Фильтрация анизотропная: для чего нужна, на что влияет, практическое использование

Работа и оптимизация

Типовое количество потребовало, может сделать анизотропную фильтрацию чрезвычайно интенсивной полосой пропускания. Многократные структуры распространены; каждый образец структуры мог составить четыре байта или больше, таким образом, каждый анизотропный пиксель мог потребовать 512 байтов от памяти структуры, хотя сжатие структуры обычно используется, чтобы уменьшить это.

Видео устройство отображения может легко содержать более чем два миллиона пикселей, и желаемое применение framerates имеет часто вверх 30 кадров в секунду. В результате необходимая полоса пропускания памяти структуры может вырасти до больших ценностей. Диапазоны сотен гигабайтов в секунду полосы пропускания трубопровода для операций по предоставлению структуры весьма обычны, где анизотропные операции по фильтрации включены.

К счастью, несколько факторов смягчают в пользу лучшей работы:

  • Сами исследования разделяют припрятавшие про запас образцы структуры, и межпиксель и внутрипиксель.
  • Даже с анизотропной фильтрацией с 16 сигналами, не все 16 сигналов всегда необходимы, потому что только отдаленный очень наклонный пиксель заполняется, имеют тенденцию быть очень анизотропным.
  • Очень Анизотропный пиксель заполняется, имеет тенденцию покрывать небольшие области экрана (т.е. обычно менее чем 10%)
  • Фильтры усиления структуры (как правило) не требуют никакой анизотропной фильтрации.

Опции и оптимизация

Управление типом и качеством фильтрации доступно благодаря специальному ПО, регулирующему драйвера графических адаптеров. Также расширенная настройка анизотропной фильтрации доступна в игровых меню. Реализация больших разрешений и использование нескольких мониторов в играх заставили производителей задуматься об ускорении работы своих изделий, в том числе за счёт оптимизации анизотропных алгоритмов. Производители карт в последних версиях драйверов представили новую технологию под названием адаптивная анизотропная фильтрация. Что это значит? Эта функция, представленная AMD и частично реализованная в последних продуктах Nvidia, позволяет снижать коэффициент фильтрации там, где это возможно. Таким образом, фильтрация анизотропная коэффициентом х2 может обрабатывать ближние текстуры, тогда как удалённые объекты пройдут рендеринг по более сложным алгоритмам вплоть до максимального х16-коэффициента. Как обычно, оптимизация даёт существенное улучшение за счёт качества, местами адаптивная технология склонна к ошибкам, заметным на ультранастройках некоторых последних трёхмерных видеоигр.Фильтрация анизотропная: для чего нужна, на что влияет, практическое использование

На что влияет анизотропная фильтрация? Задействование вычислительных мощностей видеоадаптеров, по сравнению с другими технологиями фильтрации, намного выше, что сказывается на производительности. Впрочем, проблема быстродействия при использовании этого алгоритма давно решена в современных графических чипах. Вместе с остальными трёхмерными технологиями анизотропная фильтрация в играх (что это такое мы уже представляем) влияет на общее впечатление о целостности картинки, особенно при отображении удалённых объектов и текстур, расположенных под углом к экрану. Это, очевидно, главное, что требуется игрокам.

Какими бывают карты?

Фильтрация анизотропная: для чего нужна, на что влияет, практическое использование

Делать какой-то сверхразвитый движок в наше время – это достаточно серьезная трата средств. И при этом весомый риск. Такими приемами пользуются только высокобюджетные проекты с масштабной рекламой, которые заранее, еще до выхода, уверены в том, что игру будут активно сметать с прилавков

Также следует отметить тот факт, что в последнее время особенное внимание уделяется «политике» касательно современных игровых движков, ведь в сфере игростроя давным-давно присутствует политика, которая предпочитает учитывать интересы двух передовых компаний в области графических процессоров – это NVIDIA и ATI

Компании достаточно давно соперничают между собой, и на самом деле нет никаких перспектив того, что в ближайшем будущем это противостояние сможет закончиться, однако потребителям это только на руку. Теперь уже мало просто разработать действительно качественный движок, нужно еще и заручиться поддержкой одного из производителей, которые даже создали собственные партнерские программы для игроделов.

Влияние на FPS

Преимущества понятны, но как дорого обойдётся игрокам анизотропная фильтрация? Влияние на производительность игровых видеоадаптеров с серьёзной начинкой, выпущенных не позднее 2010 года, очень незначительно, что подтверждают тесты независимых экспертов в ряде популярных игр. Фильтрация текстур анизотропная в качестве х16 на бюджетных картах показывает снижение общего показателя FPS на 5-10%, и то за счёт менее производительных компонентов графического адаптера. Такая лояльность современного железа к ресурсоёмким вычислениям говорит о непрестанной заботе производителей о нас, скромных геймерах. Вполне возможно, что не за горами переход на следующие уровни качества анизотропии, лишь бы игроделы не подкачали.

Конечно, в улучшении качества картинки участвует далеко не одна только анизотропная фильтрация. Включать или нет ее, решать игроку, но счастливым обладателям последних моделей от Nvidia или AMD (ATI) не стоит даже задумываться над этим вопросом — настройка анизотропной фильтрации на максимальный уровень не повлияет на производительность и добавит реалистичности пейзажам и обширным локациям. Немногим сложнее ситуация у хозяев встроенных графических решений от компании Intel, так как в этом случае многое зависит от качеств оперативной памяти компьютера, её тактовой частоты и объёма.

Что это такое?

Фильтрация анизотропная: для чего нужна, на что влияет, практическое использование

Каждому компьютерному игроку хочется, чтобы на экране разворачивалась красочная картина виртуального мира, чтобы, взобравшись на вершину горы, можно было обозревать живописные окрестности, чтобы, нажимая до отказа кнопку ускорения на клавиатуре, до самого горизонта можно было увидеть не только прямую трассу гоночного трека, а и полноценное окружение в виде городских пейзажей. Объекты, отображаемые на экране монитора, только в идеале стоят прямо перед пользователем в самом удобном масштабе, на самом деле подавляющее большинство трёхмерных объектов находится под углом к линии зрения. Более того, различное виртуальное расстояние текстур до точки взгляда также вносит коррективы в размеры объекта и его текстур. Расчётами отображения трёхмерного мира на двумерный экран и заняты различные 3D-технологии, призванные улучшить зрительное восприятие, в числе которых не последнее место занимает текстурная фильтрация (анизотропная или трилинейная). Фильтрация такого плана относится к числу лучших разработок в этой области.

Улучшение на изотропическом отображении MIP

От этого пункта дальше, предполагается, что читатель знаком с отображением MIP.

Если мы должны были исследовать более приблизительный анизотропный алгоритм, отображение РАЗРЫВА, как расширение от отображения MIP, мы можем понять, как анизотропная фильтрация получает такое качество отображения структуры. Если нам нужна к структуре горизонтальная плоскость, которая является под наклонным углом к камере, традиционный minification карты MIP дал бы нам недостаточную горизонтальную резолюцию из-за сокращения частоты изображения в вертикальной оси. Это вызвано тем, что в MIP, наносящем на карту каждый уровень MIP, изотропическое, таким образом, 256 структур × 256 уменьшены к 128 изображениям × 128, затем 64 изображения × 64 и так далее, таким образом, половины резолюции на каждой оси одновременно, таким образом, исследование структуры карты MIP к изображению будет всегда пробовать изображение, которое имеет равную частоту в каждой оси. Таким образом, пробуя, чтобы избежать совмещения имен на высокочастотной оси, другие топоры структуры будут так же субдискретизироваться и поэтому потенциально пятнаться.

С анизотропной фильтрацией карты РАЗРЫВА, в дополнение к субдискретизации к 128 × 128, изображения также выбраны к 256 × 128 и 32 × 128 и т.д. Эти анизотропным образом субдискретизируемые изображения могут быть исследованы, когда нанесенная на карту структурой частота изображения отличается для каждой оси структуры. Поэтому, одна ось не должна пятнать из-за частоты экрана другой оси, и совмещения имен все еще избегают. В отличие от более общей анизотропной фильтрации, отображение РАЗРЫВА, описанное для иллюстрации, ограничено, только поддержав анизотропные исследования, которые выровнены с осью в космосе структуры, таким образом, диагональная анизотропия все еще представляет проблему, даже при том, что у случаев реального использования анизотропной структуры обычно есть такие screenspace отображения.

В терминах неспециалиста анизотропная фильтрация сохраняет «точность» структуры, обычно потерянной попытками структуры карты MIP избежать совмещения имен. Анизотропная фильтрация, как могут поэтому говорить, поддерживает свежую деталь структуры при всех ориентациях просмотра, обеспечивая быструю anti-aliased фильтрацию структуры.

Что лучше выбрать?

Конечно, у любого пользователя и простого геймера возникает вполне логичный вопрос. Сегодня есть трилинейная и анизотропная фильтрация – какая лучше? На самом деле лучше, конечно же, именно анизотропная технология. Все дело в том, что трилинейная фильтрация не очень правильно рассчитывает цвет каждого отдельного текселя, а если говорить более точно, то вовсе неправильно его рассчитывает, если речь идет о наклонных плоскостях. Применение анизотропной технологии позволяет дополнить использующиеся на данный момент режимы фильтрации, регулируя угол. При этом чем большим будет угол, тем более высоким будут реалистичность и качество, которые способна обеспечить анизотропная фильтрация текстур. Однако в то же время нужно понимать, что потребуется и большее количество мощности карты на обработку данных.

Гайд. За что отвечают настройки графики в играх и как они влияют на FPS

Игра на ПК в числе прочих дает одно важное преимущество: возможность настроить картинку «под себя», найти баланс между производительностью и качеством графики. Есть, правда, загвоздка: многие игроки не до конца понимают, на что влияет тот или иной параметр в настройках

Рассказываем, что к чему.

Думаю, с понятием разрешения знакомы уже более-менее все игроки, но на всякий случай вспомним основы. Все же, пожалуй, главный параметр графики в играх.

Изображение, которое вы видите на экране, состоит из пикселей. Разрешение — это количество пикселей в строке, где первое число — их количество по горизонтали, второе — по вертикали. В Full HD эти числа — 1920 и 1080 соответственно. Чем выше разрешение, тем из большего количества пикселей состоит изображение, а значит, тем оно четче и детализированнее.

Влияние на производительность

Очень большое.Увеличение разрешения существенно снижает производительность. Именно поэтому, например, даже топовая RTX 2080 TI неспособна выдать 60 кадров в 4K в некоторых играх, хотя в том же Full HD счетчик с запасом переваливает за 100. Снижение разрешения — один из главных способов поднять FPS. Правда, и картинка станет ощутимо хуже.

В некоторых играх (например, в Titanfall) есть параметр так называемого динамического разрешения. Если включить его, то игра будет в реальном времени автоматически менять разрешение, чтобы добиться заданной вами частоты кадров.

Если частота кадров в игре существенно превосходит частоту развертки монитора, на экране могут появляться так называемые разрывы изображения. Возникают они потому, что видеокарта отправляет на монитор больше кадров, чем тот может показать за единицу времени, а потому картинка рендерится словно «кусками».

Вертикальная синхронизация исправляет эту проблему. Это синхронизация частоты кадров игры с частотой развертки монитора. То если максимум вашего монитора — 60 герц, игра не будет работать с частотой выше 60 кадров в секунду и так далее.

Есть и еще одно полезное свойство этой опции — она помогает снизить нагрузку на «железо» — вместо 200 потенциальных кадров ваша видеокарта будет отрисовывать всего 60, а значит, загружаться не на полную и греться гораздо меньше.

Впрочем, есть у Vsync и недостатки. — очень заметный «инпут-лаг», задержка между вашими командами (например, движениями мыши) и их отображением в игре.

Лучший способ бороться с разрывами изображения на сегодняшний день — купить монитор с поддержкой G-Sync или FreeSync и соответствующую видеокарту Nvidia или AMD. Ни разрывов, ни инпут-лага.

Влияние на производительность

В общем и целом — никакого.

Если нарисовать из квадратных по своей природе пикселей ровную линию, она получится не гладкой, а с так называемыми «лесенками». Особенно эти лесенки заметны при низких разрешениях. Чтобы устранить этот неприятный дефект и сделать изображения более четким и гладким, и нужно сглаживание.

Здесь и далее — слева изображение с отключенной графической опцией (или установленной на низком значении), справа — с включенной (или установленной на максимальном значении).

Технологий сглаживания несколько, вот основные:

  • Суперсэмплинг (SSAA) — самое эффективное сглаживание, но вместе с тем — жутко требовательное к ресурсам. Работает оно просто: ваша видеокарта рендерит картинку в гораздо более высоком разрешении, чем задано в настройках, а потом «ужимает» его обратно. Чем выше это значение, тем лучше сглаживание и тем выше нагрузка на компьютер. Грубо говоря, при значении SSAA 4X ваш ПК будет вынужден за одно и то же время обсчитать одну и ту же сцену четыре раза, а не один.
  • MSAA — мультисемплинг. По эффективности схож с SSAA, но работает совершенно по-другому (объяснить его простыми словами довольно сложно, но это, пожалуй, и не нужно), а потому менее требователен к ресурсам. Если компьютер позволяет, именно это сглаживание стоит пробовать включать в первую очередь. Картинка лишь едва-едва потеряет в четкости, зато лесенки почти исчезнут.
  • FXAA (Быстрое сглаживание) — более простой способ сглаживания. На всю картинку попросту накидывается размытие. Вообще не влияет на производительность, но добавляет в изображение очень много «мыла». В большинстве случаев уж лучше терпеть «лесенки», но тут кому как.
  • TXAA («Временное сглаживание») / MLAA («Морфологическое сглаживание») — то же самое, что MSAA, но еще эффективнее. Первый тип поддерживается видеокартами Nvidia, второй — AMD. Если в игре есть один из этих вариантов, лучше всего использовать именно его. Почти идеальный баланс между эффективностью и производительностью.

Внедрение

Истинная анизотропная фильтрация исследует структуру анизотропным образом на лету на основе за пиксель для любой ориентации анизотропии.

В графических аппаратных средствах, как правило когда структура выбрана анизотропным образом, несколько исследований (texel образцы) структуры вокруг центральной точки взяты, но на типовом образце, нанесенном на карту согласно спроектированной форме структуры в том пикселе.

Каждое анизотропное исследование фильтрации — часто сам по себе фильтрованный образец карты MIP, который добавляет больше выборки к процессу. Шестнадцать трехлинейных анизотропных образцов могли бы потребовать 128 образцов от сохраненной структуры как трехлинейная карта MIP, фильтрующая потребности взять четыре раза образцов два уровня MIP, и затем анизотропная выборка (в с 16 сигналами) должна взять шестнадцать из этих трехлинейных фильтрованных исследований.

Однако этот уровень фильтрации сложности не требуется все время. Есть обычно доступные методы, чтобы уменьшить объем работы, который должны сделать аппаратные средства предоставления видео.

Анизотропный метод фильтрации, обычно осуществленный на графических аппаратных средствах, является составом фильтрованных пиксельных ценностей только от одной линии образцов карты MIP, которая упоминается как «собрание следа».

Принцип действия

Выбирается определенная текстура, которая соответствует разрешению, находящемуся поперек направления обзора. После этого берется несколько текселей, находящихся вдоль направления обзора, после чего осуществляется усреднение их цветов.

Так как на экране может находиться более одного миллиона пикселей, а каждый тексель при этом составляет не менее 32 бит, анизотропная фильтрация в играх требует невероятно большой пропускной способности видеокарты, которую не обеспечивают многие даже самые современные устройства. Именно по этой причине такие большие требования к памяти уменьшаются за счет использования кэширования, а также специализированных технологий сжатия текстур.

В этом разделеIn this section

РазделTopic ОписаниеDescription

Ближайшая точка выборкиNearest-point sampling

От приложений не требуется использовать фильтрацию текстур.Applications are not required to use texture filtering. Интерфейс Direct3D можно настроить таким образом, чтобы он вычислял адрес текселя, который часто не является целым числом, и копировал цвет текселя с ближайшим целочисленным адресом.Direct3D can be set so that it computes the texel address, which often does not evaluate to integers, and copies the color of the texel with the closest integer address. Этот процесс называется выборкой с ближайшей точки.This process is called nearest-point sampling.

Билинейная фильтрация текстурBilinear texture filtering

Билинейная фильтрация вычисляет средневзвешенное значение 4 текселей, которые расположены ближе всего к точке выборки.Bilinear filtering calculates the weighted average of the 4 texels closest to the sampling point. Этот способ фильтрации является более точным и распространенным, чем фильтрация по ближайшим точкам.This filtering approach is more accurate and common than nearest-point filtering. Это эффективный способ, поскольку он реализован в современном графическом оборудовании.This approach is efficient because it is implemented in modern graphics hardware.

Анизотропная фильтрация текстурAnisotropic texture filtering

Анизотропия — это искажение, видимое в текселях трехмерного объекта, поверхность которого ориентирована под углом относительно плоскости экрана.Anisotropy is the distortion visible in the texels of a 3D object whose surface is oriented at an angle with respect to the plane of the screen. Если пиксель из анизотропного примитива сопоставляется текселям, его форма искажается.When a pixel from an anisotropic primitive is mapped to texels, its shape is distorted.

Фильтрация с использованием MIP-карты текстурыTexture filtering with mipmaps

MIP-карта — это последовательность текстур, каждая из которых представляет собой одно и то же изображение с последовательно снижающимся разрешением.A mipmap is a sequence of textures, each of which is a progressively lower resolution representation of the same image. Высота и ширина каждого изображения или уровня MIP-карты меньше вышестоящего уровня на число, соответствующее степени двух.The height and width of each image, or level, in the mipmap is a power-of-two smaller than the previous level.

Насколько это помогает?

Вам не следует ожидать того, что в конечном итоге после включения данной функции трехмерная графика сказочно улучшится, скорее на больших углах даже будет получена определенная смазанность, однако в общем результате вы получите более реалистичную картинку. В связи с этим каждый для себя самостоятельно решает, стоит ли ему использовать эту функцию и насколько она будет для него продуктивной.

Так как очень сильного улучшения качества картинки данная функция не обеспечивает, те люди, которые стараются обеспечить максимальную производительность игры на не самых сильных компьютерах, ищут, как отключить анизотропную фильтрацию. Требовательность данной функции является немного несоизмеримой по сравнению с тем, какой результат она обеспечивает, поэтому стоит задуматься о том, чтобы отключить ее в первую очередь.

На пальцах

Чтобы понять, что даёт анизотропная фильтрация, нужно понимать основные принципы алгоритмов текстурирования. Все объёкты трёхмерного мира состоят из «каркаса» (трехмерной объёмной модели предмета) и поверхности (текстуры) — двумерной картинки, «натянутой» поверх каркаса. Малейшая часть текстуры — цветной тексель, это как пиксели на экране, в зависимости от «плотности» текстуры, тексели могут быть разных размеров. Из разноцветных текселей состоит полная картина любого объекта в трёхмерном мире.

На экране текселям противопоставлены пиксели, количество которых ограничено доступным разрешением. Тогда как текселей в виртуальной зоне видимости может быть практически бесконечное множество, пиксели, выводящие картинку пользователю, имеют фиксированное количество. Так вот, преобразованием видимых текселей в цветные пиксели занимается алгоритм обработки трёхмерных моделей — фильтрация (анизотропная, билинейная или трилинейная). Подробнее обо всех видах — ниже по порядку, так как они исходят одна из другой.

Степень анизотропии поддержана

Различные степени или отношения анизотропной фильтрации могут быть применены во время предоставления, и текущие аппаратные средства, отдающие внедрения, установили верхнюю границу на этом отношении. Эта степень относится к максимальному отношению анизотропии, поддержанной процессом фильтрации. Так, например 4:1 (объявленный «4 к 1») анизотропная фильтрация продолжит обострять более наклонные структуры вне диапазона, обостренного 2:1.

На практике то, что это означает, — то, что в очень наклонных texturing ситуациях 4:1 фильтр будет вдвое более острым, чем 2:1 фильтр (это покажет частоты дважды тот из 2:1 фильтр). Однако большая часть сцены не потребует 4:1 фильтр; только более наклонные и обычно более отдаленные пиксели потребуют более острой фильтрации. Это означает, что, поскольку степень анизотропной фильтрации продолжает удваиваться есть убывающая доходность с точки зрения видимого качества с меньше и меньшим количеством предоставленных пикселей, затронутых, и результаты становятся менее очевидными для зрителя.

Когда каждый сравнит предоставленные результаты 8:1 анизотропным образом фильтрованная сцена к 16:1 фильтрованная сцена, только относительно небольшое количество, очень наклонные пиксели, главным образом на более отдаленной геометрии, покажут явно более острые структуры в сцене с более высокой степенью анизотропной фильтрации и информацию о частоте о них немногие 16:1, фильтрованные пиксели только удвоят пиксели 8:1 фильтр. Исполнительный штраф также уменьшается, потому что меньше пикселей требует усилий данных большей анизотропии.

В конце это — дополнительная сложность аппаратных средств против этой убывающей доходности, которая заставляет верхнюю границу быть установленной на анизотропном качестве в дизайне аппаратных средств. Заявления и пользователи тогда бесплатные приспособить этот компромисс через водителя и параметры настройки программного обеспечения до этого порога.

Подходящие видеокарты

Режим анизотропной фильтрации был возможен на пользовательских видеоадаптерах уже с 1999 года, начиная с известных карт Riva TNT и Voodoo. Топовые комплектации этих карт вполне справлялись с просчётом трилинейной графики и даже выдавали сносные показатели FPS с использованием анизотропной фильтрации х2. Последняя цифра указывает на качество фильтрации, которое, в свою очередь, зависит от количества текселей, занятых в расчёте итогового цвета пикселя на экране, в данном случае их используется целых 8. Плюс ко всему, при расчётах используется соответствующая углу зрения область захвата этих текселей, а не круг, как в линейных алгоритмах ранее. Современные видеокарты способны обрабатывать фильтрацию анизотропным алгоритмом на уровне х16, что означает использование 128 текселей для расчётов итогового цвета пикселя. Это сулит значительное улучшение отображения удалённых от точки обзора текстур, а также и серьёзную нагрузку, но графические адаптеры последних поколений снабжены достаточным количеством оперативной памяти и многоядерными процессорами, чтобы справляться с этой задачей.

Как это работает?

Определение цвета пикселей осуществляется путем наложения на полигоны текстурных изображений, состоящих из пикселей двухмерного изображения – текселей, которые накладываются на 3D-поверхность. Главная дилемма в данном случае заключается в том, какие именно тексели будут определять цвет пикселя на экране. Для того чтобы более глубоко понять особенность, которой отличается фильтрация анизотропная, нужно представить, что ваш экран – это большая плита, на которой находится огромнейшее количество разнообразных отверстий, каждое из которых представляет собой пиксель.

Чтобы определить цвет пикселя на какой-либо трехмерной сцене, которая находится за данной плитой, вполне достаточно просто посмотреть в соответствующее отверстие. Теперь представим, что луч света проходит через него, после чего попадает на наш полигон, и если он будет располагаться параллельно касательно места своего входа, то в таком случае получится круглое световое пятно. Если же нет, то пятно будет несколько искаженным, т. е. будет иметь уже форму эллипса. Именно полигоны, которые располагаются в световом пятне, и будут определять цвет каждого конкретного пикселя.

Ближний цвет

Самым простым алгоритмом фильтрации является отображение цвета ближайшего к точке зрения каждого пискеля (Point Sampling). Всё просто: луч зрения определённой точки на экране падает на поверхность трёхмерного объекта, и текстура изображений возвращает цвет ближайшего к точке падения текселя, отфильтровывая все остальные. Идеально подходит для однотонных по цвету поверхностей. При небольших перепадах цвета тоже даёт вполне качественную картинку, но довольно унылую, так как где вы видели трёхмерные объекты одного цвета? Одни только шейдеры освещения, теней, отражений и другие готовы раскрасить любой объект в играх как новогоднюю ёлку, что же говорить о самих текстурах, которые порою представляют собой произведения изобразительного искусства. Даже серая бездушная бетонная стена в современных играх — это вам не просто прямоугольник невзрачного цвета, это испещрённая шероховатостями, порою трещинами и царапинами и другими художественными элементами поверхность, максимально приближающая вид виртуальной стены к реальным или выдуманным фантазией разработчиков стенам. В общем, ближний цвет мог быть использован в первых трёхмерных играх, сейчас же игроки стали гораздо требовательнее к графике

Что немаловажно: фильтрация ближнего цвета практически не требует вычислений, то есть очень экономична в плане ресурсов компьютера

Зачем она нужна?

Многие считают, что анизотропная фильтрация используется исключительно для того, чтобы обеспечить более качественное изображение, однако на самом деле это просто конечный результат, который обеспечивается далеко не только за счет самой фильтрации.

При формировании образа определенной текстуры программистами задается два уровня фильтрации текстур, которые представляют собой фильтры минимальной и предельной дистанции, определяющие то, какая конкретно функция фильтрации будет использоваться в процессе формирования образа текстуры в том случае, если камера будет отдаляться или же приближаться к нему.

К примеру, можно рассмотреть, когда анизотропная или трилинейная фильтрация используется при сближении, то есть когда каждый тексель начинает иметь большие габариты, и уже покрывает одновременно несколько пикселей. Для того чтобы убрать в данной ситуации ступенчатость, и будет использована фильтрация. При этом нужно отметить, что в такой ситуации данное решение является далеко не оптимальным, так как фильтрация (анизотропная или трилинейная) немного смазывает изображение. Для того чтобы придать более реалистичный вид картинке, потребуется увеличение разрешения самой текстуры.

А графика все растет и растет…

Фильтрация анизотропная: для чего нужна, на что влияет, практическое использование

Сделать абсолютную революцию в сфере графических 3D-движков достаточно сложно, вследствие чего такие перевороты происходят относительно редко. Однако при этом, конечно же, качество изображения периодически улучшается с течением времени и, как ни странно, происходит это как раз под выход какой-то определенной «продающейся» игры наподобие Crysis.

Именно на основе анизотропной фильтрации, а также так называемого антиалиасинга, осуществляется на сегодняшний день выпуск огромнейшего количества различных драйверов видеокарт каждого производителя, при этом каждая компания использует собственный подход и политику касательно данной оптимизации, которая достаточно часто оказывается справедливой далеко не для всех пользователей.

Как это работает?

Определение цвета пикселей осуществляется путем наложения на полигоны текстурных изображений, состоящих из пикселей двухмерного изображения – текселей, которые накладываются на 3D-поверхность. Главная дилемма в данном случае заключается в том, какие именно тексели будут определять цвет пикселя на экране. Для того чтобы более глубоко понять особенность, которой отличается фильтрация анизотропная, нужно представить, что ваш экран – это большая плита, на которой находится огромнейшее количество разнообразных отверстий, каждое из которых представляет собой пиксель.

Чтобы определить цвет пикселя на какой-либо трехмерной сцене, которая находится за данной плитой, вполне достаточно просто посмотреть в соответствующее отверстие. Теперь представим, что луч света проходит через него, после чего попадает на наш полигон, и если он будет располагаться параллельно касательно места своего входа, то в таком случае получится круглое световое пятно. Если же нет, то пятно будет несколько искаженным, т. е. будет иметь уже форму эллипса. Именно полигоны, которые располагаются в световом пятне, и будут определять цвет каждого конкретного пикселя.

Mip-mapping

Эта технология позволяет слегка оптимизировать прорисовку компьютерной графики. Для каждой текстуры создаётся определённое количество копий с разной степенью детализации, для каждого уровня детализации выбирается своя картинка, к примеру, для длинного коридора или обширной залы ближние пол и стены требуют максимально возможной детализации, тогда как дальние углы охватывают всего лишь несколько пикселей и не требуют значительной детализации. Эта функция трёхмерной графики помогает избежать размытия дальних текстур, а также искажения и потери рисунка, и работает вместе с фильтрацией, потому что видеоадаптер при расчёте фильтрации самостоятельно не в состоянии решить, какие тексели важны для полноты картины, а какие — не очень.Фильтрация анизотропная: для чего нужна, на что влияет, практическое использование

Принцип действия

Выбирается определенная текстура, которая соответствует разрешению, находящемуся поперек направления обзора. После этого берется несколько текселей, находящихся вдоль направления обзора, после чего осуществляется усреднение их цветов.

Так как на экране может находиться более одного миллиона пикселей, а каждый тексель при этом составляет не менее 32 бит, анизотропная фильтрация в играх требует невероятно большой пропускной способности видеокарты, которую не обеспечивают многие даже самые современные устройства. Именно по этой причине такие большие требования к памяти уменьшаются за счет использования кэширования, а также специализированных технологий сжатия текстур.