Pokud jste se někdy podívali na nastavení grafiky ve videohrách, pravděpodobně jste si všimli nastavení vyhlazování. A pokud jsou ostatní nastavení, jako je vzdálenost vykreslování nebo kvalita stínů, zcela intuitivní, možná máte potíže pochopit, co je to anti-aliasing.
Pokud jste fanoušky počítačových her, pravděpodobně jste se někdy museli vypořádat s grafickým procesorem, který nebyl pro vaše oblíbené hry dostatečně výkonný. Možná jste si mysleli, že vaše nová hra bude mít rozmáchlou velkolepost a působivé detaily. Místo toho vypadá jako 8bitový Super Mario Bros.
Tyto kostičkované, pixelové okraje, které vidíte v počítačových hrách, se obvykle nazývají „jaggies“. Ve většině případů se jich můžete zbavit zvýšením rozlišení obrazovky. To však není možné pro všechny hráče. Pokud máte starý grafický procesor nebo pokud váš grafický procesor není určen pro hraní her, nebudete schopni dosáhnout vyššího rozlišení bez vážného zpomalení hry.
V tomto článku vám vysvětlíme, co znamená vyhlazování.
Proč potřebujeme ve hrách vyhlazování
Struktura obrazovky monitoru je matice čtvercových pixelů. Je snadné uhodnout, že v tomto případě budou dokonale správně vykresleny pouze vodorovné a svislé čáry. Jakmile se počítač pokusí nakreslit šikmou čáru, objeví se zubatost pixelů.
Tento problém lze vyřešit pořízením monitoru s vyšším rozlišením. Pokud nemáte moderní grafický procesor, budete jej muset s největší pravděpodobností také upgradovat. Tato možnost však nebude vyhovovat každému.
Z tohoto důvodu vývojáři do svých her přidávají technologii vyhlazování. Ta byla vynalezena již v roce 1972, ale v herním průmyslu se začala prosazovat až o několik desetiletí později. Anti-aliasing spočívá v tom, že se sousední pixely zbarví mezibarvou (nebo barevným gradientem). Roztřepený přechod se pak jeví méně ostrý, čímž dojde k anti-aliasingu hranice.
Anti-aliasing se používá nejen ve hrách, ale také v programových rozhraních a dokonce i v operačních systémech. Kromě obrázků zpracovává tento algoritmus také text, takže malé písmo je lépe čitelné.
Vyhlazování lze dosáhnout různými způsoby. Níže jsou uvedeny hlavní a oblíbené algoritmy vyhlazování, ale ve hrách lze nalézt i jiné typy.
Vyrovnávání s převzorkováním (SSAA)
SSAA je nejjednodušší, ale zároveň nejúčinnější typ vyhlazování, který ve hrách poskytuje nejkrásnější obraz. Bohužel však výrazně snižuje výkon. Grafický procesor prakticky několikanásobně zvyšuje rozlišení obrazovky. Po vykreslení snímku se obraz zkomprimuje zpět na původní velikost, přičemž se zprůměrují barvy virtuálních pixelů na odpovídající reálné pixely. Pokud je rozlišení obrazovky Full HD (1920×1080) a anti-aliasing pracuje v režimu 4x, snímek se vykreslí v rozlišení 4K (3840×2160).
Bohužel ne všechny videohry mají tento typ vyhlazování. Algoritmus SSAA se nejlépe hodí pro nemoderní hry, kde bude spotřeba prostředků při tomto vyhlazování kompenzována vysokým výkonem hry.
Někdy však můžete v nastavení najít SSAA 0,5x. Při jeho použití se rozlišení obrazu sníží téměř na polovinu a při zobrazení na obrazovce se roztáhne zpět. Kvalita obrazu v tomto případě klesá, ale herní výkon se naopak zvyšuje.
Vícevzorkové vyhlazování (MSAA)
V praxi není nutné vyhlazování aplikovat na celý snímek. Je vhodné tam, kde jsou šikmé linie, kontrastní hranice polygonů nebo malé objekty ve vzdálenosti. Proto byla na prostředky náročná SSAA nahrazena lehčí MSAA.
Tento typ vyhlazování funguje podle podobného algoritmu: zvýší virtuální rozlišení určité části snímku, vykreslí ji a poté sníží rozlišení na původní.
Tento typ vyhlazování je však neúčinný ve hrách, kde je třeba vykreslit mnoho malých objektů: trávu, listí nebo vlasy – všechny ty věci, které se vývojáři tak horečně snaží detailně zpracovat. V takových případech se tento typ anti-aliasingu stává totožným se svým předchůdcem, a tedy stejně náročným na zdroje.
Rychlé přibližné vyhlazování (FXAA)
Podstatou tohoto algoritmu je zprůměrování barev sousedních skutečných (nikoli virtuálních) pixelů. FXAA je velmi neostrý, ale vyžaduje minimální prostředky. Není to nejlepší možnost, ale patří k nejoblíbenějším.
Při jeho použití je třeba si uvědomit, že všechny ostré prvky nebo kontrastní okraje jsou rozmazány, což v některých případech způsobuje, že obrázek není příliš příjemný pro oko. Musíte si tedy vybrat mezi rozmazaným obrázkem a zubatou linií pixelů.
Morfologický antialiasing (MLAA)
Tento typ vyhlazování je podobný FXAA společnosti Intel. Algoritmus pracuje až po finálním vykreslení snímku, takže může být prováděn nikoli na GPU, ale na CPU. Tím se výrazně snižuje zatížení grafického procesoru.
Hráči počítačových her je milují, protože umožňují vyostřit grafiku s relativně malým výpočetním výkonem. Výhrada samozřejmě spočívá v tom, že grafika může vypadat trochu rozmazaněji. Mnoho hráčů však zjistí, že trocha rozmazání za ostřejší obraz stojí.
Subpixelový morfologický anti-aliasing (SMAA)
Jedná se o vyhlazování založené na FXAA a MLAA. Jedná se o vylepšenou verzi MLAA, která však neběží na CPU, ale na GPU, což znamená, že spotřebovává jeho prostředky.
Bohužel, stejně jako jeho dva předchůdci, i tento typ vyhlazování ve hrách rozmazává obraz, takže některé jednotlivé malé objekty (například částečky nečistot nebo škrábance) jsou rozmazané.
Časové vyhlazování (TXAA/TAA)
Tento typ antialiasingu vyvinutý společností Nvidia nejen eliminuje chvění pixelů, ale také odstraňuje zbytečné chvění objektů.
Toto vyhlazování funguje skvěle, pokud je obraz statický nebo téměř statický. Jakmile se scéna stane dynamickou, algoritmus začne spotřebovávat velké množství prostředků. Navíc se mohou začít objevovat artefakty způsobené zbytkovými snímky minulých snímků.
Dynamické super rozlišení (DSR)
Vyhlazování je také zajištěno přímo společností Nvidia. Algoritmus je podobný algoritmu SSAA. Rozdíl je v tom, že DSR jednoduše spouští hru ve vyšším rozlišení obrazovky. Pak stejně jako SSAA vykreslí snímek a poté obraz sníží na původní rozlišení.
Výhody: na monitoru s rozlišením Full HD budete moci pořizovat například snímky v rozlišení 4K. Pokud však hra není plně optimalizována pro tento typ vyhlazování, může se snížit citlivost herního rozhraní a myši, protože v podstatě hrajete ve vyšším rozlišení, než je rozlišení vašeho monitoru.
Vyhlazování vzorkováním pokrytí nebo vyhlazování pomocí vlastního filtru (CSAA/CFAA)
Vylepšená verze MSAA. Poskytuje stejnou kvalitu obrazu jako MSAA x 8, ale spotřebovává stejné prostředky jako MSAA x 4. Téměř nedochází k rozmazání.
Algoritmus je vylepšen tím, že bere v úvahu také údaje o sousedních pixelech. To umožňuje přesnější vyhlazování bez ovlivnění malých objektů, které by neměly být rozmazány.
Jaké vyhlazování zvolit ve hře
Pokud vlastníte výkonný herní počítač a v nastavení grafiky vidíte vyhlazování SSAA, neváhejte jej zvolit. Pokud jste však přecenili sílu svého počítače a takové řešení vážně ovlivňuje snímkovou frekvenci, zkuste najít SMAA nebo TXAA (TAA).
Pokud je váš počítač finančně náročnější, vždy máte možnost použít FXAA, MLAA nebo MSAA.
