Технологиите за показване на 3D обекти на екрана на персонални компютърни монитори се развиват заедно с издаването на модерни графични адаптери. Получаването на перфектната картина в 3D приложенията, възможно най-близо до реалното видео, е основната задача на разработчиците на желязо и основната цел за любителите на компютърните игри. Помощ в това се нарича технология, внедрена във видеокарти от последните поколения - анизотропна филтрация в игрите.
Какво е това?
Всеки компютърен играч иска да има цветна картина на виртуалния свят, разгърната на екрана, така че, изкачвайки се на върха на планината, да можеш да изследваш живописните квартали, така че чрез натискане на бутона на ускорението на клавиатурата, към хоризонта да видиш не само прав път на пистата, но и пълна среда под формата на градски пейзажи. Обектите, показани на монитора, само идеално стоят пред потребителя в най-удобния мащаб, всъщност по-голямата част от триизмерните обекти са под ъгъл спрямо линията на видимост. Освен това различното виртуално разстояние на текстурите от гледна точка също прави корекции в размера на обекта и неговите текстури. Изчисленията на 3D света се показват на двуизмерен екран и се заемат от различни 3D технологии, предназначени да подобрят зрителното възприятие, сред които не последното място заема чертожната филтрация (анизотропна или трилинейна). филтриранетакъв план е сред най-добрите развития в тази област.
На пръсти
За да разберете какво дава анизотропното филтриране, трябва да разберете основните принципи на алгоритмите за текстуриране. Всички обекти на триизмерния свят се състоят от "скелет" (триизмерен обемен модел на обекта) и повърхност (текстура) - двуизмерен образ, "опънат" над рамката. Най-малката част от текстурата е цветният тексел, който е като пикселите на екрана, в зависимост от плътността на текстурата, текселите могат да бъдат с различни размери. Многоцветният тексел се състои от пълна картина на всеки обект в триизмерен свят.
На екрана текстовете са противоположни пиксели, чийто брой е ограничен от наличната резолюция. Докато текстовете във виртуалната зона на видимост могат да бъдат практически безкрайни, пиксели, извеждат изображението на потребителя, имат фиксиран номер. Така трансформацията на видимите тексели в цветния пиксел се отнася до алгоритъма за обработка на триизмерни модели - филтрация (анизотропна, билинейна или трилинейна). Повече за всички видове - по-ниски, тъй като те излизат един от друг.
Затворен цвят
Най-простият алгоритъм на филтриране е да покаже цвета на точката за вземане на проби от най-близката точка. Всичко е просто: лъчът на видимост на определена точка на екрана пада на повърхността на триизмерен обект, а текстурата на образите връща цвета на най-близката до точката на падане тексел, филтрирайки всички останали. Идеален за монохромни цветни повърхности. За малкитецветовите различия също дават доста висококачествено изображение, но по-скоро тъжно, защото къде видяхте триизмерни обекти от един и същи цвят? Има само леки шейдъри, сенки, отражения и други, готови да оцветят всеки предмет в игри като коледна елха, какви са самите текстури, които понякога представляват произведения на изобразителното изкуство. Дори и сивата бездушна бетонна стена в съвременните игри - това не е просто правоъгълник с неясни цветове, тя е осеяна с грапавост, понякога пукнатини и драскотини, и други артистични елементи на повърхността, колкото е възможно по-близо до външния вид на виртуалната стена. Като цяло, близък цвят може да се използва в първите триизмерни игри, но сега играчите са станали много по-взискателни към графика. Важното е: филтрирането отблизо не изисква компютър, което е много рентабилно по отношение на компютърните ресурси.
Линейна филтрация
Разликите между линейния алгоритъм не са много значими, вместо най-близкото точково-линейно филтриране използва незабавно 4 и изчислява средния цвят между тях. Единственият проблем е, че върху повърхностите, разположени под ъгъл спрямо екрана, лъчът на видимостта образува елипса върху текстурата, докато линейната филтрация използва идеален кръг, за да избере най-близките тексели, независимо от ъгъла на гледане. Използването на четири текстури вместо едно може значително да подобри рисуването на отдалечени от гледна точка на текстурите, но все още не е достатъчно, за да покаже правилно изображението.
Mip-mapping
Тази технология ви позволява да оптимизирате чертежа на компютърната графика. За всяка текстура се създава определен брой копия с различна степен на детайлност, за всяко ниво на детайл избира собственото си изображение, например за дълъг коридор или голяма зала, близкият под и стените изискват максимално възможни детайли, докато далечните ъгли покриват само няколко пиксела и не изискват много подробности. , Тази триизмерна графична функция помага да се избегне изкривяването на далечни текстури, както и изкривяването и загубата на изображението, и работи във връзка с филтрирането, тъй като видео адаптерът само при изчисляването на филтрацията не може да реши кои текстури са важни за пълнотата на картината, а което не е много.
Билинейно филтриране
Използвайки линейно филтриране и MIP текстуриране заедно, получаваме билинейна алгоритъм, който позволява да се показват още по-отдалечени обекти и повърхности. Все пак, едни и същи 4 тексала не осигуряват достатъчно гъвкава технология, освен това, билинейното филтриране не елиминира преходите към следващото ниво на скалиране, работещи с всяка част от текстурата поотделно, и техните граници могат да се видят. Така, на голямо разстояние или под голям ъгъл, текстурата е много неясна, правейки образа неестествен, сякаш за хора с късогледство, плюс за текстури със сложни рисунки, видими линии на интерфейса на текстури с различни резолюции. Но ние сме на екрана на монитора, не се нуждаем от късогледство и различни неясни линии!
Трилинова филтрация
Тази технологияе предназначен да коригира чертежа по линиите на промени в мащабите на текстурите. Докато билинейният алгоритъм работи с всяко ниво на MIP-картиране поотделно, трилионната филтрация допълнително изчислява границата на нивата на детайлност. Всичко това увеличава изискванията за RAM и подобряването на изображението на отдалечени обекти в същото време не е много забележимо. Разбира се, границите между нивата на скалиране на близко ниво получават по-добра обработка от билинейните и изглеждат по-хармонично без остри скокове, което се отразява на цялостното впечатление.
Анизотропна филтрация
Ако изчислим проекцията на радиуса на всеки пиксел на екрана върху текстурата според ъгъла на гледане, ще се появят грешни цифри - трапецовидна. Заедно с използването на повече тексас за изчисляване на крайния цвят, това може да даде много по-добър резултат. Какво дава анизотропната филтрация? Като се има предвид, че границите на броя на използваните теоретично теоретично не са, такъв алгоритъм е способен да покаже компютърна графика с неограничено качество на всяко разстояние от гледна точка и под всеки ъгъл, идеално сравнимо с реалното видео. Анизотропната филтрация, базирана на нейните възможности, се основава единствено на спецификациите на графичните адаптери на персонални компютри, за които са проектирани съвременни видео игри.
Подходящи графични карти
Режимът на анизотропно филтриране е на разположение на видео адаптерите от 1999 г. насам, започвайки с известните карти Riva TNT и Voodoo. Най-пълните комплекти от тези карти напълно се справиха с погрешна преценкатрилинейни графики и дори дават нормални FPS стойности, използвайки анизотропна филтрация х2. Последната цифра показва качеството на филтрирането, което от своя страна зависи от броя на използваните текстове при изчисляване на окончателния цвят на пиксела на екрана, в този случай се използва цялото число плюс. не кръг, както в линейни алгоритми преди. Съвременните графични карти могат да обработват анизотропно филтриране на ниво x16, което означава използване на 128 текстури за изчисляване на крайния цвят на пиксела. Това обещава значителни подобрения в изобразяването на текстури, които са отдалечени от гледна точка, както и на тежкото натоварване, но последните поколения графични адаптери са снабдени с достатъчно количество RAM и многоядрени процесори за справяне с тази задача.
Влияние върху FPS
Ползите са ясни, но колко скъпо ще струват играчите анизотропна филтрация? Влияние върху производителността на игрални видео карти със сериозно попълване, издадено не по-късно от 2010 г., е много слабо, както се вижда от тестовете на независими експерти в редица популярни игри. Анизотропното филтриране на текстури като x16 на бюджетни карти показва намаляване на общата FPS от 5-10%, а след това и поради по-малко продуктивните компоненти на графичния адаптер. Такава лоялност на модерното желязо към ресурсно-интензивното изчисление предполага непрекъснатата загриженост на производителите за нас, скромните геймъри. Възможно е не далеч да се премине къмследните нива на качеството анизотропия, само iberdavlya не се изпомпва.
Разбира се, анизотропната филтрация е много повече от подобрение само на качеството на изображението. Дали да го включите или не, решете плейъра, но щастливите собственици на последните модели от Nvidia или AMD (ATI) не трябва дори да мислят за този проблем - настройката на анизотропното филтриране до максималното ниво няма да повлияе на производителността и ще добави реалистични пейзажи и големи локации. Малко по-сложна ситуация със собствениците на вградени графични решения от Intel, както в този случай, много зависи от качествата на RAM на компютъра, неговата тактова честота и обем.
Опции и оптимизация
Видът на филтъра и контролът на качеството са достъпни чрез специален софтуер, който регулира драйверите на графичния адаптер. Също така в менюто на играта се предлага усъвършенствано настройване на анизотропното филтриране. Прилагането на големи разрешения и използването на множество монитори в игрите принудиха производителите да мислят за ускоряване на продуктите си, включително чрез оптимизиране на анизотропните алгоритми. Производителите на карти в последните версии на драйверите въведоха нова технология, наречена адаптивна анизотропна филтрация. Какво означава това? Тази функция, представена от AMD и частично внедрена в най-новите продукти на Nvidia, ви позволява да намалите филтърния фактор, където е възможно. По този начин, анизотропното филтриране по коефициента x2 може да се справи с почти текстурите, докато отдалечените обекти ще визуализират по по-сложни алгоритми домаксимален x16-коефициент. Както обикновено, оптимизацията осигурява значително подобрение за сметка на качеството, на места адаптивната технология е предразположена към грешки, които са забележими при ултра-настройката на някои от последните триизмерни видео игри.
Какво влияе анизотропното филтриране? Използването на изчислителна мощ на видео адаптерите в сравнение с други филтриращи технологии е много по-високо, което се отразява на производителността. Въпреки това, проблемът с скоростта с използването на този алгоритъм отдавна е решен в съвременните графични чипове. Заедно с други триизмерни технологии, анизотропната филтрация в игрите (която вече присъстваме) засяга цялостното впечатление за целостта на изображението, особено когато се показват отдалечени обекти и текстури, разположени под ъгъл спрямо екрана. Това е може би най-важното нещо, от което се нуждаят играчите.
Поглед към бъдещето
Модерното желязо със средни характеристики и по-горе е напълно в състояние да се справи с изискванията на играчите, така че думата за качеството на триизмерните компютърни светове сега е разработчик на видео игри. Най-новото поколение графични адаптери поддържат не само технологии за обработка на изображения с висока разделителна способност и ресурси, като филтри за анизотропни текстури, но също така и VR технология или поддръжка на множество монитори.
