Wat is anti-aliasing in spellen

Als je ooit naar de grafische instellingen in videospelletjes hebt gekeken, heb je waarschijnlijk de anti-aliasing instelling opgemerkt. En als andere instellingen, zoals de renderafstand of schaduwkwaliteit, heel intuïtief zijn, kun je het moeilijk hebben om te begrijpen wat anti-aliasing is.

Als u een fan bent van computerspellen, hebt u waarschijnlijk wel eens te maken gehad met een GPU die niet krachtig genoeg is voor uw favoriete spellen. Misschien dacht je dat je nieuwe game groots en indrukwekkend gedetailleerd zou zijn. In plaats daarvan ziet het eruit als 8-bit Super Mario Bros.

Die blokkerige, korrelige randen die je in PC-spellen ziet, worden meestal “jaggies” genoemd. In de meeste gevallen kom je er vanaf door de schermresolutie te verhogen. Maar dit is niet voor alle gamers mogelijk. Als je een oude GPU hebt of als je GPU niet is ontworpen voor games, zul je geen hogere resoluties kunnen bereiken zonder ernstige vertragingen in het spel.

In dit artikel gaan we je uitleggen wat anti-aliasing betekent.

Waarom hebben we anti-aliasing nodig in games

De structuur van het monitorscherm is een matrix van vierkante pixels. Het is gemakkelijk te raden dat in dit geval alleen horizontale en verticale lijnen perfect correct worden getekend. Zodra de computer een schuine lijn probeert te tekenen, verschijnen er pixelkartels.

Dit probleem kan worden opgelost door een monitor met een hogere resolutie aan te schaffen. Als je geen moderne GPU hebt, zul je die waarschijnlijk ook moeten upgraden. Maar deze optie is niet voor iedereen geschikt.

Daarom voegen ontwikkelaars anti-aliasingtechnologie toe aan hun spellen. Deze technologie werd al in 1972 uitgevonden, maar begon pas enkele decennia later aan populariteit te winnen in de spelindustrie. Bij anti-aliasing worden de aangrenzende pixels in een tussenliggende kleur (of kleurverloop) geschilderd. De gekartelde overgang zal dan minder scherp lijken, waardoor de grens anti-aliasing wordt.

Anti-aliasing wordt niet alleen in spelletjes gebruikt, maar ook in programma-interfaces en zelfs gewoon in besturingssystemen. Naast afbeeldingen verwerkt het algoritme ook tekst, waardoor kleine lettertypes leesbaarder worden.

Er zijn verschillende manieren om anti-aliasing te bereiken. De belangrijkste en populairste anti-aliasing algoritmen worden hieronder opgesomd, maar er zijn ook andere soorten te vinden in spellen.

Supersampling anti-aliasing (SSAA)

SSAA is de eenvoudigste maar tegelijkertijd de meest effectieve vorm van antialiasing, die in spellen het mooiste beeld oplevert. Helaas vermindert het de prestaties aanzienlijk. De GPU verhoogt de resolutie van het scherm virtueel meerdere malen. Nadat een frame is gerenderd, wordt het beeld teruggecomprimeerd tot de oorspronkelijke grootte, waarbij het gemiddelde wordt genomen van de kleuren van de virtuele pixels naar de overeenkomstige echte pixels. Als de schermresolutie Full HD (1920×1080) is, en anti-aliasing werkt in 4x modus, wordt het frame gerenderd in 4K (3840×2160) resolutie.

Helaas hebben niet alle videospelletjes dit type anti-aliasing. Het SSAA-algoritme is het meest geschikt voor niet-moderne spelletjes, waarbij het verbruik van middelen met deze anti-aliasing wordt gecompenseerd door de hoge prestaties van het spel.

Soms staat SSAA 0.5x echter in de instellingen. Bij gebruik daarvan wordt de beeldresolutie bijna gehalveerd, en bij weergave op het scherm wordt het beeld weer uitgerekt. De beeldkwaliteit neemt in dit geval af, maar de spelprestaties daarentegen toe.

Multisample anti-aliasing (MSAA)

In de praktijk hoeft het afvlakken niet op het gehele beeld te worden toegepast. Het is aangewezen bij schuine lijnen, contrasterende polygoongrenzen, of kleine objecten op afstand. Daarom werd het resource-intensieve SSAA vervangen door een lichter MSAA.

Dit type anti-aliasing werkt volgens een soortgelijk algoritme: het verhoogt de virtuele resolutie van een bepaald deel van het frame, tekent het, en brengt dan de resolutie terug tot het origineel.

Maar dit type anti-aliasing is ineffectief in spellen waar je veel kleine objecten moet renderen: gras, gebladerte, of haar – al die dingen die ontwikkelaars zo krampachtig proberen te detailleren. In dergelijke gevallen wordt dit type anti-aliasing identiek aan zijn voorganger, en dus net zo bronintensief.

Snelle benaderende anti-aliasing (FXAA)

Het idee van dit algoritme is om het gemiddelde te nemen van de kleuren van naburige echte (niet virtuele) pixels. FXAA is erg wazig, maar vereist minimale middelen. Niet de beste optie, maar wel een van de meest populaire.

Bij het gebruik ervan moet u begrijpen dat alle scherpe elementen of contrastranden onscherp worden, waardoor de foto in sommige gevallen niet erg aangenaam is voor het oog. U moet dus kiezen tussen een onscherp beeld en een gekartelde lijn van pixels.

Morfologische anti-aliasing (MLAA)

Dit type anti-aliasing is vergelijkbaar met Intel’s FXAA. Het algoritme werkt na de uiteindelijke rendering van het frame, zodat het niet op de GPU, maar op de CPU kan worden uitgevoerd. Dit vermindert de belasting van de GPU aanzienlijk.

PC gamers zijn er dol op, omdat ze je in staat stellen je graphics te verscherpen met relatief weinig rekenkracht. Het nadeel is natuurlijk dat de graphics er wat waziger uit kunnen zien. Maar veel gamers vinden dat een beetje onscherpte het scherpere beeld waard is.

Subpixel morfologische anti-aliasing (SMAA)

Dit is anti-aliasing gebaseerd op FXAA en MLAA. Het is een verbeterde versie van MLAA, maar het draait niet op de CPU, maar op de GPU, wat betekent dat het zijn bronnen verbruikt.

Helaas maakt dit type anti-aliasing in games, net als zijn twee voorgangers, het beeld ook onscherp, zodat sommige afzonderlijke kleine objecten (zoals vuildeeltjes of krassen) onscherp zijn.

Temporele anti-aliasing (TXAA/TAA)

Dit type antialiasing, ontwikkeld door Nvidia, elimineert niet alleen pixeljitter, maar verwijdert ook onnodige jitter uit objecten.

Deze anti-aliasing werkt uitstekend wanneer het beeld statisch of bijna statisch is. Zodra de scène dynamisch wordt, begint het algoritme veel middelen te verbruiken. Bovendien kunnen artefacten verschijnen die worden veroorzaakt door restbeelden van eerdere frames.

Dynamische superresolutie (DSR)

De anti-aliasing wordt ook rechtstreeks door Nvidia gemaakt. Het algoritme is vergelijkbaar met SSAA. Het verschil is dat DSR het spel gewoon op een hogere schermresolutie uitvoert. Daarna rendert het, net als SSAA, een frame en brengt het beeld terug naar de oorspronkelijke resolutie.

De voordelen: je kunt bijvoorbeeld 4K-screenshots maken op een Full HD-monitor. Als het spel echter niet volledig is geoptimaliseerd voor dit type anti-aliasing, kunnen de spelinterface en de muisgevoeligheid afnemen omdat je in wezen op een hogere resolutie speelt dan je monitor.

Dekkingsbemonstering anti-aliasing of anti-aliasing met aangepast filter (CSAA/CFAA)

Een verbeterde versie van MSAA. Geeft dezelfde beeldkwaliteit als MSAA x 8, maar verbruikt dezelfde bronnen als MSAA x 4. Er is bijna geen onscherpte.

Het algoritme is verbeterd door ook rekening te houden met gegevens over naburige pixels. Dit maakt een nauwkeuriger anti-aliasing mogelijk zonder kleine objecten te beïnvloeden die niet wazig mogen zijn.

Welke anti-aliasing te kiezen in het spel

Als je een krachtige spelcomputer hebt, en je ziet SSAA anti-aliasing in de grafische instellingen – aarzel dan niet om die te kiezen. Maar als je de kracht van je PC overschat hebt, en zo’n oplossing tast de framerate ernstig aan, probeer dan SMAA of TXAA (TAA) te vinden.

Als uw PC budgetvriendelijker is, zijn er altijd opties om FXAA, MLAA of MSAA te gebruiken.