Technologia wyświetlania 3D-obiekty na komputerach monitorowych rozwija wraz z wydaniem nowoczesnych kart graficznych. Uzyskanie doskonałego obrazu w aplikacjach trójwymiarowych jako zbliżona do rzeczywistej wideo jest głównym zadaniem rozwoju żelaza i głównym celem dla fanów gier komputerowych. Pomoc w tym jest nazywana technologią, zaimplementowaną w kartach wideo najnowszej generacji - filtrowanie anizotropowe w grach.

Co to jest?

Każdy gracz komputerowy chce rozkładanie na ekranie barwny obraz wirtualnego świata do wspinaczki górskiej, można odkrywać malownicze otoczenie, aby naciśnięcie przycisku przyspieszenie odmówić klawiaturę na horyzoncie widać nie tylko prosta ścieżka toru wyścigowego, ale także pełne środowisko w postaci miejskich krajobrazów. Rzeczy, które pojawiają się na ekranie tylko idealnie skierowaną bezpośrednio do użytkownika w najdogodniejszej skali, w rzeczywistości większość obiektów trójwymiarowych jest pod kątem do linii wzroku. Ponadto, różne tekstury wirtualną odległość od punktu widzenia i umożliwia dostosowanie do rozmiaru obiektu i jego tekstury. Obliczenia odzwierciedlać trójwymiarowego świata na dwuwymiarowym ekranie, 3d rachunek różne technologie mające na celu poprawę percepcji wzrokowej, w tym nie mniej filtrowania anizotropowego wzoru (lub trilineynaya). Filtrowanietaki plan należy do najlepszych osiągnięć w tej dziedzinie.

Na palcach

Aby zrozumieć, co daje filtrowanie anizotropowe, musisz zrozumieć podstawowe zasady algorytmów teksturowania. Wszystkie obiekty trójwymiarowego świata składają się ze "szkieletu" (trójwymiarowego modelu objętości obiektu) i powierzchni (tekstury) - dwuwymiarowego obrazu "rozciągniętego" nad ramą. Najmniejszą częścią tekstury jest texel w kolorze, który jest jak piksele na ekranie, w zależności od gęstości tekstury, tekle mogą mieć różne rozmiary. Wielobarwny texel składa się z pełnego obrazu dowolnego obiektu w trójwymiarowym świecie.

Na ekranie tekle są przeciwległymi pikselami, których liczba jest ograniczona dostępną rozdzielczością. Podczas gdy tekle w wirtualnej strefie widoczności mogą być praktycznie nieskończonym zestawem, pikselami, wyświetlają obraz użytkownikowi, mają ustaloną liczbę. Przetwarzanie widocznych tekseli w pikselach kolorowych zajmuje się algorytmem przetwarzania modeli trójwymiarowych - filtracja (anizotropowa, dwuliniowa lub trójliniowa). Więcej o wszystkich rodzajach - niższej kolejności, gdy się ze sobą nawzajem wychodzą.

Zamknij kolor

Najprostszym algorytmem filtracji jest wyświetlenie koloru najbliższego punktu próbkowania punktu. Wszystko jest proste: promień widzenia określonego punktu na ekranie wypada na powierzchnię trójwymiarowego obiektu, a tekstura obrazów zwraca kolor najbliższy punktu spadających tekseli, odfiltrowując wszystkie pozostałe. Idealny do monochromatycznych powierzchni. Dla małychRóżnice koloru daje również dość jakość obrazu, ale bardzo smutne, bo gdzie można zobaczyć trójwymiarowe obiekty tego samego koloru? Tylko shadery oświetlenie, cienie, odbicia i bardziej skłonni do malowania dowolnego obiektu w grze jak choinki, że mówimy o tych samych tekstur, które czasami są dziełami sztuki. Nawet bezduszny szary mur beton we współczesnych grach - to nie będzie po prostu kolor prostokąt jest usiany szorstkość, czasem pęknięcia i zarysowania oraz inne elementy artystyczne powierzchnię, tak blisko do rodzaju ściany wirtualnych rzeczywistych lub fikcyjnych deweloperów Fantasy ścianach. Ogólnie rzecz biorąc, w pierwszych trójwymiarowych grach można użyć ścisłego koloru, ale teraz gracze stają się bardziej wymagający zgodnie z harmonogramem. Liczy się to: filtrowanie w zbliżeniu nie wymaga przetwarzania, co jest bardzo opłacalne pod względem zasobów komputera.

filtrujący liniowy

Różnice algorytm liniowy nie jest bardzo istotne, zamiast najbliższego punktu Texel liniowa filtrowania wykorzystuje tylko 4 i oblicza średni kolor pomiędzy. Jedynym problemem powierzchni pod pewnym kątem do ekranu, w linii widzenia elipsy tworzy strukturę, podczas filtracji stosuje się doskonałą liniową kółko wyboru następnego Texel niezależnie od kąta widzenia. Korzystanie cztery teksele zamiast jednego może znacznie poprawić renderowania zdalne z punktu widzenia tekstury, ale jeszcze nie na tyle, aby prawidłowo wyświetlić obraz.

Mip-mapping

Ta technologia pozwala w pewien sposób zoptymalizować rysunek grafiki komputerowej. Każda struktura tworzy pewna liczba kopii o różnym stopniu szczegółowości na każdym poziomie szczegółowości dostaje swój własny obraz, na przykład, do długiego korytarza lub w wielkich halach w pobliżu podłogi i ściany wymagają maksymalnej szczegółowości, podczas najdalszych zakątków obejmować tylko kilka pikseli i nie wymagają wiele szczegółów . Ten trójwymiarowy funkcja graficzna pomaga uniknąć rozmycia odległych tekstur i oszpecenie wzór i strat, i współpracuje z filtrowaniem, ponieważ karta graficzna w obliczeniach filtrowania sam nie jest w stanie zdecydować, które Texel ważne, aby wykonać zdjęcie, a co - nie.

filtrowania dwuliniowo

z wykorzystaniem filtrowania liniowy i MIP-teksturowania się algorytm dwuliniowego, który umożliwia jeszcze lepsze zdalnym obiektów i powierzchni. Ale wszystkie te same technologie 4 Texel nie zapewniają wystarczającej elastyczności, w filtrowaniu dwuliniowa dodatek nie eliminuje przejść do następnego poziomu powiększenia, współpracując z każdej części osobno tekstur i ich granice mogą być postrzegane. Tak więc, w pewnej odległości i w skrajnych kątów tekstura poważnie erozji, dzięki czemu obraz nienaturalne jak dla osób krótkowzroczności oraz tekstury przy złożonych wzorach widocznych linii połączenia tekstury różnych rozdzielczości. Ale jesteśmy na ekranie monitora, nie potrzebujemy krótkowzroczności i różnych niejasnych linii!

Filtracja trylicyn

Ta technologiama na celu poprawienie rysunku na liniach zmian tekstur w skali. Podczas gdy dwuliniowy algorytm działa osobno dla każdego poziomu mapowania mip, filtracja trillona dodatkowo oblicza granicę poziomów szczegółów. Wszystko to zwiększa wymagania dla pamięci RAM, a poprawianie obrazu na odległych obiektach w tym samym czasie nie jest bardzo zauważalne. Oczywiście granice między poziomami skalowania bliskiego poziomu są lepiej przetwarzane niż bilinear i wyglądają bardziej harmonijnie bez ostrych skoków, co wpływa na ogólne wrażenie.

Filtracja anizotropowa

Jeśli obliczyliśmy rzut promienia każdego piksela ekranu na teksturę w zależności od kąta patrzenia, wyskoczy błędne dane - trapezoidalne. Wraz z użyciem większej liczby teksów do obliczenia ostatecznego koloru, może to dać znacznie lepszy wynik. Co daje filtracja anizotropowa? Biorąc pod uwagę, że limity liczby tekseli stosowane w teorii nie są, taki algorytm może wyświetlać grafikę komputerową o nieograniczonej jakości w dowolnej odległości od punktu widzenia i pod dowolnym kątem, idealnie porównywalnej z rzeczywistym wideo. Filtracja anizotropowa, oparta na jej możliwościach, opiera się wyłącznie na specyfikacjach kart graficznych komputerów osobistych, dla których zaprojektowano współczesne gry wideo.

Odpowiednie karty graficzne

Tryb filtrowania anizotropowego był dostępny na kartach wideo od 1999 r., Począwszy od słynnych kart Riva TNT i Voodoo. Najlepsze kompletne zestawy tych kart całkowicie poradziły sobie z błędem obliczeńwykresy trójliniowe, a nawet dawały normalne wartości FPS przy użyciu filtracji anizotropowej x2. Ostatnia cyfra wskazuje jakość filtracji, która z kolei zależy od Texel liczba zatrudnionych przy obliczaniu ostatecznego koloru piksela na ekranie, w tym przypadku, cały 8. Plus, używany w obliczeniach na rogu obszaru przechwytywania Texel, a nie krążyć, jak w algorytmach liniowych wcześniej. Nowoczesne karty graficzne są w stanie przetworzyć anizotropowe filtrowanie na poziomie x16, co oznacza użycie 128 tekstur do obliczenia ostatecznego koloru piksela. Zapowiada znaczną poprawę na wyświetlaczu pilota z punktu widzenia tekstury, ale także poważne obciążenie, ale karty graficzne są wyposażone w najnowsze generacje wystarczającej ilości pamięci i procesorów wielordzeniowych, aby poradzić sobie z tym zadaniem.

Wpływ na FPS

Korzyści są jasne, ale jak kosztują gracze kosztują anizotropową filtrację? Wpływ na wydajność kart graficznych gier z poważnym nadzieniem wystawione nie później niż w 2010 roku, bardzo nieznacznie, co potwierdza testy niezależnych ekspertów w wielu popularnych gier. Filtrowanie anizotropowe tekstur jako kart x16 sprawie budżetu pokazuje zmniejszenie całkowitej stopy fps 5,10%, a następnie przez składniki mniej produktywnych karty graficznej. Taka lojalność współczesnego żelaza do zasobochłonnych komputerów sugeruje nieustającą troskę producentów o nas, skromnych graczy. Możliwe, że niedaleko jest przejście donastępujące poziomy anizotropii jakości, tylko iberdavlya nie jest pompowana. Oczywiście filtracja anizotropowa to znacznie więcej niż poprawa jakości obrazu. M.in., czy nie, decyduje gracz, ale szczęśliwi właściciele najnowszych modeli firmy NVIDIA lub AMD (ATI) nawet nie myśleć o tym problemie - ustawianie filtrowania anizotropowego na najwyższym poziomie nie wpłynie na wydajność i dać realistyczne krajobrazy oraz doskonałe lokalizacje. Nieco bardziej skomplikowana sytuacja właściciele wbudowanych rozwiązań graficznych z firmy Intel, jak w tym przypadku, wiele zależy od jakości pamięci komputera, jego częstotliwości zegara i objętości.

Opcje i optymalizacja

Rodzaj filtra i kontrola jakości są dostępne za pośrednictwem specjalnego oprogramowania, które reguluje sterowniki karty graficznej. W menu gry dostępne jest również zaawansowane, anizotropowe filtrowanie. Realizacja dużych dokumentów i korzystania z wielu monitorów w grach przymusowych producentów pomyśleć o przyspieszeniu swoich produktów, w tym poprzez optymalizację algorytmów anizotropowe. Producenci kart w najnowszych wersjach sterowników wprowadzili nową technologię o nazwie adaptacyjna filtracja anizotropowa. Co to znaczy? Ta funkcja, zaprezentowana przez AMD i częściowo wdrożona w najnowszych produktach Nvidii, pozwala zmniejszyć współczynnik filtrowania, gdy tylko jest to możliwe. Tak więc, współczynnik anizotropii x2 obsługuje filtrowanie sąsiadów teksturę, a odległe obiekty uczyni bardziej złożonych algorytmów domaksymalny współczynnik x16. Jak zwykle, optymalizacja zapewnia znaczną poprawę kosztem jakości, w miejscach, w których technologia adaptacyjna jest podatna na błędy, które są zauważalne w przypadku ultra-tuningu niektórych z ostatnich trójwymiarowych gier wideo. Na co wpływa filtrowanie anizotropowe? Wykorzystanie mocy obliczeniowej kart wideo w porównaniu z innymi technologiami filtrowania jest znacznie większe, co wpływa na wydajność. Jednak problem szybkości z wykorzystaniem tego algorytmu był od dawna rozwiązywany w nowoczesnych układach graficznych. Wraz z innymi trójwymiarowymi technologiami filtracja anizotropowa w grach (które już prezentujemy) wpływa na ogólne wrażenie integralności obrazu, zwłaszcza podczas wyświetlania odległych obiektów i tekstur umieszczonych pod kątem do ekranu. Jest to prawdopodobnie najważniejsza rzecz, której potrzebują gracze.

Patrząc w przyszłość

Nowoczesne żelazko o przeciętnej charakterystyce i wyższej jest w stanie sprostać wymaganiom graczy, więc słowo o jakości trójwymiarowych światów komputerowych jest obecnie twórcą gier wideo. Adaptery najnowszej generacji obsługują nie tylko wysokiej rozdzielczości i wymagające dużej ilości zasobów technologie przetwarzania obrazu, takie jak anizotropowe filtry teksturowania, ale także technologię VR lub obsługę wielu monitorów.