Anizotropní filtrace: co je potřeba, jaký je účinek, praktické použití

displej technologie 3D-objekty na monitoru počítače vyvíjet společně s vydáním moderních grafických karet. Získání perfektní obraz trojrozměrných aplikací co nejblíže ke skutečnému obrazu je hlavním úkolem vývoj železa a hlavním cílem pro milovníky počítačových her. Chcete-li pomoci v této technologie je navržena tak, splnil poslední generace grafických karet - anizotropní filtrování her.

Co to je?

Každý počítač hráč chce odehrává na obrazovce barevný obraz virtuálního světa na výstupu na horu, můžete prozkoumat malebné okolí na stisknutí tlačítka zrychlení odmítnout klávesnici k horizontu lze vidět nejenom rovnou stopu závodní dráhy, ale také kompletní prostředí ve formě městské krajiny. Položky, které se objeví na obrazovce pouze v ideálním případě směřuje přímo uživateli v nejvhodnějším měřítku, ve skutečnosti, že drtivá většina trojrozměrných objektů je v určitém úhlu k řadě zraku. Kromě toho, různé textury virtuální vzdálenost pohledu a umožňuje úpravy velikosti objektu a jeho struktuře. Výpočty odrážejí trojrozměrný svět na dvourozměrném obrazovce 3D zaměstnaných různé technologie, jejichž cílem je zlepšit vizuální vjem, včetně v neposlední řadě filtrování podle vzoru (anizotropní nebo trilineynaya). Filtrovánítakový plán patří k nejlepším vývojům v této oblasti.

Na prstech

Chcete-li pochopit, co dává anizotropní filtrování, musíte pochopit základní principy texturních algoritmů. Všechny objekty trojrozměrného světa se skládají z "skeletu" (trojrozměrný objemový model objektu) a povrchu (textury) - dvourozměrného obrazu, který se "natáhne" přes rám. Nejmenší část textura je barva texel, který je jako obrazové body na obrazovce, v závislosti na hustotě textury, texels mohou být různé velikosti. Vícebarevný texel se skládá z úplného obrazu jakéhokoli objektu v trojrozměrném světě.

Na obrazovce texels jsou protilehlé pixely, jejichž počet je omezen dostupným rozlišením. Zatímco texels v zóně virtuální viditelnosti mohou být prakticky nekonečné nastaveny, obrazové body, výstup obrazu uživateli, mít pevné číslo. Takže transformace viditelných texelů v barevném pixelu se zabývá algoritmem pro zpracování trojrozměrných modelů - filtrace (anizotropní, bilineární nebo trilineární). Více o všech druzích - nižší v pořadí, jak vycházejí ze sebe.

Zavřít barvu

Nejjednodušší filtrační algoritmus je zobrazení barvy nejbližšího místa vzorkování. Všechno je jednoduché: pohled na určitý bod na obrazovce klesá na povrch trojrozměrného objektu a textury obrázků vrací barvu nejblíže k bodu padání texelů a vyfiltrují všechny ostatní. Ideální pro monochromatické barevné povrchy. Pro maléRozdíly barvy také dává poměrně kvalitní obraz, ale velmi smutný, protože kde je vidět trojrozměrné objekty, které mají stejnou barvu? Pouze osvětlení shadery, stíny, odrazy a ochotnější malovat libovolný objekt ve hře jako vánoční stromeček, že mluvíme o stejné textur, které jsou někdy umělecká díla. Dokonce bezduchý šedé betonové zdi v moderních hrách - nebude to prostě obdélník barva je posetý drsností, někdy trhliny a škrábance a jiné umělecké prvky povrch, co nejblíže k druhu stěny virtuálních reálných nebo fiktivních vývojáře fantazie stěn. Obecně platí, že v prvních trojrozměrných hrách může být použita blízká barva, ale nyní se hráči stanou mnohem náročnějšími. Důležité je, že filtrování zblízka nevyžaduje výpočet, což je z hlediska počítačových zdrojů velmi nákladově efektivní.

lineární filtraci

Rozdíly lineární algoritmus není příliš velký, namísto nejbližšího bodu Texel lineární filtrování se využívá jen 4 a počítá průměrnou barvu mezi. Jediným problémem, že plochy pod určitým úhlem k obrazovce je přímá viditelnost vytváří elipsu v texturu, zatímco lineární filtrování se využívá dokonalý kruh pro výběr dalšího Texel bez ohledu na úhlu pohledu. Použitím čtyř texels místo jednoho může výrazně zlepšit vykreslování vzdáleného z hlediska struktury, ale ne natolik, aby správně zobrazit obraz.

Mip-mapping

Tato technologie vám umožňuje optimalizovat kresbu počítačové grafiky. Každá textura vytvoří určitý počet kopií s různým stupněm detailů pro každou úroveň detailu dostane svůj vlastní obraz, například na dlouhé chodby nebo velkých halách v blízkosti podlahy a stěny vyžadují maximální detaily, zatímco vzdálené rohy pokrývají pouze několik pixelů a nevyžadují mnoho detailů . Tento trojrozměrný grafické funkce pomáhá, aby se zabránilo rozmazání vzdálených textur a vzorů zohyzdění a ztrát a spolupracuje s filtrováním, protože grafická karta při výpočtu filtrace sama o sobě není schopen rozhodnout, které Texel důležité dokončit obraz, a to, co - ne.

, bilineární filtrování

s použitím lineární filtrování a MIP-texturování, získat bilineárního algoritmu, který umožňuje ještě lepší zobrazení vzdálených objektů a ploch. Ale všechny stejné 4 Texel technologie neposkytují dostatečnou pružnost, ve filtrování přidání bilinear neodstraňuje přechody na vyšší úroveň zoomu pracuje s každou část zvlášť textury a jejich hranice může být viděn. Tak, na dálku, nebo při extrémních úhlech textura závažným způsobem erodované, takže obraz nepřirozené, jako by se pro lidi s krátkozrakostí a pro textury složité konstrukce viditelné spojovací linie textury s různým rozlišením. Ale my jsme na obrazovce monitoru, nepotřebujeme krátkozrakost a různé temné linie!

Trilline filtrace

Tato technologieje určen k opravě výkresů na řadách změn měřítka textur. Zatímco bilineární algoritmus pracuje samostatně s každou úrovní mip mapování odděleně, trilionová filtrace dále počítá hranice úrovní detailů. To vše zvyšuje požadavky na paměť RAM a zlepšení obrazu na vzdálených objektech najednou není příliš nápadné. Samozřejmě, že hranice mezi úrovněmi škálování blízko úrovně jsou lepší než bilineární a vypadají harmoničtěji bez ostrých skoků, což ovlivňuje celkový dojem.

Anizotropní filtrace

Pokud vypočítáme projekci poloměru každého pixelu na texturu podle pozorovacího úhlu, objeví se nesprávné hodnoty - lichoběžníkové. Spolu s použitím více texasů pro výpočet konečné barvy to může dát mnohem lepší výsledek. Co dává anizotropní filtraci? Vzhledem k tomu, že limity počtu tekla použitých teoreticky nejsou, takový algoritmus je schopen zobrazovat počítačovou grafiku s neomezenou kvalitou v libovolné vzdálenosti od pohledu a v libovolném úhlu, který je ideálně srovnatelný s reálným videem. Anizotropní filtrace, založená na jeho schopnostech, spočívá výhradně na specifikacích grafických adaptérů osobních počítačů, pro které jsou navrženy současné videohry.

Relevantní grafické karty

Režim anizotropního filtrování byl k dispozici na video adaptérech od roku 1999, počínaje slavnými kartami Riva TNT a Voodoo. Horní kompletní sady těchto karet se zcela vyrovnaly chybným výpočtemtrilinárních grafů a dokonce daly normální hodnoty FPS za použití anizotropní filtrace x2. Poslední číslice označuje kvalitu filtrace, která zase závisí na počtu Texel použité při výpočtu konečné barvu pixelu na obrazovce, v tomto případě zcela 8. Plus, který se používá při výpočtech na rohu záchytné oblasti Texel, a ne kruh, jako v lineárních algoritmech dříve. Moderní grafické karty jsou schopny zvládnout anizotropní filtrování algoritmus u x16 znamená Texel 128 pro výpočet výsledné barvy pixelu. To slibuje výrazné zlepšení displeji dálkového z hlediska textury, ale také vážnou zátěž, ale grafické karty jsou vybaveny nejnovější generací dostatečným množstvím paměti a vícejádrových procesorů vyrovnat se s tímto úkolem.

Vliv na FPS

Výhody jsou jasné, ale jak drahé budou hráči stát anizotropní filtraci? Dopad na výkon herních grafických karet s vážným nádivkou vydáno nejpozději v roce 2010, velmi mírně, potvrzující testy nezávislých odborníků v celé řadě populárních her. Anizotropní filtrování textur ve formátu x16 na mapách rozpočtu ukazuje snížení celkových FPS o 5-10% a následně méně produktivní složky grafického adaptéru. Taková loajalita moderního železa k výpočtům náročným na zdroje naznačuje neustálý zájem výrobců o nás, skromné ​​hráče. Je možné, že není daleko od přechodu donásledující úrovně kvality anizotropie, pouze iberdavlya není čerpána.
Samozřejmě, anizotropní filtrace je mnohem víc než jen zlepšení kvality obrazu. Zahrnout nebo ne, rozhoduje hráč, ale šťastní majitelé nejnovějších modelů z Nvidia nebo AMD (ATI) nepřemýšlejí o tomto problému - stanovení anizotropní filtrování na nejvyšší úrovni nebude mít vliv na výkon a dát realistické krajiny a skvělé umístění. Trochu složitější situace majitelé vestavěných grafických řešení od společnosti Intel, jako v tomto případě, že hodně záleží na kvalitě paměti počítače, jeho taktovací frekvenci a hlasitost.

Možnosti a optimalizace

Typ filtru a kontrola kvality jsou k dispozici prostřednictvím speciálního softwaru, který upravuje ovladače grafických adaptérů. V nabídce her je k dispozici také rozšířené anizotropní filtrování. Realizace velkých povolení a použití více monitorů v hrách nuceni výrobci přemýšlet o urychlení svých výrobků, včetně optimalizací anizotropní algoritmy. Výrobci karet v posledních verzích ovladačů představili novou technologii nazvanou adaptivní anizotropní filtrace. Co to znamená? Tato funkce, představená společností AMD a částečně implementovaná v nejnovějších produktech Nvidia, umožňuje snížit faktor filtrování všude tam, kde je to možné. Tak, anizotropní filtrování koeficient x2 zvládne sousedy texturu, přičemž vzdálené objekty bude činit složitějších algoritmů pro ažmaximální x16-faktor. Jako obvykle, optimalizace poskytuje výrazné zlepšení díky kvalitnímu adaptivní technologie místech náchylné k chybám ultranastroykah viditelné v některých nedávných trojrozměrných videoher.
Co ovlivňuje anizotropní filtrování? Využití výpočetní síly video adaptérů v porovnání s jinými filtračními technologiemi je mnohem vyšší, což ovlivňuje výkon. Problém rychlosti s použitím tohoto algoritmu je však již dlouho vyřešen v moderních grafických čipách. Spolu s dalšími trojrozměrná technologie filtrování anizotropní her (co to je máme k dispozici) má vliv na celkový dojem celistvosti obrazu, zejména odraz vzdálených objektů a textur pod úhlem vzhledem k obrazovce. To je pravděpodobně hlavní věc, kterou potřebují hráči.

Při pohledu do budoucna

Moderní železa s průměrnými vlastnostmi výše a které jsou schopny vyrovnat se s požadavky hráčů, takže slovo o kvalitě trojrozměrných počítačových světů nyní pro vývojáře videoher. Grafické adaptéry podporují nejnovější generace nejen vysokým rozlišením a následné intenzivní technologie zpracování obrazu jako anizotropní filtrování textur, ale VR-technologie nebo podporu více monitorů.

Související publikace