Что значит анизотропная фильтрация в играх

Что значит анизотропная фильтрация в играх

Фильтрация — Микрофильтрация Анизотропная фильтрация Коллаборативная фильтрация Фильтрация сенсорной информации Фильтрация (гидротехника) Теория трехфазной неизотермической фильтрации Фильтрация (радиоэлектроника) Согласованная фильтрация Доплеровская… … Википедия

Графический конвейер — Графический конвейер аппаратно программный комплекс визуализации трёхмерной графики. Содержание 1 Элементы трехмерной сцены 1.1 Аппаратные средства 1.2 Программные интерфейсы … Википедия

Serious Engine — Игровой движок (Список) Разработчик … Википедия

Warscape — Игровой движок (Список) Разработчик … Википедия

Radeon HD 5750 — ATI Radeon HD 5750 Видеокарта Производство: 13 октября 2009 Производитель: AMD, ATI Графический процессор: 5750 Потребляемая мощность: 86 Вт Частота ядра: 700 Гц Частота памяти: 1,15 ГГц Объем памяти … Википедия

Radeon HD 5770 — ATI Radeon HD 5770 Видеокарта Производство: 13 октября 2009 Производитель: AMD, ATI Графический процессор: 5770 Потребляемая мощность: 108 Вт Частота ядра: 850 Гц Частота памяти: 1,2 ГГц Объем памяти … Википедия

Radeon HD 5830 — ATI Radeon HD 5830 Видеокарта Производство: 25 февраля 2010 Производитель: AMD, ATI Графический процессор: 5830 Потребляемая мощность: 175 Вт Частота ядра: 800 Гц Частота памяти: 1 ГГц Объем памяти … Википедия

Radeon HD 5850 — ATI Radeon HD 5850 Видеокарта Производство: 23 сентября 2009 Производитель: AMD, ATI Графический процессор: 5850 Потребляемая мощность: 151 Вт Частота ядра: 725 Гц Частота памяти: 1 ГГц Объем памяти … Википедия

Radeon HD 5870 — ATI Radeon HD 5870 Видеокарта Производство: 23 сентября 2009 Производитель: AMD, ATI Графический процессор: 5870 Потребляемая мощность: 188 Вт Частота ядра: 850 Гц Частота памяти: 1,2 ГГц Объем памяти: 1024 Мб … Википедия

Radeon HD 5970 — ATI Radeon HD 5970 Видеокарта Производство: 18 ноября 2009 Производитель: AMD, ATI Графический процессор: 5970 Потребляемая мощность: 294 Вт Частота ядра: 725 Гц Частота памяти: 1 ГГц Объем памяти: 2 … Википедия

Введение

Предлагаем Вашему вниманию полное описание контрольной панели драйвера. Обращаем ваше внимание на то, что некоторые настройки доступны только при определенных типах применяемого оборудования. В данном обзоре мы постарались отразить все возможные настройки.

Главное окно панели

Главное окно представлено на иллюстрации:

Панель переходов находится слева и позволяет перемещаться по нужным пунктам настройки одним кликом. Меню Вид позволяет включить расширенный вид, который дает наиболее полный доступ ко всем возможностям настроек драйвера или настроить пользовательский вид панели, оставив только те пункты, которыми вы предполагаете пользоваться. Так же, в нижней левой части панели, предоставлен доступ к справочной системе контрольной панели (ссылка «Информация о системе»):

из которой вы сможете узнать о версиях файлов, установленных драйверов и другого программного обеспечения NVIDIA, а также характеристиках видеокарты.

Категория «Параметры 3D»

Регулировка изображений с просмотром

Доступны следующие настройки:

  • Настройки согласно 3D приложению — данная опция позволяет управлять качеством и скоростью отображения средствами 3D приложений. Однако, включенные по умолчанию оптимизация трилинейной фильтрации и оптимизация выборки при анизотропии сохраняется при любых настройках приложения.
  • Расширенные настройки 3D изображений — используются расширенные настройки драйвера, установленные самими пользователями. Ссылка «Перейти» открывает доступ к вкладке «Управление параметрами 3D». Именно управление дополнительными опциями драйвера позволяет добиться максимального качества изображения.
  • Пользовательские установки с упором на…: — наиболее интересная опция, позволяющая упрощенное управление дополнительными опциями драйвера для начинающих пользователей:

Значение Производительность соответствует максимальной скорости работы и включает в себя настройки: вертикальная синхронизация выключена, все оптимизации (оптимизация трилинейной фильтрации, оптимизация мип-фильтра при анизотропии, оптимизация выборки при анизотропии) включены, отрицательный уровень детализации: запрет отрицательного уровня — включен, фильтрация текстур — «качество», управление анизотропной фильтрацией и сглаживанием осуществляется приложениями.

Значение Баланс имеет следующие настройки: сглаживание — 2х, анизотропная фильтрация — 4х, все оптимизации (оптимизация трилинейной фильтрации, оптимизация мип-фильтра при анизотропии, оптимизация выборки при анизотропии) включены, отрицательный уровень детализации — включен, фильтрация текстур — «качество», вертикальная синхронизация — управляется приложениями.

Значение Качество имеет следующие настройки: оптимизация трилинейной фильтрации — включена, сглаживание — 4х, анизотропная фильтрация — 8х, отрицательный уровень детализации — разрешен, фильтрация текстур — «качество», вертикальная синхронизация — управляется приложениями.

Все режимы снабжены подробными пояснениями к их применению, а вращающийся логотип компании демонстрирует применение тех или иных настроек.

Для более детальной настройки используется окно Управление параметрами 3D.

Управление параметрами 3D

Глобальные параметры

Возможные настройки закладки Глобальные параметры :

Анизотропная фильтрация. Возможные значения — «Выкл.», «Управление от приложения», «2х—16х» (зависит от модели видеоадаптера). Анизотропная фильтрация на сегодня является самой продвинутой техникой компенсирующей искажение пикселей, а в сочетании с трилинейной фильтрацией дает наилучшее качество фильтрации. Активация любого значения кроме «Управление от приложения» позволяет игнорировать настройки приложений. Но не следует забывать, что это очень ресурсоемкая настройка, существенно снижающая производительность.

Вертикальный синхроимпульс. Возможные значения — «Вкл.» и «Выкл», «Использовать настройку 3D приложения». Под вертикальной синхронизацией (совершенно непонятно, зачем NVIDIA отошла от этого термина) понимают синхронизацию вывода изображения с частотой развертки монитора. Включение вертикальной синхронизации позволяет добиться максимально плавного изображения картинки на экране, выключение позволяет получить максимальное кол-во кадров в секунду, нередко приводя к срыву (смещению) изображения из-за того, что видеоадаптер начал прорисовку следующего кадра, тогда как еще не закончен вывод предыдущего. В силу использования двойной буферизации, включение вертикальной синхронизации может вызывать падение количества кадров в секунду и ниже частоты развертки монитора в некоторых приложениях.

Включение масштабируемых текстур. Возможные значения — «Нет» и «Билинейная», «Трилинейная». Нет — не включать масштабируемые текстуры в приложениях, которые их не поддерживают. Билинейная — лучшая производительность за счет падения качества. Трилинейная — хорошее качество изображения с более низкой производительностью. Использовать данную опцию в режиме принудительной билинейной фильтрации крайне не рекомендуется, поскольку качество изображения, получаемое при форсировании опции, просто удручающее.

Затенение фонового освещения. Включение технологии имитации глобального освещения (затенения) Ambient Occlusion. Традиционная модель освещения в 3D графике вычисляет вид поверхности исключительно по её характеристикам и характеристикам источников света. Объекты на пути света отбрасывают тени, но они не влияют на освещение других объектов сцены. Модель глобального освещения увеличивает реалистичность изображения, вычисляя интенсивность света, доходящего до поверхности, причем значение яркости каждой точки поверхности зависит от взаимного расположения других объектов сцены. К сожалению, честный объемный расчет затенения, вызванного объектами, расположенными на пути лучей света, все еще остается за пределами возможностей современного «железа». Поэтому была разработана технология ambient occlusion, позволяющая с помощью шейдеров рассчитывать взаимозатенение объектов в плоскости «виртуальной камеры» при сохранении приемлемой производительности, впервые использованная в игре Crysis. Данная опция позволяет применить эту технологию для изображения игр, не имеющих встроенной поддержки ambient occlusion. Каждая игра требует отдельной адаптации алгоритма, поэтому само включение опции осуществляется в профилях драйвера, а опция панели лишь разрешает использование технологии в целом. Со списком поддерживаемых игр можно ознакомиться на сайте NVIDIA. Поддерживается для графических процессоров G80 (GeForce 8X00) и новее начиная с драйвера 185.81 в Windows Vista и Windows 7. Может снизить производительность на 20-50 %. Возможные значения — «Вкл.» и «Выкл.».

Максимальное количество заранее подготовленных кадров — позволяет ограничить управлять максимальным числом подготовленных центральным процессором кадров при отлюченном . В случае возникновения проблем с замедленной реакцией мыши или джойстика, необходимо уменьшить значение по-умолчанию (3). Увеличение значения может помочь достижению более плавной картинки при низкой частоте кадров.

Режим управления электропитанием. Возможные значения — «Адаптивный» (по-умолчанию) и «Максимальная производительность». С видеокартами GeForce 9X00 и более новыми, имеющими разделение на режимы производительности, для создающих небольшую нагрузку на графический процессор игр и программ драйвер не переводит видеокарту в режим производительности 3D. Это поведение можно изменить, выбрав режим «Максимальная производительность», тогда при любом использовании 3D видеокарта будет переходить в 3D режим. Эти функции доступны лишь при иcпользовании драйвера 190.38 и выше в Windows Vista и Windows 7.

Сглаживание — гамма-коррекция. Возможные значения «Вкл.» и «Выкл.». Позволяет выполнять гамма-коррекцию пикселов при сглаживании. Доступна на видеоадаптерах, основанных на графическом процессоре G70 (GeForce 7X00) и новее. Улучшает цветовую гамму приложений.

Сглаживание — прозрачность. Возможные значения — «Выкл.», «Множественная выборка», «Избыточная выборка». Управляет улучшенной технологией сглаживания, позволяющей уменьшить эффект «лесенки» на краях прозрачных текстур. Обращаем ваше внимание на то, что под словосочетанием «Множественная выборка», скрывается более привычный термин «Мультисэмплинг», а под «Избыточная выборка» — «Суперсемплинг». Последний метод имеет наиболее серьезное влияние на производительность видеоадаптера. Опция работоспособна на видеокартах семейства GeForce 6×00 и новее, при использовании драйверов версии 91.45 и выше.

Сглаживание — параметры. Пункт активен только если пункт «Сглаживание — режим» установлен в значение «Увеличение настройки приложения» или «Замещение настроек приложения». Возможные значения — «Управление от приложения» (что равнозначно значению «Управление от приложения» пункта «Сглаживание — режим»), и от 2х до 16х, включая «фирменные» Q/S режимы (зависит от возможностей видеокарты). Данная установка серьезно влияет на производительность. Для слабых карт рекомендуется использование минимальных режимов. Следует отметить, что для режима «Увеличение настройки приложения» эффект будут иметь только варианты 8x, 16x и 16xQ.

  • «Управление от приложения» (значение по-умолчанию) — сглаживание работет, только если приложение/игра прямо его запросит;
  • «Нет» — полностью запретить использование полноэкранного сглаживания;
  • «Замещение настроек приложений» — принудительно применить к изображению сглаживание, заданное в пункте «Сглаживание — параметры», независимо от использования или неиспользования сглаживания приложением. «Замещение настроек приложений» не будет иметь эффекта на игры, использующие технологию Deferred shading, и приложения DirectX 10 и выше. Оно также может приводить к искажениям изображения в некоторых играх;
  • «Увеличение настройки приложения» (доступно лишь для видеокарт GeForce 8X00 и более новых) — позволяет улучшить сглаживание, запрашиваемое приложениями, в проблемных местах при меньших, чем при использовании «Замещения настроек приложений» затратах производительности.

Сообщения об ошибках. Определяет, могут ли приложения проверять наличие ошибок рендеринга. Значение по-умолчанию «Выкл.», т.к. многие OpenGL приложения довольно часто проводят такую проверку, что снижает общую производительность.

Тройная буферизация. Возможные значения — «Вкл.» и «Выкл.». Включение тройной буферизации позволяет поднять производительность при использовании вертикальной синхронизации. Однако следует помнить, что не все приложения позволяют форсировать тройную буферизацию, и повышается нагрузка на видеопамять. Работает только для приложений OpenGL .

Фильтрация текстур — анизотропная оптимизация фильтрации. Возможные значения — «Вкл.» и «Выкл.». При её включении драйвер форсирует использование точечного мип-фильтра на всех стадиях, кроме основной. Включение опции несколько ухудшает качество картинки и немного увеличивает производительность.

Фильтрация текстур. Возможные значения — «Высокое качество», «Качество», «Производительность», «Высокая производительность». Позволяет управлять технологией Intellisample. Параметр оказывает существенное влияние на качество изображения и скорость:

  • «Высокая производительность» — предлагает максимально возможную частоту кадров, что дает лучшую производительность.
  • «Производительность» — настройка оптимальной производительности приложений с хорошим качеством изображения. Дает оптимальную производительность и хорошее качество изображения.
  • «Качество» — стандартная установка, которая дает оптимальное качество изображения.
  • «Высокое качество» — дает наилучшее качество изображения. Применяется для получения изображений без использования программных оптимизаций фильтрации текстур.

Фильтрация текстур — отрицательное отклонение УД (уровня детализации). Возможные значения — «Разрешить» и «Привязка». Для более контрастной фильтрации текстуры в приложениях иногда используется отрицательное значение уровня детализации (LOD ). Это повышает контрастность неподвижного изображения, но на движущихся объектах появляется эффект «шума». Для получения более качественного изображения при использовании анизотропной фильтрации желательно настроить опцию на «привязку», чтобы запретить отрицательного отклонение УД.

Фильтрация текстур — трилинейная оптимизация. Возможные значения — «Вкл.» и «Выкл.». Включение данной опции позволяет драйверу снижать качество трилинейной фильтрации для повышения производительности, в зависимости от выбранного режима Intellisample.

Программные настройки

Закладка имеет два поля:

Выберите программу для настройки.

В этом поле вы можете видеть возможные профили приложений, служащих для замещения глобальных параметров настройки драйвера. При запуске соответствующего исполняемого файла, автоматически активируются настройки для конкретного приложения. Некоторые профили могут содержать настройки, недоступные для изменения пользователями. Как правило, это адаптация драйвера под конкретное приложение или устранение проблем с совместимостью. По умолчанию отображаются только те приложения, которые установлены в системе.

Укажите настройки для этой программы.

В этом поле вы можете изменить настройки для конкретного профиля приложения. Перечень доступных настроек полностью идентичен глобальным параметрам. Кнопка «Добавить» служит для добавления собственных профилей приложений. При её нажатии открывается окно проводника Windows, с помощью которого вы выбираете исполняемый файл приложения. После этого, в поле «Укажите настройки для этой программы» вы сможете выставить персональные настройки для приложения. Кнопка «Удалить» служит для удаления профилей пользовательских приложений. Обращаем ваше внимание, что удалить/изменить изначально присутствующие профили приложений средствами драйвера нельзя, для этого придется воспользоваться сторонними утилитами, такими как nHancer.

Фильтрация текстур: основная идея

Чтобы понять разницу между различными алгоритмами фильтрации нужно сначала понять, что пытается сделать фильтрация. Ваш экран имеет определенное разрешение и состоит из того, что называется пикселями. Разрешение определяется количеством пикселей. Ваша 3D плата должна определить цвет каждого из этих пикселей. Основой для определения цвета пикселей служат текстурные изображения, которые накладываются на полигоны, расположенные в трехмерном пространстве. Текстурные изображения состоят из пикселей, называемых текселями. По сути, эти тексели являются пикселями 2D изображения, которые наложены на 3D поверхность. Главный вопрос таков: какой тексель (или какие тексели) определяет цвет пикселя на экране?

Представьте себе следующую проблему: предположим, что ваш экран это плита с большим количеством отверстий (давайте исходить из предположения, что пиксели имеют круглую форму). Каждое отверстие это пиксель. Если вы посмотрите через отверстие, вы увидите какой цвет оно имеет, соотносительно трехмерной сцены, раполагающейся за плитой. Теперь представьте себе световой луч, проходящий через одно из этих отверстий и попадающий на текстурированный полигон, расположенный за ним. Если полигон расположен параллельно экрану (т.е. нашей воображаемой плите с отверстиями), тогда световой луч попав на него образует круглое световой пятно (см. рис. 1). Теперь, вновь подключив воображение, заставим полигон вращаться вокруг своей оси и самые простые познания подскажут вам, что форма светового пятна изменится, и вместо круглой станет эллиптической (см. рис. 2 и 3). Вы, вероятно, желаете знать, какое отношение имеет это пятно света к проблеме определения цвета пикселя. Элементарно, все полигоны, расположенные в этом пятне света определяют цвет пикселя. Все, что мы тут обсудили и есть основные знания, которые необходимо знать для того, что бы понять различные алгоритмы фильтрации.

Посмотреть на различные формы светового пятна можно на следующих примерах:


Рис. 1

Рис. 2

1. Point Sampling

Point Sampling — поточечная выборка. Это самый простой способ определения цвета пикселя на основе текстурного изображения. Вам нужно всего лишь выбрать тексель, ближе всех расположенный к центру светового пятна. Разумеется, вы совершаете ошибку, так как цвет пикселя определяют несколько текселей, а вы выбрали только один. Вы так же не принимаете во внимание тот факт, что форма светового пятна может измениться.

Главный преимущество такого метода фильтрации — это низкие требования к ширине полосы пропускания памяти, т.к. для определения цвета пикселя вам нужно выбрать всего лишь один тексель из текстурной памяти.

Главный недостаток — это тот факт, что когда полигон расположен ближе к экрану (или точке наблюдения) количество пикселей будет больше, чем количество текселей, следствием чего станет блочность и общее ухудшение качества изображений.

Однако, главная цель применения фильтрации это не улучшение качества при сокращении расстояния от точки наблюдения до полигона, а избавление от эффекта неправильного расчета глубины сцены (depth aliasing).

2. Bi-Linear Filtering

Bi-Linear Filtering — билинейная фильтрация. Состоит в использовании интерполяционной техники. Иными словами, применительно к нашему примеру, для определения текселей, которые должны быть задействованы для интерполяции, используется основная форма светового пятна — круг. По существу, круг аппроксимируется 4 текселями. Этот способ фильтрации представляет собой существенно лучше поточечной выборки (point sampling), так как отчасти принимается во внимание форма светового пятна и используется интерполяция. Это означает, что если полигон приближается слишком близко к экрану или точке наблюдения, то для интерполяции потребуется больше текселей, чем в действительности доступно. В результате получается прекрасно выглядящее расплывчатое изображение, впрочем это лишь побочный эффект.

Главный недостаток билинейной фильтрации в том, что аппроксимация выполняется корректно только для полигонов, которые расположены параллельно экрану или точке наблюдения. Если полигон развернут под углом (а это в 99% случаев), значит вы используете неправильную аппроксимацию. Неправильность заключается в том, что вы используете аппроксимацию круга, в то время, как должны аппроксимировать эллипс. Главная проблема в том, что при билинейной фильтрации требуется считывать по 4 текселя из текстурной памяти для определения цвета каждого выводимого на экран пикселя, а значит требования к ширине полосы пропускания памяти увеличиваются в четыре раза, по сравнению с поточечной фильтрацией.

3. Tri-Linear filtering

Tri-Linear filtering — трилинейная фильтрация, представляет собой симбиоз mip-текстурирования и билинейной фильтрации. Фактически, вы производите билинейную фильтрацию на двух mip уровнях, что в результате дает вам 2 текселя, по одному для каждого mip уровня. Цвет пикселя, который должен быть выведен на экран, определяется в результате интерполяции по цветам двух mip-текстур. По сути, mip уровни представляют собой заранее рассчитанные более маленькие версии исходной текстуры, а это означает, что мы получаем более хорошую аппроксимацию текселей, расположенных в пятне света.

Эта техника обеспечивает лучшую фильтрацию, но имеет лишь небольшие преимущества перед билинейной фильтрацией. Требования к ширине полосы пропускания памяти удваиваются, по сравнению с билинейной фильтрацией, так как вам необходимо считать 8 текселей из текстурной памяти. Использование мипмеппинга обеспечивает лучшую аппроксимацию (используется большее число текселей, расположенных в световом пятне) по всем текселям в световом пятне, благодаря использованию заранее рассчитанных mip-текстур.

4. Anisotropic filtering

Anisotropic filtering — анизотропная фильтрация. Итак, чтобы получить действительно хорошие результаты, вы должны помнить, что все тексели в световом пятне определяют цвет пикселя. Вы так же должны помнить, что форма светового пятна изменяется вместе с изменением положения полигона относительно точки наблюдения. До этого момента мы использовали лишь 4 текселя вместо всех текселей, покрываемых световым пятном. Это означает, что все эти техники фильтрации дают искаженный результат, когда полигон расположен дальше от экрана или от точки наблюдения, т.к. вы не используете достаточный объем информации. На самом деле вы осуществляете сверх меры фильтрацию в одном направлении, и совершенно недостаточно фильтруете во всех остальных. Единственным преимуществом у всех описанных выше фильтраций является тот факт, что при приближении к точке наблюдения, изображение выглядит менее блочным (хотя это всего лишь побочный эффект). Таким образом, чтобы добиться наилучшего качества, мы должны использовать все тексели, покрываемые световым пятном и усреднять их значение. Однако, это серьезно ударяет по пропускной способности памяти — ее попросту может не хватить, и выполнить такую выборку с усреднением нетривиальная задача.

Вы можете использовать разнообразные фильтры для аппроксимации формы светового пятна в виде эллипса для нескольких возможных углов положения полигона относительно точки зрения. Существуют техники фильтрации, которые используют от 16 до 32 текселей из текстуры для определения цвета пикселя. Правда использование подобной техники фильтрации требует существенно большей ширины полосы пропускания памяти, а это почти всегда невозможно в существующих системах визуализации без применения дорогостоящих архитектур памяти. В системах визуализации, использующих тайлы 1 существенно экономятся ресурсы полосы пропускания памяти, что позволяет использовать анизотропную фильтрацию. Визуализация с применением анизотропной фильтрации обеспечивает лучшее качество изображения, за счет лучшей глубины детализации и более точного представления текстур, наложенных на полигоны, которые расположены не параллельно экрану или точке наблюдения.

1 Tile (тайл) — плитка или фрагмент изображения. Фактически тайл представляет собой участок изображения, обычно с размером 32 на 32 пикселя; по этим участкам осуществляется сортировка с целью определения, какие полигоны, попадающий в этот тайл являются видимыми. Тайловая техника реализована в чипсетах VideoLogic/NEC.

Дополнительную информацию по данной теме можно прочитать здесь и здесь.

Ссылка на основную публикацию
Что выбрать windows 7 или windows 10
Сегодня в нашем блоге «Чо?! Чо?!» я раскрою все преимущества и недостатки новой операционной системы для ноутбуков, сравнив ее с...
Хороший набор инструментов для автомобиля отзывы
Счастливым обладателям автомобилей необходимо иметь при себе инструменты, помогающие в чрезвычайной ситуации с машиной. Ежегодно выпускается большое количество разнообразных инструментов,...
Хонор похожий на айфон
Apple активно продвигает iPhone XS, но есть ли достойная альтернатива дорогому и в чём-то «сырому» устройству? Honor наносит ответный удар...
Что в китае дешевле чем в россии
Я экономлю тысячи рублей, покупая товары из Китая через интернет Сегодня я расскажу Вам о том, что выгодно покупать в...