游戏抗锯齿名词解释

游戏抗锯齿名词解释

前言:

游戏中抗锯齿的简称很多,大家一般只需要知道FXAA (快速近似抗锯齿)、MSAA (多重取样抗锯齿)、SSAA (超级取样抗锯齿)即可。其他抗锯齿一般多用于研究,TXAA 则为NVIDIA 专有。

1、SSAA--SuperSampling Anti-Aliasing

即超级取样抗锯齿模式。这是最基本的抗锯齿模式,实现原理是渲染时把画面按照显示器分辨率的若干倍放大,如在1024x768分辨率上开启2xSSAA ,GPU 会先渲染2048x1536图像,再“塞进”1024x768的边框里成型,将画面精细度提升一倍,毫无疑问会改善边缘锯齿情况。但是众所周知,高分辨率图形的渲染会极大的消耗GPU 运算资源和显存容量及带宽,因此SSAA 资源消耗极大,即使是最低的2x 也未必就能轻易承受。

2、MSAA--MultiSampling Anti-Aliasing

即多重取样抗锯齿模式。这是nVidia 在NV20即GeForce 3显卡上首次引入实用化。简单说MSAA 就是SSAA 的改进版。SSAA 仅仅为了边缘平滑,而不得不重新以数倍的分辨率渲染整个画面,造成宝贵显卡处理资源的极大浪费,因此MSAA 正是为了改善这种情况而生。MSAA 实现方式类似于SSAA ,不同之处在于MSAA 仅仅将3D 建模的边缘部分放大处理,而不是整个画面。简单说3D 模型是由大量多边形所组成,MSAA 仅仅处理模型最外层的多边形,因此显卡的负担大幅减轻。nVidia 和ATI 也不遗余力的推出各种MSAA 优化技术用

以提升MSAA 的画面质量与速度,MSAA 虽然是2002的技术,当前却正是红火的正式实用化时代,许多游戏在菜单里都提供了直接支持。

MSAA 虽然趋于易用化,十分流行,但是缺点也很明显:1,如果画面中单位物体较多,需要处理的边缘多边形数量也自然增多,此时MSAA 性能也会下降的十分厉害。2,同样倍数的MSAA ,理论上边缘平滑效果与SSAA 相同,但是由于仅仅处理边缘部分的多边形,因此非边缘部分的纹理锐度肯定远不如SSAA 。

2、MLAA--Morphological Antialiasing

MLAA 中文叫“形态抗锯齿”是AMD 推出的完全基于CPU 处理的抗锯齿解决方案。对于游戏厂商使用的MSAA 抗锯齿技术不同,Intel 最新推出的MLAA 将跨越边缘像素的前景和背景色进行混合,用第2种颜色来填充该像素,从而更有效地改进图像边缘的变现效果,这就是MLAA 技术 MLAA 采用光栅和光线追踪两种应用方式,没有提供硬件加速,

整个画面的渲染工作全部是交给CPU 来完成,在这里CPU 的作用

只是将最终渲染出来的画面传给显示器。所以这项技术最大的优势是可以让GPU 不再承担抗锯齿的工作,大大降低GPU 在运行3D 游戏时的压力。

相对于以前的抗锯齿技术,MLAA 采用Post-filtering (后滤波)机制,好处就在于可以按照颜色是否连续来驱动抗锯齿,而以前只能在初始边缘来抗锯齿。

MLAA 包括3个步骤:

1. 寻找在特定的图像像素之间的不连续性,在有些图像中梯度幅值较大的并不是边缘点。

2. 确定预定模式,确定渲染的图像。

3. 在预定模式中进行领里边缘色彩混合处理。确定模式中的相应模板。

MLAA 处理的最大优势是可以再多物体渲染时不会对系统造成太大的负担。 当然MLAA 也有缺点,由于采用后滤波机制,所以无法避免Nyquist Limits(奈奎斯特采样定律),即显示的频移超过Nyquist 的极限时,图像色彩发生混迭的现象时,造成图像失真。

3、FXAA--Fast Approximate Anti-Aliasing

FXAA 全称为“Fast Approximate Anti-Aliasing”,翻译成中文就是“快速近似抗锯齿”。它是传统MSAA (多重采样抗锯齿)效果的一种高性能近似值。它是一种单程像素着色器,和MLAA 一样运行于目标游戏渲染管线的后期处理阶段,但不像后者那样使用DirectCompute ,而只是单纯的后期处理着色器,不依赖于任何GPU 计算API 。正因为如此,FXAA 技术对显卡没有特殊要求,完全兼容NVIDIA 、AMD 的不同显卡(MLAA仅支持A 卡) 和DX9、DX10、DX11。

4、SMAA--Enhanced SubpixelMorphologApproximate Anti-Aliasing

SMAA 全称为Enhanced Subpixel Morpholog Approximate Anti-Aliasing ,“增强型子形态学反锯齿”,与FXAA 一样同为后期处理的抗锯齿技术,可以提供基于过滤算法的通用图像抗锯齿解决方案。

该技术来源于MLAA ,基本处理流程建立在Jimenez 优化改造后的MLAA 算法上,加入了一系列算法上的改进,使得文字锐度等方面比MLAA 要好,而速度跟FXAA 差不多。

5、TXAA--Temporal Anti-Aliasing TXAA 比 MSAA 和 FXAA 以及 CSAA (已淘汰) 的画质更高,但是为N 卡专有。

TXAA 是一种全新的电影风格抗锯齿技术,旨在减少时间性锯齿 (运动中的蠕动和闪烁) 。 该技术集时间性过滤器、硬件抗锯齿以及定制的 CG 电影式抗锯齿解算法于一身。 要过滤屏幕上任意特定的像素,TXAA 需要使用像素内部和外部的采样以及之前帧中的采样,以便提供超级高画质的过滤。 TXAA 在标准 2xMSAA 和 4xMSAA 的基础上改进了时间性过滤。 例如,在栅栏或植物上以及在运动画面中,TXAA 已经开始接近、有时甚至超过了其它高端专业抗锯齿算法的画质。TXAA 由于采用更高画质的过滤,因而与传统 MSAA 较低画质的过滤相比,图像更加柔和。

TXAA 将 MSAA 的强大能力与类似 CG 电影中复杂的解算过滤器相结合,因而生成的图像远比其它技术更加光滑。根据特定游戏中所实施的不同着色类型,TXAA 对性能的影响也略有不同。与 FXAA 等牺牲画质以换取超级高性能的方法相比,TXAA 则是以牺牲性能来换取超级高画质。 对于那些寻求超级高画质抗锯齿效果和超级高效性能的玩家来说,TXAA 是一个更好的选项。它

可以让「刺客信条 3 (Assassin's Creed III)」和「使命召唤: 黑色行动 2 (Call of Duty: Black Ops 2)」等游戏的视觉效果无比出色。

注: 只有 NVIDIA Kepler GPU 才支持 TXAA ,而且玩家需要使用 GTX 600 系列或更高型号的显卡才能在游戏图形选项中启用这一特性。 如果你的系统未达到启用 TXAA 所需的要求,那么该选项会处于隐藏状态。 在静态屏幕截图中无法正确观察到 TXAA 的效果,只有在运动场景中才能观察到。

目前,TXAA 有两种模式:TXAA 2X和TXAA 4X。TXAA 2X可提供堪比8X MSAA 的视觉保真度,然而所需性能却与2XMSAA 相类似;TXAA 4X的图像保真度胜过8XMSAA ,所需性能仅仅与4X MSAA相当。

6、CSAA--CoverageSampling Anti-Aliasing

中文名叫“覆盖采样抗锯齿”是nVidia G80系列出现时一并出现的抗锯齿技术。它的原理是将边缘多边形里需要采样的子像素坐标覆盖掉,抒原像素坐标强制安置在硬件和驱动程序预告算好的坐标中。这就好比采样标准统一的MSAA ,能够最高效率地执行边缘采样,提升非常明显,同时资源占用也比较低。

但是由于CSAA 是早前NVIDIA 主导的一种技术,论画质不如TXAA ,论性能不如FXAA ,而且只有NVIDIA 支持,兼容性也是个问题。所以Maxwell 架构上NVIDIA 已经悄悄移除了CSAA 支持,虽然很多人可能都不记得它了。

游戏抗锯齿名词解释

前言:

游戏中抗锯齿的简称很多,大家一般只需要知道FXAA (快速近似抗锯齿)、MSAA (多重取样抗锯齿)、SSAA (超级取样抗锯齿)即可。其他抗锯齿一般多用于研究,TXAA 则为NVIDIA 专有。

1、SSAA--SuperSampling Anti-Aliasing

即超级取样抗锯齿模式。这是最基本的抗锯齿模式,实现原理是渲染时把画面按照显示器分辨率的若干倍放大,如在1024x768分辨率上开启2xSSAA ,GPU 会先渲染2048x1536图像,再“塞进”1024x768的边框里成型,将画面精细度提升一倍,毫无疑问会改善边缘锯齿情况。但是众所周知,高分辨率图形的渲染会极大的消耗GPU 运算资源和显存容量及带宽,因此SSAA 资源消耗极大,即使是最低的2x 也未必就能轻易承受。

2、MSAA--MultiSampling Anti-Aliasing

即多重取样抗锯齿模式。这是nVidia 在NV20即GeForce 3显卡上首次引入实用化。简单说MSAA 就是SSAA 的改进版。SSAA 仅仅为了边缘平滑,而不得不重新以数倍的分辨率渲染整个画面,造成宝贵显卡处理资源的极大浪费,因此MSAA 正是为了改善这种情况而生。MSAA 实现方式类似于SSAA ,不同之处在于MSAA 仅仅将3D 建模的边缘部分放大处理,而不是整个画面。简单说3D 模型是由大量多边形所组成,MSAA 仅仅处理模型最外层的多边形,因此显卡的负担大幅减轻。nVidia 和ATI 也不遗余力的推出各种MSAA 优化技术用

以提升MSAA 的画面质量与速度,MSAA 虽然是2002的技术,当前却正是红火的正式实用化时代,许多游戏在菜单里都提供了直接支持。

MSAA 虽然趋于易用化,十分流行,但是缺点也很明显:1,如果画面中单位物体较多,需要处理的边缘多边形数量也自然增多,此时MSAA 性能也会下降的十分厉害。2,同样倍数的MSAA ,理论上边缘平滑效果与SSAA 相同,但是由于仅仅处理边缘部分的多边形,因此非边缘部分的纹理锐度肯定远不如SSAA 。

2、MLAA--Morphological Antialiasing

MLAA 中文叫“形态抗锯齿”是AMD 推出的完全基于CPU 处理的抗锯齿解决方案。对于游戏厂商使用的MSAA 抗锯齿技术不同,Intel 最新推出的MLAA 将跨越边缘像素的前景和背景色进行混合,用第2种颜色来填充该像素,从而更有效地改进图像边缘的变现效果,这就是MLAA 技术 MLAA 采用光栅和光线追踪两种应用方式,没有提供硬件加速,

整个画面的渲染工作全部是交给CPU 来完成,在这里CPU 的作用

只是将最终渲染出来的画面传给显示器。所以这项技术最大的优势是可以让GPU 不再承担抗锯齿的工作,大大降低GPU 在运行3D 游戏时的压力。

相对于以前的抗锯齿技术,MLAA 采用Post-filtering (后滤波)机制,好处就在于可以按照颜色是否连续来驱动抗锯齿,而以前只能在初始边缘来抗锯齿。

MLAA 包括3个步骤:

1. 寻找在特定的图像像素之间的不连续性,在有些图像中梯度幅值较大的并不是边缘点。

2. 确定预定模式,确定渲染的图像。

3. 在预定模式中进行领里边缘色彩混合处理。确定模式中的相应模板。

MLAA 处理的最大优势是可以再多物体渲染时不会对系统造成太大的负担。 当然MLAA 也有缺点,由于采用后滤波机制,所以无法避免Nyquist Limits(奈奎斯特采样定律),即显示的频移超过Nyquist 的极限时,图像色彩发生混迭的现象时,造成图像失真。

3、FXAA--Fast Approximate Anti-Aliasing

FXAA 全称为“Fast Approximate Anti-Aliasing”,翻译成中文就是“快速近似抗锯齿”。它是传统MSAA (多重采样抗锯齿)效果的一种高性能近似值。它是一种单程像素着色器,和MLAA 一样运行于目标游戏渲染管线的后期处理阶段,但不像后者那样使用DirectCompute ,而只是单纯的后期处理着色器,不依赖于任何GPU 计算API 。正因为如此,FXAA 技术对显卡没有特殊要求,完全兼容NVIDIA 、AMD 的不同显卡(MLAA仅支持A 卡) 和DX9、DX10、DX11。

4、SMAA--Enhanced SubpixelMorphologApproximate Anti-Aliasing

SMAA 全称为Enhanced Subpixel Morpholog Approximate Anti-Aliasing ,“增强型子形态学反锯齿”,与FXAA 一样同为后期处理的抗锯齿技术,可以提供基于过滤算法的通用图像抗锯齿解决方案。

该技术来源于MLAA ,基本处理流程建立在Jimenez 优化改造后的MLAA 算法上,加入了一系列算法上的改进,使得文字锐度等方面比MLAA 要好,而速度跟FXAA 差不多。

5、TXAA--Temporal Anti-Aliasing TXAA 比 MSAA 和 FXAA 以及 CSAA (已淘汰) 的画质更高,但是为N 卡专有。

TXAA 是一种全新的电影风格抗锯齿技术,旨在减少时间性锯齿 (运动中的蠕动和闪烁) 。 该技术集时间性过滤器、硬件抗锯齿以及定制的 CG 电影式抗锯齿解算法于一身。 要过滤屏幕上任意特定的像素,TXAA 需要使用像素内部和外部的采样以及之前帧中的采样,以便提供超级高画质的过滤。 TXAA 在标准 2xMSAA 和 4xMSAA 的基础上改进了时间性过滤。 例如,在栅栏或植物上以及在运动画面中,TXAA 已经开始接近、有时甚至超过了其它高端专业抗锯齿算法的画质。TXAA 由于采用更高画质的过滤,因而与传统 MSAA 较低画质的过滤相比,图像更加柔和。

TXAA 将 MSAA 的强大能力与类似 CG 电影中复杂的解算过滤器相结合,因而生成的图像远比其它技术更加光滑。根据特定游戏中所实施的不同着色类型,TXAA 对性能的影响也略有不同。与 FXAA 等牺牲画质以换取超级高性能的方法相比,TXAA 则是以牺牲性能来换取超级高画质。 对于那些寻求超级高画质抗锯齿效果和超级高效性能的玩家来说,TXAA 是一个更好的选项。它

可以让「刺客信条 3 (Assassin's Creed III)」和「使命召唤: 黑色行动 2 (Call of Duty: Black Ops 2)」等游戏的视觉效果无比出色。

注: 只有 NVIDIA Kepler GPU 才支持 TXAA ,而且玩家需要使用 GTX 600 系列或更高型号的显卡才能在游戏图形选项中启用这一特性。 如果你的系统未达到启用 TXAA 所需的要求,那么该选项会处于隐藏状态。 在静态屏幕截图中无法正确观察到 TXAA 的效果,只有在运动场景中才能观察到。

目前,TXAA 有两种模式:TXAA 2X和TXAA 4X。TXAA 2X可提供堪比8X MSAA 的视觉保真度,然而所需性能却与2XMSAA 相类似;TXAA 4X的图像保真度胜过8XMSAA ,所需性能仅仅与4X MSAA相当。

6、CSAA--CoverageSampling Anti-Aliasing

中文名叫“覆盖采样抗锯齿”是nVidia G80系列出现时一并出现的抗锯齿技术。它的原理是将边缘多边形里需要采样的子像素坐标覆盖掉,抒原像素坐标强制安置在硬件和驱动程序预告算好的坐标中。这就好比采样标准统一的MSAA ,能够最高效率地执行边缘采样,提升非常明显,同时资源占用也比较低。

但是由于CSAA 是早前NVIDIA 主导的一种技术,论画质不如TXAA ,论性能不如FXAA ,而且只有NVIDIA 支持,兼容性也是个问题。所以Maxwell 架构上NVIDIA 已经悄悄移除了CSAA 支持,虽然很多人可能都不记得它了。


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