完美画质 3D游戏反锯齿技术浅析

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完美的画面已经离我们不再遥远——反锯齿技术浅析

不管现今的游戏画面有多完美，人物和环境有多真实，但游戏画面的构成的主要方式仍然没有得到改善：一帧画面由成千上万像素构成。这意味着物体多边形的轮廓最终是锯齿状的图形。所以画面质量不可能达到理想的标准，除非完全消除“锯齿”。 别担心，精美的画面品质是要牺牲速度的代价来换取的，并且各大显卡厂商都有自己独到的反锯齿技术，他们新的图形加速卡都纷纷支持全屏抗锯齿。完美的画面已经离我们再遥远。

超级采样(Supersampling) 

无论是什么样的抗锯齿技术都是在超级采样技术的基础上发展而来的。在超级采样技术中，画面里的每一个像素点都被拆分成了几个子像素点，然后对它们进行单独处理后分别放入缓冲区。在整个帧的像素都放入缓冲区后接下来就执行反操作，依照模板的式样对拆分的像素采用过滤或“聚合”处理重新生成新的像素。在超级采样期间，画面以较高的分辨率建立，然后依照适当的模板样式进行过滤。（如图1、2）如果我们在800X600的分辨率下打开GF2的4X反锯齿功能后，显卡所表现出的性能将与在1600X1200模式下所表现出的性能相等。由于超级采样消耗了巨大的系统资源，在使用超级采样的反锯齿功能时系统性能的下降非常明显。

多重采样(multisampling)

NVIDIA在GeForce3上采用的多重采样往往被人们误解为超级采样技术，实际上NVIDIA的多重采样技术是超级采样技术的一种变形。 NVIDIA在GeForce3/GeForce4Ti/GeForce4 MX中所采用的多重采样与其在GeForce2中采用的超级采样的主要区别在于：芯片在对同一幅图像进行处理时所处理的子像素的数量不同。如果我们想得到平滑的画面，仅仅对其多边形边缘进行处理就够了。NVIDIA在执行多重采样时有一个特点：在对一个像素点进行着色处理时，不仅仅只对其本身的子像素进行采样，也可以同时对其周边数个像素的子像素进行采样，邻接子像素的图像属性也被包括了进来，影响最终该像素的颜色属性。这样参与计算的子像素样本数目也由原来的2个变为5个。(如图3)

GF3在打开这种全屏抗锯齿技术时，在多边形的边缘上感觉比使用超级采样技术时平滑得多，但性能的下降却不是很明显。(如图4、5)建议有GeForce3以上显卡的朋友打开它。

视觉平滑(smoothvision)

ATI则有自己的反锯齿技术——视觉平滑。该技术利用一个抖动取样表，灵活控制取样的位置变化。这样对一个每组16个样本的取样实际上通过抖动取样表的控制只抽取了其中8个样本(如图6) 应该说视觉平滑smoothvision与超级采样supersampling相比并没有多少优势，在RADEON 8500上所表现出来的实际效果确实教人不敢恭维。开启反锯齿功能后还是会引起性能的下降。因此RADEON 8500在打开抗锯齿功能后自动降低了纹理的细节等级，从而降低了对显存带宽的吞吐量。但是纹理的质量变得非常糟糕。（如图7、8没有打开全屏反锯齿，如图9、10 使用smoothvision 6x）

各位有RADEON 8500的朋友不要着急，我们还可以通过其它的技术来弥补这个缺陷：只需要打开各向异性过滤，就可以用过滤提高纹理的质量。RADEON 8500开启各向异性过滤后性能的损失非常小，而画面质量却提升不少。

16倍全屏幕抗锯齿（FAA-16X）

Martox在Parhelia-512中使用的抗锯齿技术明显优于其它公司。这个革命性的方法对系统的性能影响最低，而且所能达到的消除锯齿的效果也是最好。对于支持FAA-16X的应用程序，Parhelia-512职能的只针对三角形边缘的像素进行柔化，我们在游戏中看到的锯齿都是产生在图形的边缘部分，物体内部根本就不会看到，然后再用上16倍取样，同时还能保留物体内部像素的清晰尖锐，这样就达到了整个画面的柔化效果。由于一般边缘的像素只占有整个画面的很少一部分，所以针对边缘的16倍柔化抗锯齿也不会减少太多的性能。（如图11有Parhelia-512的朋友们，不打开FAA-16X可就亏了！）

高分辨率代替反锯齿

其实要消除锯齿，不一定仅仅用显卡中的反锯齿特效，我们还有一个非常简单的办法——提高分辨率。当分辨率达到一个较高的水平，锯齿也就变得不那么明显了。例如，当分辨率在水平方向上扩大A倍，在垂直方向上扩大B倍，显示器上的物理像素的尺寸实际上变小了，像素的面积事实上缩小了AXB倍。锯齿的幅度也缩小了相同的倍数。

最初没有打开全屏反锯齿，舰队看起来模糊的可怜，很难区分舰队单元的机种，而且飞船的轮廓几乎辨认不出来。(如图12、13、14)

打开全屏反锯齿的效果较好，虽然整个画面都变得模糊起来，但仍旧辨认得出飞船的外形。(如图15、16、17)

在提高了分辨率后整个图像清晰分明，感觉比打开反锯齿特效时画面更清楚，但其仔细观察边缘还是有一些细小的锯齿。(如图18、19、20)

反锯齿和提高分辨率都为我们提供了高质量的画面。选择那一个就看你的个人的喜好了。

速度VS.画质