності комп'ютерної графіки за рахунок зменшення блочності країв, що призводить до більш реалістичного та захоплюючого сприйняття зображення.

FXAA: Fast Approximate Anti-Aliasing

FXAA, або Fast Approximate Anti-Aliasing, - популярна технологія згладжування, що використовується в різних відеоіграх, у тому числі Genshin Impact. Це технологія постобробки, спрямована на зменшення нерівних країв або аліасингу, які можуть з'являтися на зображеннях, створених комп'ютером. FXAA забезпечує відносно швидке та ефективне вирішення проблеми згладжування, що робить її популярною серед багатьох розробників.

На відміну від інших методів згладжування, які зазвичай вимагають великих обчислювальних потужностей, FXAA розроблений як легкий та простий у реалізації. Вона аналізує поточний кадр та застосовує ряд фільтрів для згладжування нерівних країв. Цей процес допомагає створити більш приємне для сприйняття зображення, зменшуючи появу артефактів, що нагадують драбинку, та покращуючи загальну якість зображення.

Однією з переваг FXAA є його продуктивність. Він може працювати на різних апаратних конфігураціях без істотного впливу на частоту кадрів. Це робить його підходящим вибором для ігор, у яких важлива плавність та чуйність ігрового процесу. Крім того, FXAA сумісний з широким спектром відеокарт і може бути легко увімкнений або вимкнений в ігрових налаштуваннях.

Однак важливо відзначити, що FXAA має обмеження. Хоча він може ефективно зменшувати артефакти згладжування, викликані діагональними лініями та вигнутими краями, він не може забезпечити такий самий рівень якості згладжування, як більш сучасні технології, такі як тимчасове згладжування (Temporal Anti-Aliasing, TAA). Іноді FXAA може розмивати зображення та вносити невеликі артефакти розмиття, особливо у сценах із високою контрастністю чи деталізованими текстурами.

На закінчення можна сказати, що FXAA - це швидка і ефективна технологія згладжування, яка дозволяє значно покращити візуальну якість відеоігор, у тому числі і Genshin Impact. для тих, хто ставить в основу максимальну якість зображення і не проти пожертвувати продуктивністю, краще вибрати інші методи згладжування, наприклад TAA.

Огляд техніки FXAA

Техніка FXAA (Fast Approximate Anti-Aliasing) – це метод постобробки, який використовується для зменшення артефактів згладжування у комп'ютерній графіці реального часу.

FXAA працює шляхом аналізу інформації про межі зображення, що рендерується, і застосування ряду модифікацій на рівні пікселів для згладжування нерівних країв.

FXAA працює на субпіксельному рівні, визначаючи області, де можливе виникнення аліасингу, і застосовуючи до них фільтр розмиття. згладжуванням та збереженням деталей зображення.

Однією з переваг FXAA є його продуктивність.Він може бути реалізований з невеликими обчислювальними витратами, що дозволяє використовувати його у додатках реального часу, таких як відеоігри та віртуальна реальність. Крім того, FXAA сумісна з широким спектром технологій рендерингу, включаючи відкладене затінення та екранно-просторову оклюзію.

Однак FXAA має низку обмежень. Вона може вносити артефакти розмиття, особливо у висококонтрастні сцени чи області з дрібними текстурами. Ці артефакти можуть знижувати загальну чіткість зображення та впливати на його достовірність. Крім того, FXAA може бути не настільки ефективним для зменшення аліасингу на дуже тонких або вигнутих краях, оскільки він спирається на аналіз прилеглих пікселів.

Таким чином, технологія FXAA є швидким і ефективним способом зменшення артефактів аліасингу в комп'ютерній графіці реального часу. Її легкість та сумісність із різними платформами роблять її привабливою для розробників. Однак вона може призводити до появи артефактів розмиття і бути не такою ефективною в деяких ситуаціях, що потребує уважного підходу при її впровадженні в конвеєр рендерингу.

Плюси та мінуси FXAA

FXAA, або Fast Approximate Anti-Aliasing, - популярна технологія згладжування, що використовується у відеоіграх та при рендерингу графіки. Вона відома своєю високою продуктивністю та простотою реалізації. Однак, як і будь-яка інша технологія, вона має свій набір плюсів та мінусів.

Плюси:

• • • Продуктивність:* Однією з головних переваг FXAA є його продуктивність. Це відносно легка технологія згладжування, яка може бути легко реалізована широкому спектрі апаратних засобів, включаючи відеокарти нижчого класу.
    • Простота: Ще однією перевагою FXAA є його простота. Вона вимагає мінімальних обчислювальних ресурсів і може бути реалізована кількома рядками коду. Це робить його привабливим варіантом для розробників, яким потрібне швидке та ефективне вирішення проблеми згладжування.
    • • Сумісність: * FXAA сумісний з широким спектром графічних API і може використовуватися на різних платформах, включаючи ПК, консолі та мобільні пристрої. Це робить його універсальним вибором для розробників ігор, які бажають, щоб їхні ігри добре виглядали на різних платформах.

      Мінуси:

      • • • Якість:* Хоча FXAA забезпечує гідний рівень згладжування, він не такий ефективний, як деякі інші методи, наприклад TAA або SSAA, коли йдеться про усунення нерівних країв та покращення якості зображення. Іноді це може призвести до розмиття або втрати дрібних деталей.
          • • Артефакти: * FXAA може вносити артефакти або небажані візуальні спотворення, особливо в сценах з високою контрастністю або складною геометрією. Ці артефакти можуть виявлятися у вигляді привидів, ореолів чи розмитості навколо об'єктів, що може погіршити загальне враження від зображення.
            • • Обмежені можливості налаштування:* На відміну від деяких інших технологій згладжування, FXAA пропонує обмежені можливості налаштування. Це означає, що розробники мають менший контроль над конкретними параметрами та налаштуваннями якості, які можуть не підійти для кожної гри чи сцени.

              В цілому, FXAA - це швидка та проста в реалізації технологія згладжування, що забезпечує хорошу продуктивність та сумісність.Однак вона може не забезпечувати такої якості зображення, як інші технології, і в деяких ситуаціях може вносити візуальні артефакти. Розробники ігор повинні враховувати специфічні вимоги своєї гри та вибирати техніку згладжування, яка найкраще відповідає їхнім потребам.

              TAA: темпоральне згладжування

              Темпоральне згладжування (Temporal Anti-Aliasing, TAA) - це технологія згладжування, яка використовується в комп'ютерній графіці для зменшення видимості нерівних країв, відомих як аліасинг, на зображених зображеннях. TAA працює шляхом поєднання кількох кадрів для створення кінцевого зображення з більш плавними краями.

              Однією з основних переваг TAA є його здатність зменшувати ефект мерехтіння та переливів, який може виникати при використанні інших методів згладжування. Це особливо важливо в динамічних сценах, де об'єкти знаходяться в русі, оскільки TAA дозволяє зберегти якість зображення і зменшити артефакти, що відволікають.

              TAA працює, аналізуючи різницю між послідовними кадрами та використовуючи цю інформацію для згладжування нерівних країв. При цьому відбувається змішування пікселів з різних кадрів з урахуванням їхнього положення та руху. В результаті виходить кінцеве зображення зі згладженими краями та зменшеним аліасингом.

              Проте TAA має свої недоліки. Одним з основних недоліків є використання векторів руху, що іноді призводить до появи артефактів у вигляді привидів або розмиття, особливо в сценах з об'єктами або рухами камери, що швидко рухаються. Крім того, TAA може призводити до деякої втрати деталізації кінцевого зображення через змішування пікселів різних кадрів.

              Для подолання цих недоліків розробники часто комбінують TAA з іншими методами згладжування, такими як FXAA або MSAA, щоб досягти кращих результатів. Це дозволяє зменшити візуальні артефакти, пов'язані з TAA, зберігши при цьому переваги дискретизації тимчасової.

              Насамкінець слід зазначити, що TAA - це потужна технологія згладжування, яка дозволяє значно покращити якість візуалізації зображень. Хоча вона має деякі обмеження, такі як примарність або втрата деталізації, при використанні у поєднанні з іншими техніками вона може забезпечити чудові результати та більш захоплюючий ігровий процес.

              Огляд техніки TAA

              Технологія тимчасового згладжування (Temporal Anti-Aliasing, TAA) широко використовується в комп'ютерній графіці для зменшення нерівних країв або зазубрин, які можуть з'являтися на рендерингових зображеннях. Ця техніка працює за рахунок об'єднання кількох кадрів для створення більш гладкого зображення загалом.

              TAA використовує той факт, що в послідовності кадрів положення пікселів, як правило, трохи змінюється через рух камери або об'єкта. Ця тимчасова інформація використовується для зменшення артефактів аліасингу, що призводить до підвищення якості зображення.

              Одним із ключових компонентів TAA є вектори руху, які описують переміщення кожного пікселя від одного кадру до іншого. p align="justify"> Вектори руху обчислюються на основі різниці між кадрами і використовуються для визначення того, наскільки повинен бути зрушений кожен піксель, щоб вирівняти його нове положення.

              Для подальшого покращення якості зображення в TAA також використовується технологія, яка називається змішуванням пікселів.Вона полягає у усередненні колірних значень сусідніх пікселів для створення плавнішого переходу між ними. Це дозволяє зменшити видимість різких країв та створити більш реалістичне та візуально привабливе зображення.

              TAA може бути особливо ефективна для зменшення тимчасового аліасингу, який виникає, коли через рух об'єктів або камери пікселі в різних кадрах опиняються в різних положеннях. Ця технологія також дозволяє зменшити інші види аліасингу, наприклад, просторовий аліасинг, який виникає через обмежене дозвіл при рендерингу.

              В цілому, TAA – це потужна технологія згладжування, що дозволяє значно покращити якість візуалізації зображень. Здатність використовувати тимчасову інформацію та включати змішування пікселів робить її популярною у багатьох сучасних графічних додатках. Однак варто зазначити, що TAA вносить деякі артефакти розмиття та примари, які можуть бути помітнішими у певних ситуаціях.

              Плюси та мінуси TAA

              Плюси:

              • Чудова якість зображення: TAA забезпечує високоякісне згладжування, внаслідок чого графіка стає більш плавною та реалістичною. Воно зменшує нерівні краї та тимчасові артефакти, такі як мерехтіння або переливи.
              • Без втрати деталізації: На відміну від інших технологій згладжування, TAA зберігає дрібні деталі та текстури зображення. Він не розмиває і не пом'якшує зображення, внаслідок чого воно стає більш чітким та деталізованим.
              • Ефективна продуктивність: У порівнянні з іншими методами згладжування TAA має більш високу продуктивність.Він використовує тимчасову когерентність послідовних кадрів зниження обчислювальної навантаження, що призводить до підвищення частоти кадрів і плавності ігрового процесу.
              • Зменшення змащування у русі: TAA ефективно мінімізує артефакти аліасингу у динамічних сценах. Він зменшує видимість мерехтливих або повзучих країв під час руху камери, що забезпечує більш привабливе візуальне сприйняття та занурення в ігровий процес.

              Мінуси:

              • Невелике розмиття: TAA може створювати ефект легкого розмиття, особливо у сценах зі складними та висококонтрастними текстурами. Хоча це може покращити загальну якість зображення, деякі користувачі можуть віддати перевагу більш чіткому і певному зображенню, не жертвуючи згладжуванням.
              • Артефакти “примарності”: У поодиноких випадках TAA може призводити до появи артефактів “примарності”, особливо в сценах зі швидким темпом або високою швидкістю руху. Ці артефакти можуть виявлятися у вигляді залишкових слідів або тіней, знижуючи чіткість зображення та створюючи візуальні перешкоди.
              • Виявлення та видалення артефактів: TAA заснована на виявленні та видаленні тимчасових артефактів шляхом порівняння послідовних кадрів. Однак у деяких ситуаціях, таких як умови освітлення, що швидко змінюються, або складні ефекти частинок, TAA може не впоратися з точною ідентифікацією та видаленням цих артефактів, що призводить до візуальних невідповідностей.
              • Компроміс у продуктивності: Хоча TAA може забезпечити більш високу якість зображення, він може вимагати більше обчислювальних ресурсів у порівнянні з іншими методами згладжування. У деяких випадках включення TAA може призвести до зниження загальної продуктивності чи частоти кадрів, особливо на обладнанні низького класу.

              FAQ:

              Що таке згладжування?

              Згладжування - це технологія, що використовується в комп'ютерній графіці для згладжування нерівних країв та зменшення появи артефактів аліасингу, спричинених пікселізацією кривих чи діагональних ліній.

              Які переваги FXAA?

              FXAA - це технологія швидкого згладжування, що забезпечує загальну якість зображення при збереженні високої продуктивності. Вона особливо ефективна зменшення видимості нерівних країв і мерехтливих текстур.

              Які переваги TAA?

              TAA, або Temporal Anti-Aliasing - це передова технологія згладжування, яка дозволяє зменшити як аліасинг, так і тимчасові артефакти у відеоіграх. Вона забезпечує більш високу якість зображення за рахунок використання інформації з попередніх кадрів для згладжування нерівних країв та покращення загальної якості зображення.

              Яка технологія згладжування краща – FXAA чи TAA?

              Вибір між FXAA і TAA залежить від конкретних потреб програми чи гри. FXAA працює швидше і забезпечує гарну якість зображення, що робить його підходящим вибором для систем низького класу або ігор, що швидко розвиваються. З іншого боку, TAA забезпечує більш високу якість зображення, але може вносити деякі ефекти розмиття або примари, які можна помітити в деяких сценаріях.

              Чи впливає згладжування на продуктивність?

              Так, згладжування може істотно впливати на продуктивність, особливо на системах низького класу або при використанні більш складних технологій, таких як TAA.Однак нові апаратні та програмні реалізації підвищили продуктивність методів згладжування, що дозволило досягти більш високої якості зображення за меншого впливу на продуктивність.

              Чи існують інші методи згладжування?

              Так, існує кілька інших методів згладжування, таких як MSAA (Multi-Sample Anti-Aliasing), SMAA (Subpixel Morphological Anti-Aliasing) та DLSS (Deep Learning Super Sampling). Кожна технологія має свої сильні та слабкі сторони, і вибір оптимального варіанту залежить від конкретних потреб та можливостей системи чи гри.

              Див. також: