Wikipedia (en) https://en.wikipedia.org/wiki/Anti-aliasing
Anti-aliasing: jak funguje, díl I. (cz) https://www.cnews.cz/anti-aliasing-jak- ... l-i-alias/
Anti-aliasing, díl II: Bojujeme proti aliasu (cz) https://www.cnews.cz/anti-aliasing-dil- ... ti-aliasu/
How Anti-Aliasing Smooths Out Your Games, and Which Type to Use (en) https://lifehacker.com/how-anti-aliasin ... 1640944916
Anti-Aliasing Analysis (en)
Part 1: https://www.tomshardware.com/reviews/an ... ,2868.html
Part 2: https://www.tomshardware.com/reviews/an ... ,3065.html
O co jde:
Full-Scene AntiAliasing je označení pro druh algoritmů, jejichž hlavnim ukolem je potlačit ci zrusit prvky Aliasu na celé scéně. Hned podle nazvu "Full-Scene", vas napadne že musí existovat i jiné typy AntiAliasingu. Proč se vubec AntiAliasing začal používat? Co je to Aliasing?
Grafika se skládá z pixelu tedy nedělitelných subjektů.A tady začíná náš problém nelze zobrazit objekt menší než pixel , a nelze tedy zobrazit plynulý přechod , tomuto jde předejít jen zvyšováním rozlišení ale v tomto případě dojde k snížení výkonu a defekty jsou posunuty do vyšších frekvencích , a normální monitory pro konečné uživatele nejsou schopny tyto rozlišení vůbec zobrazit.Takze zobrazovani celých pixelu zbusobuje Alias (přechody díky nedělitelnému minimu-pixely).Jsou i jiné druhy Aliasu , třeba defekt rotujícího kola , který díky malé snímkové rychlosti vypadá jako kdyby se kolo točilo na opačnou stranu ale k tomuto slouží Temporal AntiAliasing (Motion Blur).
Aliasu se projevuje jako zubaté hrany (Jaggies), mizení či problikávání pixelů (Subpixel Flickering) zpusobené díky tomu , že objekt je menši než jeden pixel , pak části polygonů, které se ztenčují a stávají se užšími než jeden pixel se při pohybu objevují a mizí, takže vypadají, jako by z polygonu "vyskakovaly" (Pixel Popping) , dále se to projevuje zkreslením textur to je způsobené tím , že rozlišení textury je obvykle vyšší, než rozlišení, na které je textura ve výsledku promítnuta, tím dochází ke snižení ostrosti textur. K potlačení všech těchto jevů slouží právě Full-Scene AntiAliasing.
FSAA muzeme rozdelit do dvou kategorii a to SS (SuperSampling) a MS (MultiSampling) , jsou 4 zakladni kriteria podle kterých můžeme rozdělit FSAA na typ buďto SS či MS. Nejcastejsi kriterium je 1)SS zpracovává celou scénu, MS jen části, konkrétně okraje podle jednoduchého testu polohy subpixelů na polygonu. , jsou ještě další kriteria , která se navzájem prolínají a proto je někdy těžké zařadit daný FSAA do kategorií.V dnešní době se používají metody , které pracují jen na hranácho objektu , to jest v místě kde se projevuje Jaggies , používání tohotu druhu FSAA je v dnešní době rozšířené kvůli rychlosti , konkrétně modely R9500 , či GF3 a výš použivají tento typ FSAA.Problém tohoto FSAA , který pracuje jen na okrajích je ten , že neřeší problém kvality textur (viz výše) , proto se používá Anizotropním Filtrováním , kde výrobci říkají , že kvalita je mnohem lepši i když skutečnost je jiná.
Zde máte idelání stav
a zde jak to ve skutečnosti vypadá
toto je známy Jaggies
Podle rozložení simplů se da rozdělit FSAA na pevně dané (Ordered Sampling) a nahodně rozmístěné (Non Ordered Sampling).Ordered Sampling se dále rozděluje na Ordered Grid AA (používá nVidia, Matrox Parhelia, PowerVR , Kyro ) a na Rotated Grid AA (3DFX).Non Ordered Sampling se dále rozděluje na Semi-Jittered AA (ATi Radeon >8500) a Stochastic AA (3DFX rampage).
NVIDIA
Ordered Grid AA společnost NV začala používat FSAA na kartách RIVA TNT/TNT2 i GeForce 256/2 , protože tento FSAA je řešen na těchto kartách softwarově nelze od něj čekat zázraky. Použitý je zde Ordered-Grid SuperSampling (OverSampling) , jedná se o rendering ve vyšším rozlišení , který je převzorkován na požadované rozlišení.Tento režim nemá velkou učinnost a propad fps je pod hranici hratelnosti , nešlo jej v praxi použít.Puvodní režimy byli 2x2 a 1.5x1.5 , dnes se už používá standartní 2x a 4x.
toto je režim OGSS4x
a výsledek při použití tohoto režimu vypadá takto
od GF3 je plně hardwarová podpora a to pomocí HRAA neboli High resolution AntiAliasing což je prakticky Ordered-Grid MultiSampling , který způsobí , že fps neklesnou pod hranici hratelnosti , GF3 mají režim Quincunx o co jde? Podle Nv by mněl být schopen režim 2x kvality jako 4x , v podstatě je to FSAA 2x akorát do výpočtu barvy jsou zahrnuty i 3 vzorky z nejbližších pixelů , ve výsledku dochází ke snížení ostrosti obrazu, protože barevná interpolace mezi pixely je ve své podstatě bluring.
Vlevo Quincunx , Vpravo Quincunx(nová verze)
a zde je upravený FSAA 4x - do výpočtů jsou zahrnuty údaje z pěti vzorků tří sousedních pixelů. Centrální vzorek je do průměru započten 4x, rohové vzorky 1x a ostatní 2x
Na na GF4Ti a GF-FX jsou použity nové režimy , jde o jakousi směs MS a SS. Celá scéna je vyrenderována ve vysokém rozlišení (SS) a na hrany polygonů je použit MS.Režimy se skládají u 4x (2xSS , 2xMS) , 6x (2xSS , 4xMS) , 8x(4xSS , 4xMS).
ATI
u ATI je mnohem složitejší situace než u NV , snad první byl Edge AA a to na kartě Rage , problém je zjistit , jak tento FSAA u dané karty vlastně funguje ATI k němu nezveřejnila žádně nfo .
R7xxx a FSAA
o tomto algoritmu se mi nepodařilo prakticky nic sehnat , režimy 2x a 4x , quality/performance.Algoritmus tohoto FSAA je lepši a rychlejší než OGSS u NV i když se objevují chyby u kvality textur kde pči použiti Quality nedojde ke změně zatímco u performance dojde ke zlepšení.
r8500-r9200
od verze 8500 se vydala firma ATI cestou Semi-Jittered SuperSampling čili SmoothVision 1.0 , na jakém principu funguje?no v podstatě na pravidelně rozložené vzorky, jejichž část má pozici změněnou podle náhodně vygenerované předlohy , ATI se chlubila kvalitou oproti NV , ale daný FSAA má také svojí mouchu a to takovou , že náhodná pozice samplů , vzorků dokáže zvýšit kvalitu FSAA , ale při malém počtu vzorků může docházet k nepříjemným defektům.ATI řešila daný problém tak , že například při modu 4x byl generován jen jeden náhodný vzorek ze 4.Ovladače umožnují 2x , 3x , 4x , 5x , 6x FSAA v kombinaci quality a performance.Zde máte zobrazeny různé mody
QUALITY
Z leva 2x , 3x , 4x , 5x , 6x
Performance
Z leva 2x , 3x , 4x , 5x , 6x
Jak sami vidíte tyto režimy mají své mouchy a jaké je patrné , že například u režimu 2x je vykreslen každy druhý řádek.U režimu 4x je špatně vykreslen každy druhý sloupec dochazi tak k neostrosti obrazu.
např u FSAA 2x docházi díky nevykreslení každého druhého řádku k tomuto defektu
takže obraz je dokonce horší s použitím FSAA než kdyby bežel bez něj.Od ovladačů 4.2 dochazí k mírnému zlepšení kvality textur
r9500 a výš aneb SM2.x
Při příchodu modelů r9500 , r9700 ATi začala propagovat rychlost a účinnost nového FSAA a to MultiSamplingu , ale vůbec se nechlubila použitým algoritmem. Z toho je patrné , že přestala používat vlastní algoritmus SmoothVision 1.0 tedy Semi-Jittered Sampling. Ale vypadá to (z mnohých názorů), že ATi používá RGAA tedy Rotated-Grid MultiSampling (tedy totéž, jako 3Dfx na Rampage). Což vysvětluje důvod, proč se ATi nevychloubá tímto algoritmem (proč se chlubit "cizím peřím" že ? , navíc když vezmetu v uváhu , že rampage je karta z roku 2001 , a RGAA byla už použita na VSA100 tedy kolem roku 2000).Taktéž režimy tomu odpovídají ,jsou 2x, 4x a 6x bez možnosti volby kvality. Rozložení vzorků najdete u 3Dfx.
3DFX
Rotated-Grid SuperSampling
Společnost 3DFX získala tento druh FSAA od firmy Quantum3d , která ho používala na svých grafických systémech. Systém vyrenderoval požadovaný počet snímků (které byly renderovány z několika nepatrně odlišných pozic) daných pozicí vzorků a ty pak byly prolnuty tzv. Rotated-Grid FSAA Compositorem , Kompozitor nahradila T-Bufferem.Dodnes se vedou pře zda se jedná o SS či MS.Tento druh FSAA vyšel na čipu VSA100 (Voodoo 5 5500 , Voodoo 5 6000 , Voodoo 4 4500) , jelikož systém ja založen na vícenásobném renderingu celého obrazu , drasticky se snižuje výkon (při režimu 4x až o 25%) Jelikož jsou vzorky rozmístěny pravidelně, vede použití RGSS k vyšší kvalitě textur a díky vzájemné pozici vzorků , pak vede k vysoké účinnosti v potlačení Subpixel Flickeringu a Pixel Poppingu.
Rozloženi vzorků a výsledek
Rotated-Grid MultirSampling
3Dfx si byla vědomá nedostatku v podobě drastického propadu výkonu a při vývoji Rampage , byl implementován optimalizovaný algoritmus nazývaný Rotated-Grid MultiSampling, princip je podobný jako RGSS. Největším rozdílem u tohoto FSAA je tedy rychlost a fakt, že nejsou afektovány textury. Moc info o tomto algoritmu není , pokud bych vycházel z dostupných zdrojů, tak lze předpokládat, že AA kvalita by byla stejná jako RGSS, ovšem RGMS byl výrazně rychlejší, a propad FPS byl nízký na urovni dnešních DX9 kompatibilních karet. Na jednu stranu nový M-Buffer, který měl být zárukou rychlého zpracování, na druhou stranu absence Z-komprese, takže si závěr radši udělejte sami. Na textury byl použit kvalitní Anizotropní filtr.
Stochastic MultiSampling
Non-Ordered (Stochastic) Sampling, neboli náhodné rozmístění vzorků. Je to algoritmus částečně podobný ATi SmoothVision. Základní principy jsou stejné jako u RGMS, ale jednotlivé vzorky jsou umístěny nepravidelně. To má za následek převedení Aliasu na šum, který lidské oko nezachytí. Výsledkem je vyšší účinnosti AA za použití menšího množství vzorků , tedy dosahujem vyšších výkonů.
Matrox
Ordered-Grid SuperSampling
Jak víte tak první Matrox karta s HW podporou FSAA byla Parhelia , uvedla tedy FSAA na své karty dlouho po uvedení FSAA od jiných firem.Tatéž technologie byla použita v SW formě na kartě Rivach a GF1 a 2.Tedy byl velký propad výkonu.
Fragment AntiAliasing
OGSS je pouze doplňkem Fragment AA , podstatou FAA je OGSS akorat v mode 4x4 tedy 16x! ten je , ale určen jen na určité partie obrazu kde je ho nejvíce zapotrřebí , čímž nedochazi k drastickému propadu výkonu jak u SS. Největší slabinou je algoritmus, který určuje na které části scény bude AA použit. Občas totiž vynechá důležité hrany. Hry, které používají StencillBuffer, není možné hrát s FAA , je místo něj použit OGSS 4x. FAA je velmi zajímavý algoritmus a pokud to dotáhne matrox do detailu těšme se na vynikající FSAA.
XGI
Ordered-Grid SuperSampling
XGI je nejmladší společností na trhu , která chce dobít trh s grafikami. Zaměříme se na sérii V5/V8 (Ultra/Duo) , o tomto algoritmu jste se dočetly dost , takže bych dodal jen prohlášeni no-x , které to přesně vystihuje
no-x píše: Nikdy by mě nenapadlo, že společnost, která se chce stát během několika let grafickým leaderem (ještě k tomu v době, kdy je váha kladena na algoritmy jako FSAA a AF) přijde s takovým algoritmem: Který režim FSAA je nejpomalejší? SuperSampling. XGI ho používá. Jaké rozložení vzorků je nejméně výhodné z hlediska účinnosti? Uspořádané (OG). XGI ho používá. Jak je možné pomocí AntiAliasingu dosáhnout zhoršení obrazu pod původní kvalitu? Sdílením vzorků pro sousední pixely. XGI FSAA je sdílí.
Vlevo OGSS 4x , napravo volari OGSS 4x
).
(kdyby se aspoň nejednalo o přesný vzorek, ale bylo to aspoň rozmístěno jako šum, tak by to vypadalo dobře)
