基本介紹
- 中文名：抗鋸齒
- 外文名：anti-aliasing
- 別名：邊緣柔化
- 作用：消除顯示圖像邊緣凹凸鋸齒
出現的原因,分類,
出現的原因
由於高解析度下的來源信號或連續的模擬信號能夠存儲較多的數據，但在通過取樣（sampling）時將較多的數據以較少的數據點代替，部分的數據被忽略造成取樣結果有損，使機器把取樣後的數位訊號轉換為人類可辨別的模擬信號時造成彼此交疊且有損，在聲音中，便會出現刺耳、不和諧的音調或是噪音。同樣，在3D繪圖時，每個圖形由像素組成，每段瞬間畫面由幀組成，因為螢幕上的像素有限，如果要表現出多邊形的位置時，因技術所限，使用絕對坐標定位法是無法做到的，只能使用在近似位置採樣來進行相對定位。由於沒有足夠的採樣來表現出3D世界中的所有物品的圖形，所以在最後圖像顯示上，這些現象便會造成在物品與物品中過渡的邊緣就會產生波浪狀、圓形、鋸齒和閃爍等有損現象，嚴重影響了畫面的質量。
分類
超級採樣抗鋸齒（SSAA）
超級採樣抗鋸齒（Super-Sampling Anti-aliasing，簡稱SSAA）此是早期抗鋸齒方法，比較消耗資源，但簡單直接，先把圖像映射到快取並把它放大，再用超級採樣把放大後的圖像像素進行採樣，一般選取2個或4個鄰近像素，把這些採樣混合起來後，生成的最終像素，令每個像素擁有鄰近像素的特徵，像素與像素之間的過渡色彩，就變得近似，令圖形的邊緣色彩過渡趨於平滑。再把最終像素還原回原來大小的圖像，並保存到幀快取也就是顯存中，替代原圖像存儲起來，最後輸出到顯示器，顯示出一幀畫面。這樣就等於把一幅模糊的大圖，通過細膩化後再縮小成清晰的小圖。如果每幀都進行抗鋸齒處理，遊戲或視頻中的所有畫面都帶有抗鋸齒效果。而將圖像映射到快取並把它放大時，放大的倍數被用於分別抗鋸齒的效果，如：圖1，AA後面的x2、x4、x8就是原圖放大的倍數。 超級採樣抗鋸齒中使用的採樣法一般有兩種：
1.順序柵格超級採樣（Ordered Grid Super-Sampling，簡稱OGSS），採樣時選取2個鄰近像素。
2.旋轉柵格超級採樣（Rotated Grid Super-Sampling，簡稱RGSS），採樣時選取4個鄰近像素。
多重採樣抗鋸齒（MSAA）
多重採樣抗鋸齒（MultiSampling Anti-Aliasing，簡稱MSAA）是一種特殊的超級採樣抗鋸齒（SSAA）。MSAA首先來自於OpenGL。具體是MSAA只對Z快取（Z-Buffer）和模板快取(Stencil Buffer)中的數據進行超級採樣抗鋸齒的處理。可以簡單理解為只對多邊形的邊緣進行抗鋸齒處理。這樣的話，相比SSAA對畫面中所有數據進行處理，MSAA對資源的消耗需求大大減弱，不過在畫質上可能稍有不如SSAA。
覆蓋採樣抗鋸齒（CSAA）
覆蓋採樣抗鋸齒（CoverageSampling Anti-Aliasing，簡稱CSAA）是nVidia在G80及其衍生產品首次推向實用化的AA技術，也是目前nVidia GeForce 8/9/G200系列獨享的AA技術。CSAA就是在MSAA基礎上更進一步的節省顯存使用量及頻寬，簡單說CSAA就是將邊緣多邊形里需要取樣的子像素坐標覆蓋掉，把原像素坐標強制安置在硬體和驅動程式預先算好的坐標中。這就好比取樣標準統一的MSAA，能夠最高效率的執行邊緣取樣，效能提升非常的顯著。比方說16xCSAA取樣性能下降幅度僅比4xMSAA略高一點，處理效果卻幾乎和8xMSAA一樣。8xCSAA有著4xMSAA的處理效果，性能消耗卻和2xMSAA相同。
可程式過濾抗鋸齒(CFAA)
可程式過濾抗鋸齒（Custom Filter Anti-Aliasing）技術起源於AMD-ATI的R600家庭。簡單地說CFAA就是擴大取樣面積的MSAA，比方說之前的MSAA是嚴格選取物體邊緣像素進行縮放的，而CFAA則可以通過驅動和諧靈活地選擇對影響鋸齒效果較大的像素進行縮放，以較少的性能犧牲換取平滑效果。顯示卡資源占用也比較小。
快速近似抗鋸齒(FXAA)
快速近似抗鋸齒(Fast Approximate Anti-Aliasing) 它是傳統MSAA(多重採樣抗鋸齒)效果的一種高性能近似值。它是一種單程像素著色器，和MLAA一樣運行於目標遊戲渲染管線的後期處理階段，但不像後者那樣使用DirectCompute，而只是單純的後期處理著色器，不依賴於任何GPU計算API。正因為如此，FXAA技術對顯示卡沒有特殊要求，完全兼容NVIDIA、AMD的不同顯示卡(MLAA僅支持A卡)和DirectX 9.0、DirectX 10、DirectX 11。
時間性抗鋸齒（TXAA）
讓電影畫質的遊戲體驗達到逼真水平。
TXAA 抗鋸齒: 比 MSAA和FXAA 以及 CSAA 的畫質更高，製作CG電影的電影製片廠會在抗鋸齒方面花費大量的計算資源，從而可確保觀眾不會因不逼真的鋸齒狀線條而分心。如果想要讓遊戲接近這種級別的保真度，那么開發商需要全新的抗鋸齒技術，不但要減少鋸齒狀的線條，而且要減少鋸齒狀閃爍情形，同時還不降低性能。為了便於開發商實現這種保真度的提升，英偉達設計了畫質更高的抗鋸齒模式，名為TXAA.該模式專為直接集成到遊戲引擎中而設計。與CG電影中所採用的技術類似，TXAA集MSAA的強大功能與複雜的解析濾鏡於一身，可呈現出更加平滑的圖像效果，遠遠超越了所有同類技術。此外，TXAA還能夠對幀之間的整個場景進行抖動採樣，以減少閃爍情形，閃爍情形在技術上又稱作時間性鋸齒。目前，TXAA有兩種模式：TXAA 2X和TXAA 4X。TXAA 2X可提供堪比8X MSAA的視覺保真度，然而所需性能卻與2X MSAA相類似；TXAA 4X的圖像保真度勝過8XMSAA，所需性能僅僅與4X MSAA相當。
多幀採樣抗鋸齒（MFAA）
NVIDIA（英偉達）根據MSAA改進出的一種抗鋸齒技術。目前只有使用 Maxwell 架構GPU的顯示卡才可以使用。在 Maxwell 上，英偉達推出了用於光柵化的可程式採樣位置，它們被存儲在隨機存取存儲器 (RAM) 中。如此一來便為更靈活、更創新的全新抗鋸齒技術創造了機會，這類抗鋸齒技術能夠獨特地解決現代遊戲引擎所帶來的難題，例如高畫質抗鋸齒對性能的更高要求。只要在NVIDIA控制臺里為程式開啟MFAA並在遊戲中選擇MSAA就可以開啟。畫面表現明顯強於同級別的MSAA，這種全新抗鋸齒技術在提升邊緣畫質的同時能夠將性能代價降至最低。通過在時間和空間兩方面交替使用抗鋸齒採樣格式，4xMFAA 的性能代價僅相當於 2xMSAA，但是抗鋸齒效果卻與 4xMSAA相當。
