Was ist Anti-Aliasing? MSAA, FXAA, TAA und mehr erklärt

Anti-Aliasing ist das verborgene Rückgrat, das dafür sorgt, dass Ihre Spiele großartig aussehen. Es dient einem einfachen Zweck – der Behebung der in Spielen auftretenden gezackten Kanten –, aber die Einzelheiten sind kompliziert. Wir sind hier, um die Anti-Aliasing-Optionen, die Sie in Spielen sehen, zu entmystifizieren, damit Sie die Bildqualität und Leistung erreichen können Ihr Gaming-PC Bedürfnisse.

Unter allen Grafikeinstellungen, die Sie in PC-Spielen anpassen müssen, Anti-Aliasing ist eines der wichtigsten. Es kann Ihre Leistung beeinträchtigen oder Ihr Spiel schlecht aussehen lassen, wenn es falsch eingesetzt wird. Aber mit ein wenig Anleitung, welche Anti-Aliasing-Einstellungen Sie verwenden sollten, können Sie jedes Spiel in Sekundenschnelle optimieren.

Was ist Anti-Aliasing?

Bevor wir beantworten, was Anti-Aliasing ist, müssen wir darüber sprechen, was Aliasing ist. Aliasing tritt auf, wenn eine gekrümmte Linie über quadratische Pixel gezeichnet wird. Dies ist ein Nebenprodukt der Art und Weise, wie Computergrafiken gerendert werden, da ein Pixel jeweils nur eine Farbe anzeigen kann. Anti-Aliasing versucht, Aliasing zu glätten.

Sie finden es hauptsächlich in Spielen und Fotobearbeitungs-Apps. Ein Beispiel für Aliasing finden Sie in Schicksal 2 unten. Das Geländer deckt mehrere quadratische Pixel ab, wodurch eine gezackte Linie entsteht, an der das Pixel endet und das nächste beginnt.

Die Idee des Anti-Aliasing besteht darin, diese gezackten Kanten zu entfernen oder zu glätten. Es gibt eine breite Palette von Techniken, um dies zu erreichen. Wahrscheinlich haben Sie täglich mit irgendeiner Form von Anti-Aliasing zu tun, auch wenn Sie keine Spiele spielen oder keine Fotos bearbeiten. Ihr Browser verwendet beispielsweise Anti-Aliasing für Text.

Arten von Anti-Aliasing

Obwohl es verschiedene Anti-Aliasing-Techniken gibt, lassen sie sich im Wesentlichen auf zwei Ansätze reduzieren. Das erste ist Supersampling. In diesen Fällen vergrößert die Anti-Aliasing-Technik das Bild auf eine höhere Auflösung und nutzt diese zusätzlichen Details, um raue Kanten im endgültigen Bild zu glätten.

Das zweite ist das Raten – wirklich. Anstatt das Bild mit einer höheren Auflösung zu rendern, verwenden einige Anti-Aliasing-Techniken einen Algorithmus, der sich benachbarte Pixel ansieht und errät, wo die zusätzlichen Details hinkommen sollen.

Dies ist keine erschöpfende Liste von Anti-Aliasing-Techniken. Viele Techniken sind Kombinationen oder leichte Variationen anderer Techniken. Wir konzentrieren uns auf die Arten von Anti-Aliasing, die Sie heutzutage tatsächlich in Spielen finden.

Supersample-Anti-Aliasing (SSAA)

Supersample Anti-Aliasing oder SSAA ist die grundlegendste Form des Anti-Aliasing. Dabei wird ein Bild mit höherer Auflösung aufgenommen und die Pixel heruntergerechnet, um sie an die native Auflösung anzupassen. Das Endergebnis vermeidet gezackte Kanten, indem die Farben in der Nähe der Kanten gemittelt werden.

Bei SSAA 4x wird ein Pixel auf vier gestreckt. Von jedem wird eine Stichprobe genommen, und dann werden die vier Pixel auf ein einzelnes Pixel heruntergerechnet, das die Farbe mittelt. SSAA liefert immer noch die besten Anti-Aliasing-Ergebnisse, ist aber auch am anspruchsvollsten, da das Bild im Wesentlichen mit einer höheren Auflösung gerendert wird. Aufgrund seiner Leistungssteuer ist SSAA in den meisten modernen PC-Spielen keine Option.

Multisample-Anti-Aliasing (MSAA)

Multisample Anti-Aliasing oder MSAA ist eine kostengünstigere Form von SSAA. Anstatt den mühsamen Prozess der Abtastung jedes Pixels zu durchlaufen, kommt MSAA nur dort ins Spiel, wo Aliasing zu einem Problem (einer Kante) werden könnte, was eine Menge Rechenressourcen spart.

In einer Szene gibt es oft benachbarte Pixel, die genau die gleiche Farbe haben. Diese müssen nicht den Super-Sampling-Prozess durchlaufen, was die Idee hinter MSAA ist. Obwohl MSAA deutlich weniger anspruchsvoll ist als SSAA, belastet es dennoch Ihre Hardware.

Schnelles ungefähres Anti-Aliasing (FXAA)

Fast Approximate Anti-Aliasing (FXAA) ist eine Post-Processing-Form des Anti-Aliasing. Das heißt, anstatt sich mit dem Rendering herumzuschlagen, handelt es sich um einen Algorithmus, der nachträglich eingreift, um gezackte Kanten zu bereinigen. Damit ist es deutlich weniger anspruchsvoll als MSAA und SSAA, allerdings auf Kosten der Bildqualität.

FXAA verwendet einen Hochkontrastfilter, um Kanten zu finden, bevor diese Kanten abgetastet und gemischt werden. Einzigartige Farben wie SSAA und MSAA werden nicht gemittelt, daher sieht es an den Rändern tendenziell verschwommener aus.

Temporales Anti-Aliasing (TAA)

TAA oder Temporal Anti-Aliasing ähnelt FXAA. Dabei handelt es sich um eine Post-Processing-Form des Anti-Aliasings, bei der jedes Pixel in einem Frame abgetastet wird. Allerdings wird innerhalb jedes Frames eine andere Stelle abgetastet und die Samples werden anhand vergangener Frames zusammengemischt.

Es ist zeitlich oder zeitbasiert. Das Anti-Aliasing erfolgt durch die Verschmelzung vergangener und aktueller Pixel, wodurch viele der durch FXAA verursachten verschwommenen Kanten beseitigt werden. Allerdings bringt TAA seine eigenen Probleme mit sich, wie z. B. Geisterbilder, bei denen ein vorheriges Sample auf ein neues Bild übertragen wird und einen Unschärfeeffekt erzeugt.

TAA ist das Rückgrat von Nvidia Deep Learning Super Sampling (DLSS), und das ist ein wichtiger Grund, warum Temporal Super Resolution (TSR) und AMDs FidelityFX Super Resolution 2.0 (FSR) so hochwertige Ergebnisse liefern können.

Subpixel Morphologisches Anti-Aliasing (SMAA)

Subpixel Morphological Anti-Aliasing (SMAA) ist FXAA sehr ähnlich. Es nutzt die Kantenerkennung und verwischt Pixel um scharfe Kanten herum. Der Hauptunterschied besteht darin, dass SMAA etwas stärker auf Ihre GPU zugreift, um entlang dieser Kanten mehrere Proben zu nehmen.

Aus diesem Grund bietet SMAA tendenziell eine bessere Bildqualität als FXAA, benötigt aber nicht so viel Leistung wie MSAA oder SSAA. In den letzten Jahren ist es jedoch in Ungnade gefallen, da TAA eine ähnliche Balance mit besseren Ergebnissen findet.

So aktivieren Sie Anti-Aliasing in Spielen

Sie können Anti-Aliasing-Einstellungen in den Grafikeinstellungen der meisten Spiele vornehmen. Entweder wird es als „just“ aufgeführt Kantenglättung, oder als Art des Anti-Aliasings (FXAA, MSAA usw.). Die Einstellungen sprechen meist für sich, abgesehen vom Faktor. Einige Techniken, wie MSAA, werden von einer Zahl begleitet, die die Qualität des Anti-Aliasing angibt (MSAA 4x ist beispielsweise besser als MSAA 2x).

Wenn Sie Anti-Aliasing universell einrichten möchten, können Sie dies über Ihr tun Grafikkarte Software. Öffnen Sie für Nvidia die Nvidia-Systemsteuerung und navigieren Sie zu 3D-Einstellungen verwalten. Standardmäßig ist die Anti-Aliasing-Modus Die Einstellung ist auf eingestellt Anwendungsgesteuert. Sie haben drei Möglichkeiten:

• Aus: Schaltet Anti-Aliasing in Spielen standardmäßig aus.
• Verbessern Sie die Anwendungseinstellung: Ermöglicht Ihnen, weiteres Anti-Aliasing zu aktivieren, das über das hinausgeht, was ein Spiel bietet (nützlich bei Titeln mit Anti-Aliasing-Umschaltung).
• Beliebige Anwendungseinstellung überschreiben: Ermöglicht Ihnen, Ihr eigenes Anti-Aliasing basierend auf dem Faktor in der festzulegen Anti-Aliasing-Einstellung Abschnitt.

Darüber hinaus können Sie FXAA in der Nvidia-Systemsteuerung aktivieren. Da es sich bei FXAA um eine Post-Processing-Form des Anti-Aliasing handelt, können Sie es auf jedes Spiel anwenden, entweder als eigenständige Form des Anti-Aliasing oder zusätzlich zu dem, was Sie im Spiel festgelegt haben.

In der Radeon-Software von AMD können Sie auch Anti-Aliasing einrichten. Navigieren Sie zu Einstellungen > Grafiken und klicken Sie auf Fortschrittlich runterfallen. Sie haben ähnliche Einstellungen wie Nvidia für Anti-Aliasing: Schalten Sie es aus, verbessern Sie es oder überschreiben Sie es. Radeon Software bietet jedoch weitere Tools für die Art von Anti-Aliasing, die Sie anwenden möchten:

• Multisample: Dies ist MSAA, das Sie zusätzlich zu vorhandenem Anti-Aliasing oder als eigenständige Einstellung anwenden können.
• Adaptives Multisample: Hierbei handelt es sich um adaptives MSAA, das MSAA durch Anwendung von Anti-Aliasing auf Oberflächen mit transparenten Elementen verbessert.
• Supersampling: Dies ist SSAA, die anspruchsvollste Form des Anti-Aliasing.

Sie finden auch Optionen für MLAA oder morphologisches Anti-Aliasing. Dies ist im Grunde AMDs Version von FXAA, die Sie als einzelnen Post-Processing-Durchlauf des Anti-Aliasing oder zusätzlich zum Anti-Aliasing anwenden können, das Sie im Spiel festgelegt haben.

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