Jos olet joskus katsonut videopelien grafiikka-asetuksia, olet luultavasti huomannut tasoituksenestoasetuksen. Ja jos muut asetukset, kuten renderointietäisyys tai varjonlaatu, ovat varsin intuitiivisia, sinulla voi olla vaikeuksia ymmärtää, mitä anti-aliasing on.
Jos olet tietokonepelien ystävä, olet luultavasti jossain vaiheessa joutunut kärsimään siitä, että näytönohjain ei ole tarpeeksi tehokas suosikkipelejäsi varten. Ehkä ajattelit, että uudessa pelissäsi olisi valtavaa mahtavuutta ja vaikuttavia yksityiskohtia. Sen sijaan se näyttää 8-bittiseltä Super Mario Bros.
PC-peleissä esiintyviä pikselimäisiä reunoja kutsutaan yleensä nimellä ”jaggies”. Useimmissa tapauksissa niistä pääsee eroon lisäämällä näytön tarkkuutta. Tämä ei kuitenkaan ole mahdollista kaikille pelaajille. Jos sinulla on vanha näytönohjain tai jos näytönohjainta ei ole suunniteltu pelaamiseen, et pysty saavuttamaan suurempia resoluutioita ilman vakavia hidastuksia pelissä.
Tässä artikkelissa selitämme sinulle, mitä anti-aliasing tarkoittaa.
Miksi tarvitsemme anti-aliasingia peleissä
Näytön rakenne on neliönmuotoisten pikselien matriisi. On helppo arvata, että tässä tapauksessa vain vaaka- ja pystysuorat viivat piirtyvät täysin oikein. Heti kun tietokone yrittää piirtää vinoja viivoja, pikseleihin ilmestyy rosoisuutta.
Tämä ongelma voidaan ratkaista hankkimalla näyttö, jonka resoluutio on suurempi. Jos sinulla ei ole nykyaikaista näytönohjainta, sinun on todennäköisesti päivitettävä myös se. Tämä vaihtoehto ei kuitenkaan sovi kaikille.
Tästä syystä kehittäjät lisäävät peleihinsä tasoitusta vähentävää tekniikkaa. Se keksittiin jo vuonna 1972, mutta se alkoi yleistyä peliteollisuudessa vasta muutamaa vuosikymmentä myöhemmin. Antialiasing tarkoittaa sitä, että viereiset pikselit maalataan välivärillä (tai värigradientilla). Tällöin rosoinen siirtymä näkyy vähemmän terävänä, jolloin rajaus anti-aliasing poistuu.
Anti-aliasingia käytetään pelien lisäksi myös ohjelmien käyttöliittymissä ja jopa käyttöjärjestelmissä. Kuvien lisäksi algoritmi käsittelee myös tekstiä, jolloin pienet fontit ovat luettavampia.
Tasoitusta voidaan toteuttaa eri tavoin. Tärkeimmät ja suosituimmat anti-aliasing-algoritmit on lueteltu alla, mutta peleissä esiintyy myös muita tyyppejä.
Supersampling anti-aliasointi (SSAA)
SSAA on yksinkertaisin mutta samalla tehokkain tasoituksenesto, joka antaa peleissä kauneimman kuvan. Valitettavasti se heikentää suorituskykyä huomattavasti. GPU kasvattaa näytön resoluution käytännössä moninkertaiseksi. Kun kuva on renderöity, kuva pakataan takaisin alkuperäiseen kokoonsa, jolloin virtuaalipikselien värit keskiarvoistetaan vastaaviin todellisiin pikseleihin. Jos näytön resoluutio on Full HD (1920×1080) ja tasoituksenesto toimii 4x-tilassa, kuva renderöidään 4K (3840×2160) -resoluutiolla.
Valitettavasti kaikissa videopeleissä ei ole tällaista tasoitusta. SSAA-algoritmi soveltuu parhaiten ei-moderneihin peleihin, joissa resurssien kulutus tämän tasoituksenpoiston avulla kompensoidaan pelin korkealla suorituskyvyllä.
Joskus asetuksista löytyy kuitenkin SSAA 0.5x. Sitä käytettäessä kuvan resoluutio lähes puolittuu, ja kun se näytetään näytöllä, se venyy takaisin. Kuvanlaatu heikkenee tässä tapauksessa, mutta pelin suorituskyky päinvastoin paranee.
Moninäytteenoton vaimennus (MSAA)
Käytännössä tasoitusta ei tarvitse soveltaa koko kehykseen. Se on tarkoituksenmukaista silloin, kun on vinoja viivoja, kontrastisia monikulmioiden rajoja tai kaukana olevia pieniä kohteita. Siksi resursseja vaativa SSAA korvattiin kevyemmällä MSAA:lla.
Tämäntyyppinen tasoituksenesto toimii samanlaisen algoritmin mukaan: se kasvattaa kehyksen tietyn osan virtuaalista resoluutiota, piirtää sen ja pienentää sitten resoluutiota alkuperäiseen.
Tämäntyyppinen anti-aliasing ei kuitenkaan ole tehokas peleissä, joissa on renderöitävä monia pieniä objekteja: ruohoa, lehtiä tai hiuksia – kaikkia niitä asioita, joita kehittäjät yrittävät niin kuumeisesti tarkentaa. Tällaisissa tapauksissa tämäntyyppisestä anti-aliasingista tulee identtinen edeltäjänsä kanssa, ja se on siksi yhtä resurssi-intensiivinen.
Nopea likimääräinen tasoituksenesto (FXAA)
Tämän algoritmin ideana on keskiarvoistaa viereisten todellisten (ei virtuaalisten) pikseleiden värit. FXAA on hyvin epätarkka, mutta vaatii vain vähän resursseja. Ei paras vaihtoehto, mutta yksi suosituimmista.
Kun käytät sitä, sinun on ymmärrettävä, että kaikki terävät elementit tai kontrastirajat sumentuvat, mikä joissakin tapauksissa tekee kuvasta silmää miellyttävän. Sinun on siis valittava epätarkan kuvan ja rosoisen pikseliviivan välillä.
Morfologinen tasonsäätö (MLAA)
Tämäntyyppinen tasoituksenesto on samanlainen kuin Intelin FXAA. Algoritmi toimii ruudun lopullisen renderöinnin jälkeen, joten sitä ei voida suorittaa näytönohjaimella vaan suorittimella. Tämä vähentää merkittävästi näytönohjaimen kuormitusta.
PC-pelaajat rakastavat niitä, koska niiden avulla voit terävöittää grafiikkaa suhteellisen pienellä prosessoriteholla. Varoituksena on tietysti se, että grafiikka saattaa näyttää hieman epätarkemmalta. Monien pelaajien mielestä pieni epätarkkuus on kuitenkin terävämmän kuvan arvoista.
Subpikselin morfologinen tasoituksenesto (SMAA)
Tämä on FXAA:han ja MLAA:han perustuva tasoituksenesto. Se on parannettu versio MLAA:sta, mutta se ei toimi suorittimella vaan näytönohjaimella, mikä tarkoittaa, että se kuluttaa sen resursseja.
Valitettavasti, kuten kaksi edeltäjäänsä, tämäntyyppinen tasonsäätö peleissä myös sumentaa kuvaa, joten jotkin yksittäiset pienet kohteet (kuten likahiukkaset tai naarmut) ovat epätarkkoja.
Ajallinen tasonsäätö (TXAA/TAA)
Tämä Nvidian kehittämä antialiasing-tyyppi ei ainoastaan poista pikselijitteriä, vaan poistaa myös tarpeettoman jitterin objekteista.
Tämä tasoituksenesto toimii hyvin, kun kuva on staattinen tai lähes staattinen. Kun kohtauksesta tulee dynaaminen, algoritmi alkaa kuluttaa paljon resursseja. Lisäksi aiempien ruutujen jäännöskuvien aiheuttamat artefaktit voivat alkaa näkyä.
Dynaaminen superresoluutio (DSR)
Nvidia on myös tehnyt tasoituksenpoiston suoraan. Algoritmi on samanlainen kuin SSAA:ssa. Erona on se, että DSR yksinkertaisesti ajaa peliä korkeammalla näytön resoluutiolla. Sitten se renderöi SSAA:n tapaan ruudun ja pienentää sitten kuvan alkuperäiseen resoluutioon.
Edut: voit tehdä 4K-kuvauksia esimerkiksi Full HD -näytöllä. Jos peliä ei kuitenkaan ole täysin optimoitu tämäntyyppistä tasoitusta varten, pelin käyttöliittymä ja hiiren herkkyys voivat heikentyä, koska pelaat periaatteessa näytön resoluutiota korkeammalla resoluutiolla.
Peittävä näytteenoton tasoituksenesto tai mukautetun suodattimen tasoituksenesto (CSAA/CFAA).
Parannettu versio MSAA:sta. Antaa saman kuvanlaadun kuin MSAA x 8, mutta kuluttaa samoja resursseja kuin MSAA x 4. Sumeutta ei esiinny juuri lainkaan.
Algoritmia parannetaan ottamalla huomioon myös tiedot naapuripikseleistä. Tämä mahdollistaa tarkemman häivytykseneston vaikuttamatta pieniin kohteisiin, joita ei pitäisi häivyttää.
Mikä anti-aliasing valita pelissä
Jos omistat tehokkaan pelitietokoneen ja näet grafiikka-asetuksissa SSAA-tasoitusta – älä epäröi valita sitä. Mutta jos yliarvioit tietokoneesi vahvuuden, ja tällainen ratkaisu vaikuttaa vakavasti ruutunopeuteen, yritä löytää SMAA tai TXAA (TAA).
Jos tietokoneesi on budjettiystävällisempi, voit aina käyttää FXAA:ta, MLAA:ta tai MSAA:ta.
