Сглаживание в играх: история и реализации

Многие не понимают, что сглаживание дает и как правильно его настраивать, чтобы заметить определенные улучшения во время игрового процесса.

Для чего требуется сглаживание

Каждый монитор оснащается матрицей, состоящей из пикселей квадратной формы. Нетрудно понять, что качественно прорисовываются только прямые линии. Ситуация кардинально меняется, если компьютеру нужно прорисовать линии с изгибами. Сразу просматривается угловатость пикселей.

Конечно, можно приобрести продвинутый монитор с внушительным разрешением и хорошую видеокарту. В этом случае картинка будет идеальной. Однако далеко не все готовы к столь существенным затратам.

Именно поэтому создатели игр внедряют методы сглаживания. Их задача в том, чтобы рядом находящие от зазубренности пиксели покрыть идентичными оттенками. Это нивелирует переход, он будет практически незаметным. Сглаживание функционирует не только в играх, но и в различных программах, операционных системах.

Сейчас выделяется 8 базовых методов сглаживания. Ниже познакомимся с каждым подробнее.

SSAA

Самая простая, но наиболее эффективная технология. Обеспечивает качественную картинку в любых играх. Однако обольщаться не стоит, так как сильно снижается производительность.

Принцип работы предельно простой – изображение просчитывается в более высоком разрешении, а потом автоматически сжимается до установленного разрешения. Вроде все просто, но при разрешении 1920x1080 и сглаживании SSAA x4 видеокарте необходимо обработать изображение 3840x2160. В результате, производительность проседает в несколько раз.

К сожалению по-умолчанию SSAA присутствует не всех играх. Идеально подходит для старых развлечений. Именно в таком случае, получается, добиться наилучшего результата по сглаживанию и затрачиваемым на это ресурсам.

MSAA

На деле сглаживать всю картинку не требуется. Нужны коррективы только в тех зонах, где присутствуют изгибы, удаленные объекты небольшого размера. В результате, MSAA совершенно не перегружает систему.

Принцип работы идентичен SSAA. Однако MSAA эффективен, когда нужно обработать небольшое количество элементов. В играх, где оперативно нужно изменить множество различных объектов, преимущества этой технологии улетучиваются, так как возникает потребность в больших ресурсах.

FXAA

Такой метод подразумевает усреднение оттенков. Изображение после обработки получается размытым и даже иногда некомфортным для глаз. Однако такое сглаживание потребляет минимум ресурсов. Именно данный фактор делает FXAA необычайно популярным.

MLAA

Альтернатива предыдущего варианта, представленная Intel. Причем процесс обработки осуществляется не видеокартой, а процессором. Это позволяет существенно снизить общую нагрузку. Алгоритм MLAA обрабатывает по 3 базовым паттернам. Дополнительно участок корректируется оттенками

SMAA

Разработан на базе двух предыдущих вариантов. Считается продвинутой версией MLAA, но вся нагрузка ложится на видеокарту. Здесь появились новые методы обработки, осуществляемые не только по разности оттенков, но и яркости пикселей. Помимо трех базовых паттернов, добавлены еще два диагональных. Это позволяет с идеальной точностью обрабатывать острые грани у элементов.

Несмотря на многочисленные улучшения, ключевой недостаток никуда не делся – изображение получается замыленным. Особенно это касается мелких деталей.

TXAA/TAA

Разработка Nvidia, которая убирает не только зазубрины, но и даже дрожание различных объектов. Однако хороший результат такая технология показывает, если картинка статическая. Как только сцены начинают быстро меняться, начинает потреблять много ресурсов. Более того, могут даже оставаться элементы от предыдущих кадров, что достаточно неприятно.

DSR

Еще инструмент для сглаживания от Nvidia. Имеет много общего с SSAA. Отличия только в том, что DSR сразу запускает игры в высоком разрешении. После чего начинается обработка кадров и последующее уменьшение до базового разрешения. Основная проблема, игра должна сразу быть оптимизирована под такой тип сглаживания. В противном случае просядет чувствительность мыши, значительно уменьшатся элементы интерфейса а так-же могут проявляться проблемы ограничения поля перемещения курсора.

CSAA/CFAA

Еще вариант сглаживания на базе MSAA. Обеспечивает изображение на уровне MSAA x 8, но требует для этого существенно меньше ресурсов. Более того, практически нет замыливания. Этого удалось достичь за счет добавления алгоритма, который обрабатывает не только основные пиксели, но и рядом расположенные. Это позволяет проводить сглаживание с высокой точностью и эффективностью.

Что выбрать для игры

Если в наличии мощный компьютер, то SSAA приоритетный вариант. Однако если компьютер средненький, экспериментируем. Начинаем с SMAA или TXAA и плавно тестируем все варианты. Также не забываем работать с настройками, позволяющие корректировать сглаживание.