Cos’è l’Anti Aliasing?

Ultimo aggiornamento su da Nicholas Frost

Cos’è esattamente l’antialiasing? Ogni volta che si guarda abbastanza da vicino il monitor del proprio computer, si vede che l’immagine visualizzata sullo schermo è composta da minuscoli pixel. Questi pixel sono fondamentalmente piccole luci rettangolari, ed è per questo che le immagini visualizzate sullo schermo avranno la tendenza ad apparire come se fossero composte da piccoli rettangoli. Questo si traduce in un’immagine con un bordo frastagliato o un aspetto complessivo, ed è particolarmente evidente quando si gioca ai videogiochi.

Quando si gioca a un gioco, gli oggetti renderizzati che si vedono sono semplicemente forme combinate insieme per sembrare un oggetto riconoscibile; e la tecnologia ha certamente fatto molta strada. Se avete giocato ad alcuni dei titoli più datati, come il Tomb Raider originale, saprete di cosa stiamo parlando, dato che ogni vecchio gioco avrà quel caratteristico look blocky e pixelato che è prevalente in quell’era del gioco.

Gli sviluppatori hanno trovato un modo per alleviare questi problemi secolari cercando di ridurre i pixel nei nostri monitor. Ad esempio, un’immagine composta da 5000 pixel avrà un aspetto molto più raffinato rispetto a quella composta solo da 50. In breve, avere una risoluzione più alta può aiutare ad alleviare questo problema, ma non risolverà del tutto il problema.

Qui entra in gioco l’anti-aliasing. Gli esperti di software hanno sviluppato questa tecnica complessa che elimina i bordi frastagliati che si verificano ogni volta che si crea una forma non rettangolare con pixel regolari. Ma prima dobbiamo guardare alla radice del problema – l’aliasing.

Cos’è l’aliasing?

Nelle immagini rasterizzate o rese in pixel, le loro frastagliature sono in gran parte causate dall’aliasing. Questo accade a causa della distorsione dell’immagine, dove la conversione della scansione è stata fatta con campionamento a bassa frequenza (o Undersampling.) L’aliasing si verifica quando oggetti reali che hanno curve lisce e continue sono stati rasterizzati con pixel per formare un’immagine.

Cos’è l’Anti Aliasing?

Se si confronta la stessa immagine con e senza anti-aliasing applicato, si noterà che la forma aliasata avrà delle jaggies, mentre quella con anti-aliasing avrà dei bordi sfocati.

L’anti-aliasing cerca di risolvere il problema delle jages lisciando i bordi di un’immagine. Per questo motivo alcune persone noteranno un leggero effetto di sfocatura sui bordi degli oggetti mentre giocano ai videogiochi. Ciò significa che un programma anti-aliasing è attivo e lavora duramente per dare ai bordi frastagliati una forma curva più naturale.

Cosa sono i moltiplicatori AA?

All’avvio del gioco, potreste aver visto alcune opzioni anti-aliasing nelle sue impostazioni. In alcuni casi, avrete una grande quantità di personalizzazione dell’anti-alias, ma nella maggior parte dei casi, siete abbastanza fortunati da avere due opzioni. In ogni caso, può diventare piuttosto confuso anche se si sta scegliendo tra una scelta limitata di strumenti di anti-aliasing. Per fortuna, in realtà sono abbastanza semplici da capire.

Se non riuscite a capire cosa succede quando alzate un moltiplicatore AA per dire, alzando da MSAA x2 a MSAA x8, potete immaginarli come lo strumento di sfocatura che usate in Photoshop. Eseguono la stessa funzione, solo con gradi diversi. L’MSAA x2 funzionerà doppiamente rispetto all’MSAA standard, filtrando un’immagine tutti uguali, tranne due volte. L’MSAA x8 funziona in modo simile, applicando se stesso otto volte per fare la stessa funzione.

“Aumentare il moltiplicatore anti-aliasing equivale a migliorare l’aspetto del vostro gioco” è un malinteso molto comune sulla grafica di gioco. Questo è in realtà lontano dalla verità, perché ci sono molti aspetti da considerare quando si sceglie il moltiplicatore giusto per la vostra configurazione. Ad esempio, può dipendere dal tipo di gioco che stai giocando o dalla risoluzione del tuo monitor. Alcuni giochi o setup potrebbero richiedere solo un’applicazione anti-aliasing, mentre altri potrebbero averne bisogno di più.

Potreste scoprire che un certo gioco ha un bell’aspetto quando l’anti-aliasing è impostato su MSAA x2, ma un valore più alto di così fa sembrare le immagini troppo sfocate, o forse l’accuratezza del colore sta iniziando a prendere un colpo. Alzare i moltiplicatori AA richiede anche un pedaggio molto più pesante sulla vostra GPU, quindi non solo il vostro gioco funzionerà meno bene, ma il vostro PC produrrà anche più calore. Con questo aumento del calore, le prestazioni complessive del vostro computer possono diminuire, perché ogni unità di elaborazione moderna è progettata per strozzare quando è sottoposta a temperature estreme.

Cos’è l’antialiasing per AMD VS Nvidia

Le vostre opzioni per l’antialiasing possono variare a seconda del tipo di GPU che avete. Sia Nvidia che AMD hanno sviluppato diversi sistemi di anti-aliasing per le loro unità, ovvero, rispettivamente, CSAA e CFAA.

Il CSAA è molto meno tassabile per la vostra GPU, con il risultato di un tipo di anti-aliasing più efficace. Questo si ottiene campionando meno colori in una data area del monitor, quindi l’accuratezza dei colori prende un leggero colpo con il CSAA.

Il CFAA, d’altra parte, utilizza un algoritmo che ha il rilevamento dei bordi, che si traduce in un filtraggio di linea più efficiente mentre la qualità del colore viene mantenuta. Tuttavia, ciò comporta un ulteriore requisito di potenza di calcolo rispetto al CSAA.

Domande comuni riguardanti i tipi di antialiasing

Le tecniche di antialiasing sono state utilizzate più di dieci anni fa, e sono migliorate solo dall’inizio. Ecco i tipi più notevoli che si possono vedere su un sistema tipico:

  1. Cos’è l’Anti-Aliasing (Spatial)?

Poiché la risoluzione del display è intrinsecamente legata all’anti-aliasing spaziale, è necessario conoscere un po’ la loro relazione per comprendere appieno come funziona. La risoluzione del display è essenzialmente il numero di pixel utilizzati dal monitor quando si crea l’immagine che si vedrà sullo schermo. I monitor standard avranno una risoluzione minima di 1920 x 1080. Cosa significa questo? Ciò equivale a 1920 pixel utilizzati per l’asse X dello schermo e 1080 sull’asse Y.

Al giorno d’oggi, gli schermi con una risoluzione più alta sono sempre più diffusi. Utilizzando un numero maggiore di pixel, producono un’immagine più pulita con grandi dettagli e una migliore precisione dei colori.

Ecco un breve riassunto di ciò che è anti-aliasing (spaziale):

  1. Si ha un’immagine che viene vista a bassa risoluzione, e questo si traduce in jaggies.
  2. Con l’anti-aliasing spaziale, l’immagine sarà resa ad una risoluzione superiore a quella impostata.
  3. I pixel in eccesso prodotti da questa risoluzione più alta saranno usati come campioni di colore.
  4. Questa immagine viene ridotta alla sua risoluzione originale, ma ogni pixel che ha riceverà nuovi colori che sono stati mediati usando i campioni di colore.

In sintesi, le immagini a bassa risoluzione otterranno la stessa precisione di colore delle loro controparti ad alta risoluzione. Questi colori ottimizzati aiuteranno ogni pixel a fondersi con l’altro in modo più fluido, con il risultato di ottenere jaggies meno visibili.

Tipi di Anti-Aliasing Spaziale

  • Sovracampionamento, SSAA

SSAA è un metodo spaziale molto efficace e probabilmente il più comune prima dell’avvento di metodi più recenti. È chiamato anche antialiasing a scena completa, o FSSA in breve. Il sovracampionamento è uno dei primissimi metodi di anti-aliasing mai sviluppati, e utilizza lo stesso processo descritto in precedenza.

SSAA è adatto per l’elaborazione di immagini fotorealistiche perché ammorbidisce le linee dure e le fa sembrare più vere. Tuttavia, l’utilizzo di SSAA presenta alcuni aspetti negativi.

Per prima cosa, le immagini che hanno molte linee verticali e orizzontali non andranno bene con l’elaborazione di SSAA. Poiché queste linee sono naturalmente nitide, appariranno morbide anche se dovevano sembrare “dure”.

Infine, SSAA ha bisogno che l’intera immagine venga elaborata prima che possa avvenire lo smussamento (da qui il nome di scena completa). Poiché i giochi devono essere resi in tempo reale, l’utilizzo di SSAA richiede una maggiore potenza di calcolo solo per poter operare a velocità sufficienti per il gioco. Proprio per questo motivo, al giorno d’oggi l’SSAA è raramente utilizzato per i videogiochi.

  • Multicampione, MSAA

Mentre la vostra GPU rende l’immagine vista nel vostro monitor, differenzia due tipi di oggetti mentre lo fa – la texture e il poligono.

La GPU inizia a disegnare il poligono perché questo è il contorno generale o la forma che un oggetto utilizzerà in un gioco. In seguito, la GPU posiziona una texture sopra il poligono per aggiungere i dettagli e dargli vita.

MSAA riduce un po’ la potenza di elaborazione richiesta levigando solo i bordi del poligono lasciando le texture nel loro stato originale. Questa forma di anti-aliasing è molto popolare tra gli appassionati di videogiochi per la sua efficacia e l’uso efficiente della potenza di elaborazione. Un piccolo inconveniente è che si potrebbero ottenere alcune texture pixelate.

  • Coverage Sampling, CSAA

Nvidia ha creato un proprio sistema spaziale di anti-aliasing chiamato coverage sampling anti-aliasing o CSAA. Usando il CSAA, la GPU rileva la presenza di un poligono in una data immagine e determina quali parti di quel poligono hanno una maggiore probabilità di produrre jaggies.

In questo modo, essi campioneranno solo una porzione del poligono invece del tutto, il che significa una minore potenza di elaborazione utilizzata. E altre parti dell’immagine che non hanno bisogno di ammorbidimento mantengono il loro aspetto normale.

  • Enhanced Quality, EQAAA

Proprio come Nvidia, AMD ha creato il proprio metodo di anti-aliasing chiamato enhanced quality anti-aliasing, o EQAAA. E questo funziona più o meno in modo simile alla sua controparte Nvidia.

Questo metodo può essere utilizzato dai proprietari di AMD Radeon HD 6900 o di altre serie successive. AMD ha sostenuto che questo metodo è una versione migliorata di MSAA, dove aggiunge ulteriori campioni di copertura per ogni pixel, mantenendo il numero originale di campioni di stencil/profondità/colore per una migliore qualità anti-aliasing.

  • Quincunx Super, QSAA

Questo è un metodo esclusivo di Nvidia che migliora in qualche modo l’MSAA. Se si confrontano QSAA x2 e MSAA x3, avranno lo stesso livello di qualità anti-aliasing, tranne che il primo utilizza meno elaborazioni. QSAA è essenzialmente un filtro di sfocatura che sposta un’immagine renderizzata verso l’alto di mezzo pixel e a sinistra di mezzo pixel per consentire la creazione di sottopixel. Questo rimuove la maggior parte dei bordi frastagliati, ma anche il dettaglio complessivo dell’immagine prende un colpo.

  • Multi-Frame, MFAA

Questo metodo può essere utilizzato dai proprietari della GTX 900 di Nvidia GeForce o di altre serie successive, e questo agisce come immediato successore del CSAA. MFAA può essere utilizzato con MSAA per creare un minor impatto in termini di prestazioni. Offre inoltre una maggiore flessibilità per diversi tipi di motori di gioco e può essere utilizzato a risoluzioni più elevate senza consumare troppa potenza di elaborazione.

Uno svantaggio di questo metodo è che non gestisce bene quando funziona al di sotto dei 40 FPS, dove provoca motion blurring e smearing.

  • Sparse Grid Super-Sampling, SGSSAA

Questa versione aggiornata dell’SSAA originale possiede una qualità anti-aliasing più elevata ma richiede alti livelli di prestazioni. Questa può essere fornita in due forme, ovvero, Transparency Sparse Grid Supersampling Anti-Aliasing (TSGSSAA) o Full Scene Sparse Grid Supersampling Anti-Aliasing (FSSGSSAA). È possibile abilitare il primo attraverso il pannello di controllo di Nvidia, mentre il secondo richiede un override sulla modalità anti-aliasing e l’impostazione della trasparenza su valori uguali a quelli dell’anti-aliasing.

2. Cos’è l’antialiasing (Post Process)?

Per questo tipo di anti-aliasing, ogni pixel dopo essere stato reso è leggermente sfocato. Poiché è tutto fatto dopo il rendering, questo metodo è compatibile con tutti i tipi di video, giochi e immagini fisse.

La GPU determinerà i bordi di un poligono specifico confrontando i contrasti di colore tra pixel adiacenti (pixel dall’aspetto simile significherà che provengono dallo stesso oggetto). Dopo aver determinato queste parti, i pixel saranno sfuocati in relazione al loro livello di contrasto tra loro.

Questo metodo complesso è una combinazione di sfocatura e sovracampionamento, utilizzando essenzialmente le capacità dell’MSAA con filtri di risoluzione aggiuntivi che risultano in un movimento fluido e in una grafica nitida.

Con TXAA si ottiene una qualità d’immagine molto migliore rispetto a FXAA o MLAA, ma a causa del suo complesso algoritmo, è necessaria una potenza di calcolo aggiuntiva. Alcuni potrebbero anche trovare la grafica un po’ troppo morbida a causa del livello di sfocatura. Se si vuole provare questo metodo di anti-aliasing, sarebbe necessaria la GTX 600 o superiore di Nvidia GeForce.

  • Temporal Super-Sampling, TSSAA

Questo metodo è anche chiamato Transparency Multi-Sample Anti-Aliasing, o TMAA. TSSAA applica l’anti-aliasing sia ai fotogrammi precedentemente resi che a quelli attuali, che ripristina le vecchie posizioni dei pixel. Così facendo, l’immagine risultante ha un aspetto “cinematografico” e sembra molto più liscia. E il carico aggiunto sulla scheda grafica non sarà così elevato considerando l’elevato aumento della qualità dell’immagine.

4. Ricostruzione Anti-Aliasing

Questa forma di anti-aliasing mira a ridurre il carico della GPU utilizzando risoluzioni inferiori durante il rendering di un’immagine. In seguito, la risoluzione di uscita viene aumentata per produrre un’immagine più omogenea.

Ricostruzione Anti-Aliasing Tipi di ricostruzione

  • Ricostruzione ibrida, HRAA

Questo metodo è una combinazione di post-elaborazione, campionamento hardware, analisi e anti-aliasing temporale. Poiché questo metodo usa l’AA temporale, l’integrità del colore di ogni pixel in un’immagine in movimento rimarrà fedele alla sua forma originale.

Utilizza anche l’AA analitico, che determina le distanze tra un pixel e qualsiasi bordo orizzontale o verticale vicino. La potenza di elaborazione generale necessaria per l’HRAA è relativamente bassa, inserita tra FXAAA (che è più alto) e MSAA (che è più basso.)

  • Deep Learning, DLSS

Infine, ma non meno importante, questa esclusiva di Nvidia RTX ha un processo simile al supersampling, utilizzando una singola rete neurale che può dedurre più dettagli da aggiungere al rendering naturale del gioco. Questo viene fatto facendo corrispondere le immagini di riferimento e rendendole a 64x. DLSS utilizza oltre la metà della risoluzione finale durante il rendering, e scala l’immagine prodotta alla risoluzione originale.

FAQ Anti-Aliasing

  • L’Anti-Aliasing è necessario?

Nell’ultimo decennio, le ultime risoluzioni del monitor sono sempre più alte, dove si vedono a malapena i singoli pixel sullo schermo. Sarà anche difficile individuare un pixel nel monitor più standard da 24 pollici con una risoluzione di 1080p .

Cosa significa questo per noi giocatori? Significa che l’anti-aliasing è diventato più obsoleto man mano che le nostre GPU migliorano e le risoluzioni medie dei nostri monitor aumentano. Ci sono molti giochi più vecchi che possono essere giocati senza l’uso dell’anti-aliasing.

Tuttavia, questo non significa che si debba evitare del tutto l’anti-aliasing. I titoli più recenti stanno diventando sempre più dettagliati e i giocatori che hanno monitor più grandi noteranno una grande differenza quando l’anti-aliasing è attivato.

Mentre risoluzioni più grandi significano meno anti-aliasing, questo viene negato se si dispone di uno schermo altrettanto grande, perché la risoluzione rimane la stessa rispetto alle dimensioni. Questo renderà i pixel più evidenti, quindi avrete comunque bisogno di un po’ di anti-aliasing per smussare le cose.

Quindi, se avete un monitor più piccolo, potete semplicemente rinunciare all’uso dell’anti-aliasing, a meno che non notiate davvero una differenza considerevole.

  • Dovreste usare l’antialias?

Molti si chiedono ancora cosa sia l’anti-aliasing e come influisca sul vostro gioco. Quando si tratta di gioco competitivo, devi avere una precisione perfetta di pixel per guadagnare un vantaggio sui tuoi avversari. Una maggiore precisione dell’immagine equivale essenzialmente ad una maggiore accuratezza. E se vi piace avere un’esperienza di gioco coinvolgente, può diventare piuttosto fastidioso se continuate a vedere texture bloccate e linee innaturalmente frastagliate.

L’anti-aliasing è utile perché può avere un impatto positivo sulle prestazioni e sul gioco d’immersione, ma è necessario essere consapevoli dello sforzo supplementare che la GPU richiede quando si utilizza questa funzionalità.

Se volete vedere cosa fa l’anti-aliasing, avviate alcuni dei vostri giochi e vedete voi stessi la differenza nella qualità dell’immagine. Se avete notato un colpo significativo nelle prestazioni, potreste volerla abbassare di una tacca. Potreste abbassare l’impostazione, o spegnerla del tutto per testare la differenza di prestazioni.

Se state cercando il miglior tipo di anti-aliasing, ricordate che nessun metodo è il migliore. Esso varia in gran parte a seconda della situazione: che tipo di impostazione di gioco avete, la dimensione e risoluzione del vostro monitor, e che tipo di gioco avete intenzione di giocare.

In generale, FXAA è il metodo più adatto perché la maggior parte dei sistemi budget possono ancora gestirlo abbastanza bene senza sacrificare troppo le prestazioni. Si può anche disattivare l’MSAA o abbassare i suoi moltiplicatori se si vogliono risparmiare risorse di calcolo. Se avete un sistema moderno, avete la possibilità di provare una varietà di combinazioni, come il CSAA.

È sempre bene ricordare che più filtraggio non equivale necessariamente a una migliore qualità dell’immagine, quindi cercate di essere razionali con i vostri giudizi e usate un’impostazione solo quando vedete una reale differenza.

  • Come posso ottenere l’Anti-Aliasing?

La maggior parte dei giochi per PC e delle moderne GPU vi permetterà di eseguire diverse impostazioni di anti-aliasing. Come abbiamo accennato in precedenza, AMD e Nvidia producono le proprie GPU che hanno metodi di anti-aliasing unici. Se sei GPU o gioco per PC non puoi supportare il tipo di AA che vuoi, potresti trovare su internet i driver che ti permetteranno di utilizzarli.

  • Come scegliere il miglior metodo di anti-aliasing per la mia installazione?

Come avete visto, c’è un gran numero di metodi anti-aliasing da utilizzare, quindi potreste pensare a quale sia il migliore? Come abbiamo detto, può variare a seconda dei diversi fattori, e tutto si riduce alle vostre esigenze e preferenze. Dovete anche considerare la potenza grafica del vostro sistema. Per aiutarvi a capire le cose, ecco alcune domande che dovete porvi:

  • A che tipo di giochi giocate?
  • Sono giochi graficamente impegnativi?
  • I bordi frastagliati degli oggetti in gioco sono visibili o appena visibili?
  • Quanto è aggiornato il vostro hardware di gioco?
  • Quali sono le vostre preferenze in termini di caratteristiche grafiche, un’immagine più nitida e definita o più liscia?

Guida in profondità alla scelta del miglior metodo anti-aliasing

Dopo aver risposto alle domande, potete considerare di optare per questi metodi a seconda del tipo di hardware che avete:

1. Budget Gaming System

Specifiche:

  • Moderatamente performante GPU e CPU
  • Grafica integrata
  • Sotto 8GB di RAM
  • Tende a surriscaldarsi

Considera questi metodi AA:

  • CSAA
  • SMAA

Questi due metodi hanno il minor fabbisogno di potenza, quindi sono più adatti per computer che non possono gestire processi intensivi senza sacrificare le prestazioni.

2. 3. Sistema di gioco di fascia media

Specifiche:

  • Moderatamente performante GPU e CPU
  • Viene fornito con grafica dedicata
  • Utilizza almeno 8GB Ram
  • Un sistema di raffreddamento adeguato

Considera questi metodi AA:

  • SMAA
  • MSAA
  • MLAA
  • FXAAA

Potresti dover sperimentare il tuo sistema se sei la mediana tra il budget e l’high-end perché i risultati tendono a variare molto. C’è un’alta probabilità che si possa eseguire SMAA o anche FXAAA e MLAA se si è vicini alla cima del mucchio. Eseguite alcuni test per vedere se il vostro PC è in grado di gestire l’MSAA con i giochi che state giocando.

3. Sistema di gioco di fascia alta

Specifiche:

 

  • Viene fornito con grafica dedicata
  • Utilizza almeno 8GB di RAM
  • Ha il top-dei sistemi di raffreddamento della linea (come il raffreddamento a liquido)
  • La CPU può effettuare l’overclock senza riscaldare troppo

Considerate questi metodi AA:

  • TXAA
  • SSAA
  • MSAA

Se avete questo tipo di sistema di gioco, potete eseguire MSAA senza problemi. Potete sperimentare con TXAA e SSAA per vedere quali sono i limiti del vostro sistema. Generalmente, è possibile eseguire sia TXAAA che SSAA nelle impostazioni più basse che hanno. Se siete disposti a sacrificare alcuni dettagli grafici, probabilmente potete eseguirli con l’impostazione più alta. Ma dovete sapere che non sarete in grado di notare molta differenza tra 4x e 8x quando si esegue il sovracampionamento.

Tweak Your Graphical Settings

Dovreste farlo se volete fare un test:

  • Fino a che punto il vostro sistema può andare
  • Che tipo di impostazioni grafiche preferite

Alzare e abbassare queste impostazioni grafiche in modo da poter ottimizzare tra prestazioni e qualità dell’immagine. La maggior parte dei giochi ha queste impostazioni, ma è possibile modificarle anche nei pannelli di controllo della GPU.

  • Texture
  • Visualizza distanza
  • Risoluzione
  • Ombre
  • Anti-aliasing
  • Filtraggio anisotropo
  • FOV

Ogni volta che si prova per le impostazioni grafiche, si dovrebbe iniziare dal punto più basso e da lì spostarsi più in alto. In questo modo si può davvero osservare la differenza di prestazioni e di qualità grafica. Potrebbe essere un po’ noioso all’inizio, ma questo è il modo migliore per trovare le migliori prestazioni e la migliore grafica dei vostri giochi più amati.

Conclusione

L’anti-aliasing è una soluzione a un problema secolare che ha afflitto gli schermi di molti individui. Anche se alcuni potrebbero dire che sta diventando irrilevante a causa delle risoluzioni più alte e della migliore grafica, offre comunque un notevole incremento nella qualità dell’immagine dei vostri giochi. Sapere quale tipo di metodo AA funziona meglio per voi darà il miglior miglioramento dell’immagine, pur mantenendo le prestazioni ottimali del vostro sistema PC.

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