Czasowe antyaliasing: błogosławieństwo lub klątwa?

Startseite » Czasowe antyaliasing: błogosławieństwo lub klątwa?
16. lutego 2024
12 minutes
41

By Jhonny Gamer

Na dobre lub złe, czasowe antyaliasing – lub TAA – stał się decydującym elementem jakości obrazu w dzisiejszych grach, ale czy to błogosławieństwo, klątwa, czy oba? Niezależnie od tego, w jaki sposób go pokroisz, jest tutaj, więc co to jest, dlaczego tak wiele gier używa go i co jest z całym rozmyciem? W pewnym momencie TAA w ogóle nie istniało, więc jakie metody antyaliasowania zostały użyte i dlaczego nie używali już ich?

Przez około dekadę, od późnych lat 90. do około 2010 roku, najlepszym przeciwdziałaniem agiasowym był SSAA-super próbki przeciw aaliasingu. Zasady są niezwykle proste. Aby usunąć jaggies, wdrożyłeś zasoby GPU, aby renderować obraz w znacznie wyższej rozdzielczości, a następnie obniżono skalę. 8x SSAA na ekranie 1080p skutecznie renderowane wewnętrznie w temperaturze 8k (!), podczas gdy 4x SSAA w dół zmniejszył się z 4K. Jest to metoda brutalnej siły, dostarczająca stabilny obraz z niewielkim rozbiciem sub-pikseli i nieskazitelnymi krawędziami. Kiedy przybyły PS4 Pro i Xbox One X, Sony i Microsoft nie tylko sprzedawały graczy w Dream 4K, ale także w zakresie jakości obrazu SSAA poprzez renderowanie w wyższej rozdzielczości, a następnie w dół.

Jednak podejście Brut Force oznacza, że wymagana jest ogromna ilość zasobów GPU. Za pomocą Crysis 3 na RTX 3070, natywne 1080p działają na prawie 200 klatek na sekundę bez ograniczenia procesora. Jednak 4x SSAA zmniejsza to do 70 fps, zmniejszając się do zaledwie 19 klatek na sekundę przy 8x SSAA.


Czasowe przeciwdziałanie agiasingowi – Digital Foundry Deep Nurce w formie wideo.

Rozwiązanie? MSAA, czyli wielopróbkowe. Możesz myśleć o MSAA jako podobnym do SSAA z jedną głęboką różnicą: tylko geometria jest super próbkowana. Zgodnie z naszą najlepszą wiedzą, 8800 GTX NVIDIA był pierwszym procesorem graficznym, który obsługuje 8x MSAA i patrzy na przykład z tyłu – The Elder Scrolls: Oblivion – stracił około 35 procent swojej wydajności z 8x MSAA. To znacząco, ale nigdzie nie jest tak samo jak nasz RTX 3070 Crysis 3 Przykład, który stracił 90 procent swojej przepustowości. Podobnie jak SSAA, istnieją również tryby jakości, dzięki czemu możesz użyć 2x lub 4x do mniejszej redukcji postrzępowanych krawędzi, ale mniej niż trafienie do wydajności. Jednak z czasem MSAA zniknęło i tylko kilka oszczędzających tytułów używa go dzisiaj.

Istnieje kilka powodów. Pierwszy z nich jest odroczone renderowanie, technikę, która zwiększa złożoność renderowania w bardzo wydajny sposób. Przykładem efektu odroczonego renderowania byłoby to, w jaki sposób gry wykorzystujące odroczone oświetlenie mogłyby znacznie zwiększyć ilość widzialnych świateł na ekranie – Killzone 2 z epoki PS3 nie był pierwszą grą, która z niej korzystała, ale często jest cytowana jako główny przykład. MSAA można zintegrować z odroczonym rurociągiem, ale koszt dla programistów był świetny – podobnie jak ślad pamięci.

Crysis 3 popiera odroczone renderowanie i MSAA, ale podkreśla kilka problemów, które oznaczały koniec jego ogólnego zastosowania w grach. Włączanie MSAA do 8x w tej grze prawie o połowę wskaźnika ramek na 1080p, a przy 4K jest jeszcze gorzej… a faktyczne wyniki jego anty-aliasing były nieprzekonujące. MSAA pracuje nad geometrią, pamiętaj, która staje się mniej ważna, ponieważ Pixel Shading lepiej zdefiniował wizualny makijaż gry. Elementy takie jak normalne mapy, co spopularyzowane Doom 3, pokazał, że oświetlenie gry i detale obiektów były napędzane bardziej teksturami niż geometrią. Efekty takie jak oświetlenie objętościowe i okluzja otoczenia w przestrzeni ekranu (SSAO) również nie grały ładnie z MSAA. Wracając do Crysis 3, gładka krawędź była nadal obecna, ale aliasingowe aliasing (błyszczące bity!) nie zostały zwrócone – wyglądało na biednie.





Po lewej stronie spojrzenie na względne koszty wydajności i jakość zerowego anty-aliasing vs super-próbkowania Crysis 3. Po prawej porównanie rozwiązań MSAA vs. Kliknij obrazy, aby uzyskać wyższą rozdzielczość.

Pojawiły się miary stop-gap, takie jak FXAA lub SMAA, które są skutecznie rozwiązaniami końcowymi, które szukają widocznych krawędzi po wydaniu sceny, próbując zamazać i zmiękczyć te krawędzie. Jest to poprawa w wielu scenariuszach, ma stosunkowo niewielki ślad zasobów GPU, ale zdecydowanie zmiękcza obraz i nie ma pojęcia o historii, co oznacza, że inne leczenie na ramkę może prowadzić do nieciągłości wizualnych. I tutaj widzimy początki TAA.

Czasowe przeciwdziałanie agiasingowi jest kolejną formą super próbkowania, ale zamiast zmniejszenia skalowania ze znacznie większego obrazu, dane z poprzednich ram są reprezentowane do bieżącego. A kiedy działa dobrze, ma podobne zachowanie do SSAA: Oczyści wszystkie poszarpanie wszystkich typów. Tam, gdzie MSAA łamie z aliasingiem shader, Temporal AA całkiem ładnie go czyści, tworząc znacznie gładszy obraz niż MSAA, który wcale może nie działać. Ponieważ działa jak super pobieranie próbek, TAA może również wpływać na rzeczy, które w ogóle nie są wykonane z geometrii. W Control, efekty śledzenia promieni w grze mają właściwe gładkie i czyszczące, co nigdy nie wydarzyło się z MSAA. Ostateczną formą TAA jest obecnie DLAA NVIDIA (skutecznie DLSS renderujący w rozdzielczości natywnej), która może wyglądać znacznie lepiej niż standardowe super próbkowanie.

Ta imponująca właściwość Super Pobieranie TAA została szybko wykorzystana przez programistów, czasem w celu poprawy wydajności. Efekty takie jak odbicia, oświetlenie objętościowe, filtrowanie cienia, okluzja otoczenia lub renderowanie włosów są renderowane przy niższych rozdzielczościach i naprawdę stają się „całe”, gdy TAA agreguje dane z wcześniejszych ramek do „zakończenia” efektu. Deweloperzy używają TAA do nie tylko oczyszczania postrzępionych krawędzi w grach, ale do optymalizacji efektów gier i ukrycia się tam, gdzie obniżają zakątki jakości. Negatywna kwestia jest jednak oczywista: jeśli nie chcesz używać TAA i możesz go wyłączyć, efekty niższej rozdzielczości są łatwo zauważalne i nie wyglądają dobrze.


Kolejny przykład zaskakujących zysków z wydajności dostarczany przez czasowe antyaliasing ułożony przeciwko MSAA w stosunkowo nowoczesnym silniku do gry.

Jednak wygrane mogą być niezwykłe, a nawet w czystych kategoriach przeciwdziałania aliasowemu, koszt TAA jest stosunkowo niewielki. Na przykład w Deus np.: Ludzkość podzielona, zaledwie trzy procenty ramy jest zajęte obliczeniami TAA. Technika brzmi niesamowicie, gdy patrzysz na jego pozytywne w izolacji: lepszą wydajność i lepsze antyaliasowanie niż poprzednia technologia, ale są problemy – a jasność obrazu jest oczywiście jednym z nich. TAA rozwiązuje zmiękczone obrazy.

Kluczowym problemem z TAA jest to, że rozwiązuje zmiękczone obrazy. Część tego jest tylko natura tego, czym jest antyaliasing. Nawet SSAA ma czynnik zmiękczający, technicznie. Jednak nawet biorąc pod uwagę, w jaki sposób wszystkie antyaliasowanie zmiękcza obraz, TAA jest z natury jeszcze bardziej miękka ze względu na sposób integracji informacji z poprzednich ram, roztrząsając obraz, aby osiągnąć jego efekt. TAA zazwyczaj rozstaje się bardziej miękko niż inne techniki przeciwdziałania aliasingiem domyślnie – i może się okazać, że to przyjemnie miękkie, albo może być irytująco rozmyte.

Dużym aspektem tego jest to, jak daleko jesteś od ekranu i jak wysoka rozdzielczość działa Twoja gra. Jeśli jesteś dalej od ekranu, możesz nie zauważać miękkości i możesz po prostu docenić makro aspekty TAA. Jeśli jednak jesteś bliżej, miękkość jest wzmocniona i staje się bardziej oczywista. Ta miękkość staje się wówczas jeszcze bardziej oczywista, jeśli rozdzielczość ekranu jest niższa. 1080p wyświetlają użytkowników o znacznie gorszym niż 4K, do tego stopnia, że rozważam zmiękczenie w temperaturze 4K.


Negatywne elementy TAA – takie jak drganie i rozmycie według rozdzielczości. Przy 1080p istnieją oczywiste problemy, które są znacznie mniej zauważalne przy 4K.

Ten aspekt odległości ekranu i rozdzielczości TAA wydają się lepsze lub gorsze, jest kluczem do ogólnego problemu z TAA. Dla osób, które grają w gry konsolowe, często grają w telewizorach o wysokiej rozdzielczości kilka metrów dalej, a miękkość nie jest tak widoczna na takich odległościach. Jednak na PC wiele osób gra znacznie bliżej swoich ekranów i często w niższych rozdzielczościach. Więc jeśli programista gry równoważy opcje jakości obrazu w swojej grze w oparciu o doświadczenie konsoli, duża liczba użytkowników komputerów, którzy są bliżej swoich ekranów w niższej rozdzielczości, może stać się subiektywnie miękkie wrażenia, w których wady TAA są znacznie bardziej zauważalne.

Kolejnym problemem z TAA jest to, jak zaciera się do ruchu – jest to coś, co łatwiej pokazuję w filmie. Halo InfiniteTAA S TAA jest jednym z rozmytych, gdy ekran się porusza, ale zachowanie rozmycia ekranu, gdy kamera się porusza. Ile to zauważysz, po raz kolejny jest subiektywna rzecz, ale im niższa rozdzielczość i im bliżej ekranu, tym bardziej to zauważysz. Skaluje również z prędkością ruchu, więc uważam, że myszy będzie miało większy wpływ niż użytkownik Joypad.

Innym aspektem TAA jest to, że zależy od stopy ramek. Im wyższy stopień ramki, tym bliżej próbkowanych ramek, co oznacza mniejszy błąd w obliczeniach powtórzeń. Jeśli grasz w gry na wysokim stopniu ramki, można to postrzegać jako pozytywny aspekt, ale powiedziałbym również, że ten jest to użyteczność TAA, co czyni to mniej stosownym do niektórych rodzajów gier ambicji graficznych. Kolejnym mniej niż korzystnym aspektem TAA, to sposób, w jaki może stworzyć widoczny jitter na obrazie, ale najbardziej rażącym artefaktem jest duchy. To zwykle nie jest stały stan TAA, ale prawie każdy typ TAA jest w stanie to zrobić i spotkałem takie zachowanie setki razy w moich latach recenzowania gier dla cyfrowej odlewni w dowolnej rezolucji. Nawet wierzchołek DLSS TAA – Nvidia – może mieć ten problem.


TAA ma wiele dobrodziejstw, ale nie jest w pełni rozwijaną alternatywą dla super-próbkowania, jak pokazano tutaj Halo nieskończone. Sugerujemy, że możliwość wyłączenia TAA i uwzględnienie opcji SSAA jest doskonałą opcją dla gier na PC na PC.

Czy taa jest błogosławieństwem lub przekleństwem? Ujmijmy to w ten sposób: bez TAA grafika w czasie rzeczywistym nie mogła się rozwinąć do tego stopnia, że jesteśmy teraz. Osiągnięcia takie jak śledzenie ścieżek w czasie rzeczywistym w grach AAA, takie jak Cyberpunk 2077 nie istniałby bez pojęć, które TAA przyniosła do stołu. Po stronie konsoli oznacza to również, że różnica między pokoleniami konsoli byłaby bardzo niewielka bez TAA. Bez istnienia TAA wiele mocy obliczeniowej zostanie wydana na czyszczenie postrzępionych krawędzi i nie poprawy rzeczy, takich jak oświetlenie i geometria. Demo Matrix Awakens działające na Xbox lub PlayStation nie byłoby możliwe bez rozwiązania TSR Epic – własne podejście do DLSS.

Mimo wszystkich problemów postrzegam TAA jako wspaniałą rzeczą – ale jestem tylko jednym głosem i istnieje wielka mnóstwo głosów, które powinny być usłyszane poza moim. Na przykład gram w wiele gier w 4K, co stanowi podstawę mojego doświadczenia, ponieważ większość kluczowych problemów TAAS jest mniej widoczna, ale jeśli grasz w niższych rozdzielczościach, takich jak 1080p, wady TAA są znacznie bardziej oczywiste. Ma to kluczowe znaczenie, ponieważ ogromna liczba użytkowników grają w gry na 1080p w oparciu o ankietę sprzętową Steam.

A ponieważ wady TAA, takie jak Ghosting, a Blur będą bardziej oczywiste na 1080p, myślę, że branża mogłaby dobrze traktować TAA jak inne opcje, które dodają rozmycia do gier. TAA powinien być możliwy do wyłączenia, podobnie jak ruch ruchu, zawsze powinien być możliwy do wyłączenia, ponieważ jest to opcja dostępności dla osób, które mają chorobę ruchową.

Aby zobaczyć tę treść, włącz celowanie w pliki cookie.
Zarządzaj ustawieniami plików cookie

Ponadto, naprawdę uważam, że powinny być proste, standardowe alternatywy dostępne dla użytkownika, który nie chce używać TAA. w Spider-Man PC Porty PC autorstwa Nixxes, na przykład te gry zostały zdecydowanie zaprojektowane wokół TAA do PlayStation, ale możesz go wyłączyć lub użyć prostego antyaliasingu końcowego, jeśli chcesz. Jasne, FXAA lub SMAA nie są dobre w czyszczeniu postrzępionej krawędzi, ale jest to lepsze niż nic i proste jako alternatywa.

Ostatnim powodem, dla którego TAA powinien być możliwy do wyłączenia, jest przyszłe skalowanie. W tej chwili TAA istnieje przede wszystkim dlatego, że jest to wygoda, ale za 10 lat być może użytkownicy wolą po prostu super próba swoich gier. Składając ten kawałek, załadowałem wiele starszych tytułów, które mogłem pięknie biegać z SSAA na moim RTX 4090. Być może programiści powinni pozwolić TAA na wyłączenie przyszłości na swoją grę na przyszłość, o wiele bardziej zdolne sprzęt.

Jednak w krótkim okresie TAA pozostanie tutaj. W świecie, w którym skalowanie wydajności za pośrednictwem sprzętu zapewnia coraz nacisk, nacisk na rozwiązania oprogramowania, aby dostarczyć więcej z pokoleniowych skoków – a TAA jest silnym narzędziem w podniesieniu najnowocześniejszego.

How do you rate Czasowe antyaliasing: błogosławieństwo lub klątwa? ?

Your email address will not be published. Required fields are marked *