Om du någonsin har tittat på grafikinställningarna i videospel har du förmodligen lagt märke till inställningen för anti-aliasing. Och om andra inställningar som renderingsavstånd eller skuggkvalitet är ganska intuitiva kan du ha svårt att förstå vad anti-aliasing är.
Om du gillar datorspel har du förmodligen någon gång fått hantera en GPU som inte är tillräckligt kraftfull för dina favoritspel. Kanske trodde du att ditt nya spel skulle ha en storskalig och imponerande detaljrikedom. Istället ser det ut som 8-bitars Super Mario Bros.
De blockiga, pixliga kanterna som du ser i PC-spel brukar kallas ”jaggies”. I de flesta fall kan du bli av med dem genom att öka skärmupplösningen. Men detta är inte möjligt för alla spelare. Om du har en gammal GPU eller om din GPU inte är utformad för spel kommer du inte att kunna nå högre upplösningar utan att spelet blir allvarligt långsammare.
I den här artikeln ska vi förklara vad anti-aliasing innebär.
Varför behöver vi anti-aliasing i spel?
Bildskärmens struktur är en matris av fyrkantiga pixlar. Det är lätt att gissa att i det här fallet kommer endast horisontella och vertikala linjer att ritas helt korrekt. Så snart datorn försöker rita en sned linje uppstår pixlar som är ojämna.
Detta problem kan lösas genom att skaffa en bildskärm med högre upplösning. Om du inte har en modern grafikprocessor måste du sannolikt också uppgradera den. Men det här alternativet kommer inte att passa alla.
Därför lägger utvecklarna till anti-aliasing-teknik i sina spel. Den uppfanns redan 1972, men började bli populär i spelindustrin först några decennier senare. Antialiasing går ut på att måla de närliggande pixlarna i en mellanliggande färg (eller färggradient). Den hackiga övergången kommer då att framstå som mindre skarp, vilket gör att gränsen antialiasasas ut.
Anti-aliasing används inte bara i spel utan även i programgränssnitt och till och med i operativsystem. Algoritmen bearbetar förutom bilder även text och gör små typsnitt mer läsbara.
Det finns olika sätt att uppnå anti-aliasing. De viktigaste och populära algoritmerna för antialiasing anges nedan, men andra typer kan också förekomma i spel.
Antialiasing med superampling (SSAA)
SSAA är den enklaste men samtidigt mest effektiva typen av antialiasing, som i spel ger den vackraste bilden. Tyvärr minskar den allvarligt prestandan. GPU:n ökar virtuellt skärmens upplösning flera gånger. Efter att en bild har renderats komprimeras bilden tillbaka till sin ursprungliga storlek, varvid de virtuella pixlarnas färger genomsnittsberäknas till motsvarande verkliga pixlar. Om skärmens upplösning är Full HD (1920×1080) och anti-aliasing fungerar i 4x-läge kommer bilden att renderas i 4K-upplösning (3840×2160).
Tyvärr har inte alla videospel den här typen av anti-aliasing. SSAA-algoritmen lämpar sig bäst för icke-moderna spel, där resursförbrukningen med denna antialiasing kompenseras av spelets höga prestanda.
Ibland kan du dock hitta SSAA 0,5x i inställningarna. När du använder den halveras bildupplösningen nästan, och när den visas på skärmen sträcks den tillbaka. Bildkvaliteten minskar i det här fallet, men spelprestandan ökar tvärtom.
Antialiasing med flera samplingar (MSAA)
I praktiken behöver utjämning inte tillämpas på hela bilden. Det är lämpligt när det finns sneda linjer, kontrasterande polygongränser eller små objekt på avstånd. Det är därför den resurskrävande SSAA ersattes av en lättare MSAA.
Den här typen av antialiasing fungerar enligt en liknande algoritm: den ökar den virtuella upplösningen för en viss del av bilden, ritar upp den och minskar sedan upplösningen till den ursprungliga.
Men den här typen av anti-aliasing är ineffektiv i spel där du måste rendera många små objekt: gräs, lövverk eller hår – allt det som utvecklare så desperat försöker detaljera. I sådana fall blir den här typen av anti-aliasing identisk med sin föregångare och därför lika resurskrävande.
Snabb approximativ anti-aliasing (FXAA)
Tanken med denna algoritm är att göra ett genomsnitt av färgerna hos närliggande verkliga (inte virtuella) pixlar. FXAA är mycket suddig men kräver minimala resurser. Inte det bästa alternativet, men ett av de mest populära.
När du använder den bör du vara medveten om att alla skarpa element eller kontrastkanter suddas ut, vilket i vissa fall gör att bilden inte är särskilt tilltalande för ögat. Du måste alltså välja mellan en suddig bild och en hackig linje av pixlar.
Morfologisk anti-aliasing (MLAA)
Denna typ av anti-aliasing liknar Intels FXAA. Algoritmen arbetar efter den slutliga renderingen av bilden, så den kan utföras inte på GPU:n utan på CPU:n. Detta minskar belastningen på GPU:n avsevärt.
PC-spelare älskar dem eftersom de gör det möjligt att förbättra grafiken med relativt lite processorkraft. Men det är förstås en invändning att grafiken kan se lite suddigare ut. Men många spelare tycker att lite oskärpa är värt den skarpare bilden.
Subpixel morfologisk anti-aliasing (SMAA)
Det här är anti-aliasing baserat på FXAA och MLAA. Det är en förbättrad version av MLAA, men den körs inte på processorn utan på GPU:n, vilket innebär att den förbrukar dess resurser.
Tyvärr är den här typen av anti-aliasing i spel, precis som sina två föregångare, också oskärpa i bilden, vilket innebär att vissa enskilda små objekt (t.ex. smutspartiklar eller repor) suddas ut.
Tidsmässig anti-aliasing (TXAA/TAA)
Denna typ av antialiasing som utvecklats av Nvidia eliminerar inte bara pixeljitter utan tar även bort onödigt jitter från objekt.
Denna antialiasing fungerar utmärkt när bilden är statisk eller nästan statisk. Så snart scenen blir dynamisk börjar algoritmen ta mycket resurser i anspråk. Dessutom kan artefakter som orsakas av restbilder från tidigare bilder börja dyka upp.
Dynamisk superupplösning (DSR)
Nvidia har också gjort antialiasing. Algoritmen liknar SSAA. Skillnaden är att DSR helt enkelt kör spelet i en högre skärmupplösning. Sedan renderas, precis som med SSAA, en bildruta och sedan minskas bilden till den ursprungliga upplösningen.
Fördelarna: du kan till exempel göra 4K-skärmdumpar på en Full HD-skärm. Men om spelet inte är helt optimerat för den här typen av anti-aliasing kan spelgränssnittet och musens känslighet minska eftersom du i princip spelar i en högre upplösning än din bildskärm.
Antialiasing med täckande sampling eller antialiasing med anpassade filter (CSAA/CFAA)
En förbättrad version av MSAA. Ger samma bildkvalitet som MSAA x 8, men förbrukar samma resurser som MSAA x 4. Det finns nästan ingen oskärpa.
Algoritmen förbättras genom att även ta hänsyn till data om närliggande pixlar. Detta gör det möjligt att göra en mer exakt antialiasing utan att påverka små objekt som inte ska suddas ut.
Vilken anti-aliasing du ska välja i spelet
Om du har en kraftfull speldator och ser SSAA-antialiasing i grafikinställningarna – tveka inte att välja det. Men om du överskattade datorns styrka och en sådan lösning allvarligt påverkar bildfrekvensen, försök då att hitta SMAA eller TXAA (TAA).
Om din dator är mer budgetvänlig finns det alltid möjlighet att använda FXAA, MLAA eller MSAA.
