在玩3A游戏时,相信大家基本上都会在选项设置中去看看图像设置的各项目,除了贴图和光影质量外,“抗锯齿”也是选项最多的项目之一。那么什么是抗锯齿?我该选哪一个呢?
1、为啥要抗锯齿?
抗锯齿是一种用于消除锯齿或混叠的图形技术。而锯齿效应,是游戏引擎将平滑的 3D 形状渲染到以像素为基础的2D图形帧时产生的伪影。显示器上的像素是按网格排列的,像素是完全正方形的,因此当屏幕上出现对角线、曲线时,就会产生块状、阶梯状的效果,呈现出锯齿状,这在物体的外边缘最为明显。
从渲染模型到2D帧的理想状态
没有抗锯齿情况下,每个像素一个采样,锯齿现象就出现了
抗锯齿技术,就是通过更高分辨率采样或后期处理帧,来帮助消除这些伪影,检测边缘并弱化锯齿效应,从而使得玩家看到的游戏图像效果更为平滑,更接近原始建模和渲染的效果,消除“违和感”。
如上图可以看出,为啥高端硬件都在追求高分辨率的游戏性能。因为在分辨率较高的情况下,锯齿问题较少:同一游戏,4K图像的锯齿比 1080p 图像少,原因很简单,因为组成图像的像素密度较高,像素越多,圆形看起来就越圆。
2、抗锯齿该开还是关?
如果电脑有足够的处理能力,就一定要打开抗锯齿,显著减少图像噪点并提高画质。如果你的游戏难以保证流畅帧率,那么首先应该关闭抗锯齿,因为它占用显卡资源很高。
有些电子竞技游戏玩家喜欢关闭抗锯齿,以便通过突兀的锯齿更好的发现远处的对手玩家,这个就由你自己来决定要画质还是要胜利了!
抗锯齿有哪些类型?该怎么选?
从硬件要求最低到要求最高大致有这些主流的抗锯方式。
FXAA(快速近似抗锯齿)
FXAA 是一种 Nvidia发明的抗锯齿技术,以无需大量处理能力即可实现效果而闻名。FXAA 是一种后处理类型的抗锯齿技术,它利用渲染帧并使用算法来检测屏幕上需要平滑的部分。
FXAA 会检测可能出现锯齿的边缘,并用近似的色彩平滑边缘,从而使边缘更加平滑。
无AA和FXAA
总的来说,由于推出较早,FXAA 会造成大量的整体模糊和污点,以获得更平滑的边缘。如果锯齿真的困扰着你,而你又没有太强的硬件,那么 FXAA 可以帮你解决这个问题,但建议有条件使用更细致的抗锯齿技术。
TAA 或 TSAA(时间抗锯齿)
它利用时间来帮助平滑边缘。TAA 在缓冲区中查看之前渲染的帧来确定边缘,而不是仅仅分析单张图像的像素。然后,TAA 会对检测到的边缘应用类似的抗锯齿技术。
TAA与 FXAA 相比,TAA 对性能的影响更大。由于 TAA 本质上是一种近似值:它使用两幅图像来推断最终图像,因此也会造成大量模糊,在此过程中会丢失一些纹理细节。而且TAA 不能很好地处理运动。一旦场景中有物体移动,抖动像素的采样就无法使用,这就导致了 TAA 声名狼藉的重影效果。
TXAA(时间抗锯齿 Nvidia 风格)
Nvidia版的TAA。
MLAA(形态抗锯齿)
MLAA 是另一种后处理形式的抗锯齿。
MLAA 可以在图像中找到具有特定模式的边界。然后,算法会根据检测到的模式混合像素。生成的图像比 FXAA 稍好,但硬件计算成本较高,因为它使用CPU资源来计算。
MLAA 的主要缺点之一是不能很好地处理包含大量细线和物体的几何图形。它的设计目的是对物体的轮廓进行抗锯齿处理,而对于尖锐的几何特征,则会导致效果模糊。
SMAA(亚像素形态抗锯齿)
SMAA 是 MLAA 的改进版,是另一种后期处理类型的抗锯齿技术。SMAA 使用 GPU 而不是 MLAA 的 CPU。
SMAA 的工作方式与其他后期处理抗锯齿相同,都是检测边缘并进行过滤,以获得平滑的边缘。SMAA 采用更新的算法,能更好地检测边缘模式,并使用更多的 GPU 资源处理来获得结果。
SMAA 是一种非常好的平衡型抗锯齿技术,它在适度增加处理负载的同时,还能保持相对锐利和平滑的边缘。如果您的游戏中可以使用 SMAA,我建议先使用 SMAA,然后再从 SMAA 开始。
SSAA(超采样抗锯齿)
SSAA 是实时抗锯齿技术,也是最耗费资源的抗锯齿技术。SSAA 本质上是一种粗暴的抗锯齿方法,它能提供最好的图像质量,但会对性能造成巨大影响。SSAA 会以比正常分辨率更高的分辨率(如 4K)渲染一个场景,并在 1080p 屏幕上使用该渲染结果。由于 SSAA 的渲染分辨率更高,因此方形像素更小,生成的 1080p 图像更流畅、无锯齿。
4x SSAA:每个像素四色和深度采样
这就是选择 SSAA 时 x 倍增选项的含义,SSAA 2x 是正常分辨率的两倍,4x 是四倍,以此类推。基本上,你的电脑必须付出多倍的努力才能生成原始分辨率下的图像,一般来说,使用 SSAA 是不值得的,因为会影响性能。当然如果硬件性能超级过剩,那么它的效果是最好的。
MSAA(多重采样抗锯齿)
MSAA 采用与 SSAA 相同的高分辨率技术,但只对物体边缘而非整个屏幕进行超级采样。虽然这使得 MSAA 的资源消耗低于 SSAA,但却使任何纹理和内部对象都可能出现锯齿。MSAA 仍在边缘进行超级采样,因此仍相当耗费资源。
4x MSAA:一个颜色样本和四个深度像素
TXAA
结合了 MSAA 和 TAA,仅在 Nvidia 显卡上使用。TXAA 2x 具有 2x MSAA效果。
TSSAA
结合 TAA 和 SSAA,使用时间法检测锯齿,并使用超级采样消除锯齿。
SMAA S2X SMAA S2X
SMAA 和 MSAA 2x的结合。
SMAA T2X SMAA T2X
SMAA 和 TAA 2x的结合。就画质和性能比而言,SMAA T2X 可能是目前性价比最高的。
SMAA 4x SMAA 4x
SMAA MSAA 2x TAA 2x的结合。
DLAA(深度学习AA)
DLAA 原理上只是 TAA,但它解决了运动问题。人工智能模型输入由游戏引擎渲染的低分辨率别离图像以及来自同一低分辨率场景的运动矢量,对其进行训练。在此过程中,人工智能模型会将低分辨率图像与 16K 参考图像进行比较。
利用人工智能模型和RTX显卡上的张量内核计算,可以跟踪整个场景中的运动、光线变化和边缘,并做出相应的调整。这就解决了 TAA 必须处理的旧样本问题,同时提供了更纯净的图像。简单来说就是DLSS原理的逆用:牺牲性能获得画质
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