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¿Cuáles son las diferencias entre los diferentes anti-aliasing / multisampling configuración? tarjetas-graficas

Estoy afinando la configuración en DiRT 2 y me presentan con estas opciones (en orden) para multisampling:

  • 2x MSAA
  • 4x MSAA
  • 8x MSAA
  • 8x CSAA
  • 16x CSAA
  • 8x QCSAA

Mediante el panel de Control de nVidia me presentan con

  • 2x
  • 4x
  • 8x CSAA
  • 8x
  • 16x CSAA
  • 16xQ CSAA
  • 32x CSAA

Supongo que aquellos sin texto en el panel de nVidia son probablemente MSAA.

El ingenuo supongo que sería más grande números son visualmente mejor. Pero, a continuación, MSAA, CSAA y QCSAA entran en juego (es de suponer que los diferentes métodos de realización de AA) y confundir por no estar en el orden correcto.

Por ejemplo, es de 8x / 8x MSAA "mejores" que las de 8x CSAA de alguna manera? De lo contrario, ¿por qué sería más abajo en la lista en el panel de nVidia? Y es 8x QCSAA "mejor" que 16xCSAA como por el orden en el DiRT2?

En términos de calidad de imagen, rendimiento y cualquier otras peculiaridades, ¿cuáles son las diferencias entre los distintos tipos de AA?
No estoy preguntando acerca de la algorítmica/implimentation diferencias; que es probablemente el tema de todos modos.

Respuestas

NVIDIA ha creado otro algoritmo, FXAA (Rápido Aproximado de Anti-Aliasing). A diferencia de los utilizados actualmente MSAA, CSAA y sus variaciones, se trabaja en un nivel de píxel, nunca tocando la geometría. Encuentra los bordes y suaviza. Es más rápido que el resto. Como FSAA, no tiene problemas con los canales alfa, shaders, etc. Sin embargo, los resultados son más borrosas.

Veo dos usos para FXAA: en primer lugar, si usted desea AA, pero la pena de MSAA/CSAA es demasiado alto para su hardware; en segundo lugar, si un juego depende en gran medida de alfa y shaders y el hardware no es piadoso suficiente para FSAA.

Alias, 4xMSAA, FXAA:

FXAA Comparison

Esta es una gran pregunta porque, aparte de "es AA encendido o apagado?" Yo no había considerado las implicaciones de rendimiento de todos los diversos modos de antialiasing.

Hay una buena descripción básica de los tres "principales" AA modos en Tantos AA Técnicas, Tan Poco Tiempo, pero casi todos los AA en estos días es MSAA o algún enrevesado versión optimizada de:

  1. Super-Sampled Anti-Aliasing (SSAA). El más viejo truco en el libro I de la lista como universal porque se puede usar casi en cualquier lugar: adelante o en diferido, de representación, es también anti-alias alfa recortes, y se le da mejor textura de muestreo a alta anisotropía. Básicamente, se procesa la imagen en una resolución más alta y la baja de la muestra con un filtro cuando se hace. Los bordes afilados ser una anti-alias como son de tamaño. Por supuesto, hay una razón por qué la gente no usa SSAA: cuesta una fortuna. Sea cual sea su tasa de llenado de la factura, es de 4x para un mínimo de SSAA.

  2. Multi-Sampled Anti-Aliasing (MSAA). Esto es lo que suelen tener en el hardware de un moderno graphics card . El graphics card representa a una superficie que es más grande que la imagen final, pero en la sombra cada "cluster" de las muestras (que va a terminar en un solo pixel en la pantalla final) el pixel shader sólo se ejecuta una vez. Nos ahorramos un montón de tasa de relleno, pero que todavía quema ancho de banda de memoria. Esta técnica no anti-alias de cualesquiera efectos que salían de los shader, debido a que el sombreado se ejecuta en 1x, por lo que alfa cortes irregulares. Esta es la manera más común para ejecutar un juego de representación. MSAA no funciona aplazado representador porque la iluminación se toman las decisiones después de la MSAA es "resuelto" (disminución de tamaño) a su final el tamaño de la imagen.

  3. La cobertura de la Muestra de Anti-Aliasing (CSAA). Una mayor optimización en MSAA de NVidia [ed: ATI tiene un equivalente]. Además de la ejecución de la sombreado en 1x y el framebuffer a 4x, la GPU de la trama se ejecuta a 16x. Así, mientras que el búfer de profundidad produce una mejor anti-aliasing, las sombras intermedias de la mezcla producida son incluso mejores.

Este artículo de Anandtech tiene una buena comparación de AA modos en relativamente reciente de las tarjetas de vídeo que muestran el costo de rendimiento de cada modo para ATI y NVIDIA (esto es en 1920x1200):

                       ---MSAA---   --AMSAA---    ---SSAA---
                 none  2x  4x  8x   2x  4x  8x    2x  4x  8x
                 ----  ----------   ----------    ----------
ATI 5870           53  45  43  34   44  41  37    38  28  16
NVIDIA GTX 280     35  30  27  22   29  28  25

Así que, básicamente, se puede esperar un rendimiento de la pérdida de..

  • no AA → 2x AA

    ~15% más lento

  • no AA → 4x AA

    ~25% más lento

De hecho hay una visible diferencia de calidad entre cero, 2x, 4x y 8x de suavizado de líneas. Y el ajustado MSAA variantes, también conocido como "adaptación" o "cobertura de la muestra" ofrecer la mejor calidad y a más o menos el mismo nivel de rendimiento. Adicionales de muestras por píxel = mayor calidad anti-aliasing.

Graphic comparing AA and MSAA sampling of a pixel

La comparación de los diferentes modos en cada tarjeta, en donde el "modo" es el número de muestras utilizadas para generar cada píxel.

Mode   NVIDIA   AMD
--------------------
2+0    2x       2x
2+2    N/A      2xEQ
4+0    4x       4x
4+4    8x       4xEQ
4+12   16x      N/A
8+0    8xQ      8x
8+8    16xQ     8xEQ
8+24   32x      N/A

En mi opinión, más allá de 8x de AA, tendría que tener los ojos de un águila en crack para ver la diferencia. Definitivamente hay alguna ventaja de tener "barato" de 2x y 4x AA modos que puede razonablemente aproximado 8x sin el impacto en el rendimiento, sin embargo. Ese es el punto dulce para un rendimiento y una calidad visual incremento que se nota.

Si usted podar a través de este artículo usted probablemente será capaz de recopilar la mayor parte de la información que se busca, pero voy a tratar de resumir los correspondientes bits.

En primer lugar, usted debe entender que el MSAA es un tipo de Supermuestreo anti-aliasing (SSAA). SSAA, también conocido como FSAA, elimina las "exigencias" de una imagen mediante el procesamiento de la imagen en mayor resolución:

Completa la escena anti-aliasing por supermuestreo por lo general significa que cada marco se representa al doble (2x) o cuádruple (4x) en la pantalla resolución, y luego hacia abajo-muestreados para que coincida con la resolución de la pantalla. Así un 2x FSAA haría 4 supersampled píxeles para cada uno de los pixeles de cada fotograma. Mientras que la representación en las resoluciones más altas se producirán mejores los resultados, más procesador se necesita energía, que puede degradar el rendimiento y la velocidad de fotogramas.

MSAA es una forma más eficiente de FSAA, pero el multiplicador todavía tiene el mismo significado, aproximadamente. Esto significa que (como usted probablemente sabe, que un mayor multiplicador da mejores resultados, pero exige más potencia de procesamiento.

CSAA es aún más eficiente forma de SSAA, que utiliza algunos de los más avanzados en 3D magic (acabo de leer el papel, si usted realmente debe saber) para entregar los mejores resultados:

En resumen, CSAA produce suavizados imágenes que rivalizan con la calidad de 8x o 16x MSAA, mientras que la introducción de sólo un mínimo impacto en el rendimiento de más de estándar (normalmente 4x) MSAA.

En esencia, si usted equiparar su multiplicadores, MSAA producirá mejores resultados que CSAA (aunque se supone que los resultados no van a ser significativamente mejor), pero la demanda significativamente más en el poder de procesamiento del departamento.

QCSAA es simplemente CSAA con el doble de puntos de muestreo utilizado para realizar el anti-aliasing, por lo que obviamente QCSAA es mejor que CSAA.

De Wikipedia, la Supermuestreo artículo proporciona una gran imagen que muestra por qué más muestras de significar una mejor precisión:

Multiple samples

Todo esto dicho, el orden en el que DiRT2 una lista de las opciones de suavizado parece desconcertante, por decir lo menos. Ya que dudo que usted pueda notar la diferencia una vez que el multiplicador de éxitos 8x y hacia arriba, me pegan a CSAA/QCSAA para la ganancia de rendimiento.

Por último, aquí es una buena comparación de tiro de las diversas técnicas en una simple imagen (desde el artículo en el primer enlace):

Anti-aliasing results