Что такое сглаживание? Объяснения TAA, FXAA, DLAA и других

Сглаживание — одна из самых важных графических настроек, которые вы найдете в компьютерной игре. Оно существует уже несколько десятилетий в различных формах, и даже сегодня вы все еще найдете множество различных вариантов сглаживания на своем игровом ПК . Мы здесь, чтобы помочь ответить, что такое сглаживание, от TAA до FXAA, и объяснить, как его включить.

Редко встретишь игру, в которой нет настройки сглаживания. Большинство компьютерных игр включают не только разные типы сглаживания, но и разные режимы качества, которые могут повлиять на производительность или качество изображения. Мы собираемся разобрать различные формы сглаживания, чтобы вы могли принять обоснованное решение при настройке параметров графики.

Что такое сглаживание?

Прежде чем ответить, что такое сглаживание, мы должны поговорить о том, что такое сглаживание. Сглаживание происходит, когда изогнутая линия рисуется через квадратные пиксели. Это побочный продукт рендеринга компьютерной графики, поскольку пиксель может отображать только один цвет за раз. Сглаживание пытается сгладить наложение псевдонимов.

В основном вы найдете его в играх и приложениях для редактирования фотографий. Вы можете увидеть пример псевдонимов в Destiny 2 ниже. Перила покрывают несколько квадратных пикселей, что создает неровную линию там, где заканчивается пиксель и начинается следующий.

Идея сглаживания состоит в том, чтобы удалить или сгладить неровные края. Для этого существует широкий спектр техник. Вероятно, вы ежедневно взаимодействуете с той или иной формой сглаживания, даже если вы не играете в игры и не редактируете фотографии. Например, ваш браузер использует сглаживание текста.

Виды сглаживания

Хотя существует несколько различных методов сглаживания, они сводятся к двум основным подходам. Первый — суперсэмплинг. В этих случаях метод сглаживания увеличивает изображение до более высокого разрешения и использует эту дополнительную детализацию для сглаживания неровных краев конечного изображения.

Второе гадает — действительно. Вместо рендеринга изображения с более высоким разрешением некоторые методы сглаживания используют алгоритм, который смотрит на близлежащие пиксели и угадывает, куда должны пойти дополнительные детали.

Это не исчерпывающий список методов сглаживания. Многие техники представляют собой комбинации или небольшие вариации других техник. Мы концентрируемся на типах сглаживания, которые вы сегодня можете встретить в играх.

Суперсемпловое сглаживание (SSAA)

Суперсемпловое сглаживание, или SSAA, — это самая базовая форма сглаживания. Он работает, беря изображение с более высоким разрешением и уменьшая разрешение пикселей до исходного разрешения. Конечный результат позволяет избежать неровных краев за счет усреднения цветов вблизи краев.

В SSAA 4x один пиксель растягивается до четырех. Из каждого берётся образец, а затем четыре пикселя преобразуются в один пиксель, который усредняет цвет. SSAA по-прежнему дает лучшие результаты сглаживания, но он также и самый требовательный, поскольку, по сути, визуализирует изображение с более высоким разрешением. Из-за снижения производительности SSAA не поддерживается в большинстве современных компьютерных игр.

Мультисэмпловое сглаживание (MSAA)

Мультисэмпловое сглаживание, или MSAA, — это более дешевая форма SSAA. Вместо кропотливого процесса выборки каждого пикселя MSAA вступает в игру только там, где сглаживание может стать проблемой (преимуществом), что экономит много вычислительных ресурсов.

В сцене часто присутствуют соседние пиксели одинакового цвета. Им не требуется проходить процесс суперсэмплирования, в котором и заключается идея MSAA. Хотя MSAA гораздо менее требовательна, чем SSAA, она по-прежнему обременяет ваше оборудование.

Быстрое приближенное сглаживание (FXAA)

Быстрое приближенное сглаживание, или FXAA, представляет собой форму сглаживания постобработки. Это означает, что вместо того, чтобы возиться с рендерингом, это алгоритм, который срабатывает постфактум и очищает неровные края. Это делает его гораздо менее требовательным, чем MSAA и SSAA, хотя и за счет качества изображения.

FXAA использует высококонтрастный фильтр для поиска краев перед их выборкой и их смешиванием. Он не усредняет уникальные цвета, такие как SSAA и MSAA, поэтому имеет тенденцию выглядеть более размытым по краям.

Временное сглаживание (TAA)

TAA, или временное сглаживание, похоже на FXAA. Это форма сглаживания постобработки, при которой производится выборка каждого пикселя в кадре. Однако он производит выборку в разных местах в каждом кадре и использует прошлые кадры для смешивания выборок.

Это временное или основанное на времени. Сглаживание происходит путем смешивания прошлых и текущих пикселей, что очищает многие размытые края, вызванные FXAA. Однако у TAA есть свои проблемы, такие как двоение изображения, когда предыдущий сэмпл переносится на новый кадр, создавая эффект размытия.

TAA является основой технологии глубокого обучения Super Sampling (DLSS) от Nvidia, и это важная причина, почему Temporal Super Разрешение (TSR) и AMD FidelityFX Super Разрешение 2.0 (FSR) способны давать такие высококачественные результаты.

Субпиксельное морфологическое сглаживание (SMAA)

Субпиксельное морфологическое сглаживание, или SMAA, очень похоже на FXAA. Он использует обнаружение краев и размывает пиксели вокруг резких краев. Основное отличие состоит в том, что SMAA немного больше задействует ваш графический процессор, чтобы взять несколько образцов по этим краям.

По этой причине SMAA, как правило, обеспечивает лучшее качество изображения, чем FXAA, но при этом не требует такой мощности, как MSAA или SSAA. Однако за последние несколько лет он вышел из моды, поскольку TAA обеспечивает аналогичный баланс с лучшими результатами.

А как насчет DLAA и FSR Native AA?

В современных играх сглаживание не так просто, как раньше. Такие инструменты, как DLSS и FSR, наряду с масштабированием выполняют собственное сглаживание, что немного усложняет разговор о сглаживании. Например, в такой игре , как Alan Wake 2 , вы вынуждены использовать DLSS или FSR, а настройки сглаживания отсутствуют. В большинстве других игр вы не сможете изменить настройки сглаживания при использовании DLSS и FSR.

Сглаживание, которое вы найдете в DLSS и FSR, — это TAA, но это действительно хорошее TAA. В большинстве случаев он менее подвержен таким артефактам, как ореолы, и обычно поставляется с прикрепленным фильтром повышения резкости. Единственное, что отличается, это разрешение рендеринга. Вы можете запустить DLSS и FSR с более низким разрешением, чтобы получить масштабирование и сглаживание, но вы также можете запустить инструменты с собственным разрешением только для части сглаживания.

Это идея, лежащая в основе сглаживания глубокого обучения (DLAA) Nvidia и режима Native AA в FSR 3. Фактически, недавно Intel представила собственный собственный режим AA для XeSS. В большинстве случаев ваша игра будет выглядеть лучше, если включить один из этих инструментов, даже если вы не используете компонент масштабирования.

Как включить сглаживание в играх

Вы можете настроить сглаживание в настройках графики большинства игр. Вы увидите либо просто сглаживание, либо тип сглаживания (FXAA, MSAA и т. д.). Настройки в основном говорят сами за себя, за пределами фактора. Некоторые методы, такие как MSAA, сопровождаются цифрой, обозначающей качество сглаживания (например, MSAA 4x лучше, чем MSAA 2x).

Если вы хотите настроить сглаживание универсально, вы можете сделать это с помощью программного обеспечения видеокарты. Для Nvidia откройте панель управления Nvidia и перейдите к «Управление настройками 3D». По умолчанию для параметра «Режим сглаживания» установлено значение «Управляется приложением». У вас есть три варианта:

• Выкл.: по умолчанию отключает сглаживание в играх.
• Улучшите настройки приложения: позволяет включить дополнительное сглаживание, выходящее за рамки того, что предоставляет игра (полезно в играх с переключателем сглаживания).
• Переопределить любую настройку приложения: позволяет установить собственное сглаживание на основе фактора, указанного в разделе «Настройки сглаживания» .

Кроме того, вы можете включить FXAA в панели управления Nvidia. Поскольку FXAA — это форма сглаживания постобработки, вы можете применить ее к любой игре либо как отдельную форму сглаживания, либо поверх того, что вы установили в игре.

В программном обеспечении AMD Radeon вы также можете настроить сглаживание. Перейдите в «Настройки» > «Графика» и щелкните раскрывающийся список «Дополнительно» . У вас есть настройки сглаживания, аналогичные настройкам Nvidia: выключите его, улучшите или переопределите. Однако программное обеспечение Radeon предоставляет больше инструментов для того типа сглаживания, который вы хотите применить:

• Мультисэмпл: это MSAA, который можно применять поверх существующего сглаживания или в качестве отдельной настройки.
• Адаптивный мультисэмпл. Это адаптивный MSAA, который улучшает MSAA за счет применения сглаживания к поверхностям с прозрачными элементами.
• Суперсэмплинг: это SSAA, наиболее требовательная форма сглаживания.

Вы также найдете варианты MLAA или морфологического сглаживания. По сути, это версия FXAA от AMD, которую вы можете применить в качестве одного прохода постобработки сглаживания или поверх сглаживания, установленного вами в игре.

Часто задаваемые вопросы

Почему псевдонимы — это плохо?

Алиасинг – это, по сути, неприглядные неровные края, которые появляются в вашей компьютерной графике . Если они не сглажены, как при сглаживании, ваша компьютерная графика может выглядеть размытой или некачественной. Это может особенно отвлекать, когда вы играете в игры на компьютере.

Сглаживание делает графику лучше или хуже?

Вся суть сглаживания при правильном использовании заключается в улучшении качества вашей графики путем сглаживания неровных краев, возникающих в результате сглаживания. Таким образом, сглаживание обычно должно улучшить вашу графику.

Должен ли я включить или выключить сглаживание?

По большей части, если вам нужна более качественная графика во время игры и без неровных линий, вам следует включить сглаживание и оставить его включенным. Кроме того, программное обеспечение вашей видеокарты, скорее всего, позволит вам в любом случае настроить параметры сглаживания, чтобы вы могли понять, как его использовать таким образом, который наилучшим образом соответствует вашим игровым потребностям и возможностям вашего игрового ПК .