Сглаживание

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Пример сглаживания — изображение слева не сглажено, к изображению справа применено сглаживание 4x

Сгла́живание (англ. anti-aliasing) — технология, используемая для устранения эффекта «зубчатости», возникающего на краях одновременно выводимого на экран множества отдельных друг от друга плоских или объёмных изображений. Сглаживание было придумано в 1972 в Массачусетском технологическом институте в Architecture Machine Group, которая позже стала основной частью Media Lab.

Основной принцип сглаживания[править | править вики-текст]

Буква а с ClearType-сглаживанием (слева) и без сглаживания (справа) на TFT-мониторе

Основной принцип сглаживания — использование возможностей устройства вывода для показа оттенков цвета, которым нарисована кривая. В этом случае пиксели, соседние с граничным пикселем изображения, принимают промежуточное значение между цветом изображения и цветом фона, создавая градиент и размывая границу.

Применяется два варианта сглаживания:

  • Общее сглаживание отрисовкой излишне крупного несглаженного изображения с последующим уменьшением разрешения.
  • Специализированные алгоритмы сглаживания, работающие на изображениях определённого типа (например, Алгоритм Ву для отрисовки отрезков).

Следует заметить, что сглаживание зависит от гаммы монитора. В частности, среднее между 0,2 и 0,8 — это не обязательно 0,5, а . Особенно это заметно на тонких узорах и тексте. Поэтому сглаживание наилучшего качества получается только тогда, когда известна.

Полноэкранное сглаживание[править | править вики-текст]

SSAA[править | править вики-текст]

Избыточная выборка сглаживания (англ. Supersample anti-aliasing, SSAA)[1], также называемое полносценным или полноэкранным сглаживанием (FSAA)[2], используется для исправления алиасинга (или «зубцов») на полноэкранных изображениях[3]. SSAA было доступно на ранних видеокартах, вплоть до DirectX 7. Начиная с DirectX 8 из-за огромной вычислительной сложности было заменено всеми производителями графических процессоров на множественную выборку сглаживания (англ. Multisample anti-aliasing; MSAA), который также был заменён другими методами, такими как CSAA + TrAA/AAA. MSAA даёт несколько худшее качество графики, но и обеспечивает огромную экономию вычислительной мощности. Поскольку SSAA даёт более высокое качество изображения, он не был полностью исключён и до сих пор реализуется аппаратно в продуктах AMD и NVIDIA. В модельный ряд AMD HD6xxx он включён в качестве особенности (только для игр на DirectX 9), также он был включён в драйвера NVIDIA Fermi, для всех игр, начиная с игр на DirectX 9, и заканчивая играми на DirectX 11 с использованием любых видеокарт NVIDIA с поддержкой DirectX 10 и выше.

В результате изображение с SSAA выглядит более мягко и реалистично. Однако у фото­гра­фи­чес­ких изображений с простым сглаживанием (например, супер­сэмп­линг, а затем усреднение) может ухудшиться внешний вид некоторых типов линейных рисунков или диаграмм (изображение будет выглядеть размыто), особенно там, где линии наиболее горизонтальны или вертикальны. В этих случаях может быть использован хинтинг.

Полноэкранное сглаживание позволяет устранить характерные «лесенки» на границах полигонов. Однако следует учитывать, что полноэкранное сглаживание потребляет немало вычислительных ресурсов, что приводит к падению частоты кадров.

Качество сглаживания ограничено пропускной способностью видеопамяти, поэтому GPU с быстрой памятью сможет просчитать полноэкранное сглаживание с меньшим ущербом для производительности, чем GPU более низкого класса. Сглаживание можно включать в различных режимах. Например, сглаживание 4x даст более качественное изображение, чем сглаживание 2x, но значительно снизит производительность. Сглаживание 2xSSAA удваивает разрешение, тогда как 4xSSAA его учетверяет[источник не указан 682 дня].

FXAA[править | править вики-текст]

FXAA (Fast approXimate Anti-Aliasing) — метод сглаживания от Nvidia[4], представляющий собой однопроходный пиксельный шейдер, который обсчитывает результирующий кадр на этапе постобработки. Является более производительным решением, по сравнению с традиционным MSAA (Multi-Sampling Anti-Aliasing), что, однако, сказывается на точности работы и качестве изображения.

MFAA[править | править вики-текст]

MFAA (Multiframe Sampled Anti-Aliasing) - метод сглаживания от Nvidia. Целью MFAA является достижение равноценного сглаживания при более высокой частоте кадров. В идеале MFAA 4х по производительности должен соответствовать MSAA 2х, но обеспечить качество как у MSAA 4x или выше.[5]

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. AnandTech — AMD’s Radeon HD 5870: Bringing About the Next Generation Of GPUs
  2. Jason Gregory and Jeff Lander. Game Engine Architecture. — A K Peters, Ltd., 2009. — P. 39. — ISBN 9781568814131.
  3. M. Carmen Juan Lizandra (June 2000). «Graphic libraries for Windows programming». Crossroads, the ACM Student Magazine (ACM) 6 (4). DOI:10.1145/333424.333433.
  4. http://developer.download.nvidia.com/assets/gamedev/files/sdk/11/FXAA_WhitePaper.pdf
  5. Андрей Шиллинг. Тест и обзор: NVIDIA GeForce GTX 980 и GeForce GTX 970 на архитектуре Maxwell. www.hardwareluxx.ru. Проверено 12 сентября 2016.

Литература[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]