Η διήθηση είναι ανισότροπη. Πρακτική χρήση επεκτάσεων: ανισότροπο φιλτράρισμα

Το ανισότροπο φιλτράρισμα είναι ένα τέτοιο στοιχείο στην ανάπτυξη σύγχρονων γραφικών, που αναγκάζει πολλούς χρήστες να κάνουν εικασίες σχετικά με το πώς διατίθενται σήμερα διαφορετικές τεχνολογίες βελτίωσης εικόνας για χρήστες.

Μετά από όλα, μην κρύβετε το γεγονός ότι οι παίκτες σήμερα είναι τόσο σημαντικοί για τα τρισδιάστατα γραφικά υψηλής ποιότητας και είναι σήμερα οι μόνοι καταναλωτές όλων των ειδών τις νέες τεχνολογίες στον τομέα των καρτών βίντεο. Μετά από όλα, ένας επιταχυντής υψηλής ισχύος αυτή τη στιγμή μπορεί να απαιτηθεί μόνο εάν πρέπει να τρέξετε κάποιο παιχνίδι της τελευταίας γενιάς, στο οποίο υπάρχει ένας πραγματικά απαιτητικός κινητήρας, ο οποίος λειτουργεί με τα πιο σύνθετα shaders διαφορετικών εκδόσεων.

Τι είδους κάρτες υπάρχουν;

Κάνοντας κάποιο είδος προηγμένου κινητήρα στην εποχή μας είναι μια σοβαρή σπατάλη χρημάτων. Και ταυτόχρονα ένας σημαντικός κίνδυνος. Τέτοιες μέθοδοι χρησιμοποιούνται μόνο από έργα υψηλού προϋπολογισμού με διαφήμιση μεγάλης κλίμακας, τα οποία εκ των προτέρων, πριν από την έξοδο, είναι σίγουρα ότι το παιχνίδι θα σκουπιστεί από τα ράφια. Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι πρόσφατα δόθηκε ιδιαίτερη προσοχή στην «πολιτική» όσον αφορά τους σύγχρονους κινητήρες παιχνιδιών, επειδή στον τομέα των τυχερών παιχνιδιών υπάρχει πολιτική εδώ και πολύ καιρό, η οποία προτιμά να λαμβάνει υπόψη τα συμφέροντα δύο κορυφαίων εταιρειών στον τομέα των επεξεργαστών γραφικών - NVIDIA και ATI.

Οι εταιρείες ανταγωνίζονται μεταξύ τους για μεγάλο χρονικό διάστημα και στην πραγματικότητα δεν υπάρχουν προοπτικές ότι η σύγκρουση αυτή θα σταματήσει στο εγγύς μέλλον, αλλά οι καταναλωτές είναι μόνο στη διάθεσή τους. Τώρα δεν αρκεί μόνο να αναπτυχθεί ένας πραγματικά υψηλής ποιότητας κινητήρας, είναι επίσης απαραίτητο να προσελκύσει την υποστήριξη ενός από τους κατασκευαστές, οι οποίοι δημιούργησαν ακόμη και δικά τους προγράμματα συνεργατών για παίκτες igrodel.

Και τα γραφικά μεγαλώνουν και μεγαλώνουν ...

Είναι πολύ δύσκολο να γίνει μια απόλυτη επανάσταση στη σφαίρα των μηχανών 3D γραφικών, με αποτέλεσμα τέτοιες αναταραχές να συμβαίνουν σχετικά σπάνια. Ωστόσο, φυσικά, η ποιότητα της εικόνας βελτιώνεται περιοδικά με την πάροδο του χρόνου και, αρκετά παράξενα, συμβαίνει ακριβώς κάτω από την παραγωγή ενός συγκεκριμένου παιχνιδιού πώλησης όπως το Crysis.

Με βάση το ανισότροπο φιλτράρισμα και την αποκαλούμενη antialiasing, κυκλοφορούμε σήμερα ένα τεράστιο αριθμό διαφορετικών προγραμμάτων οδήγησης για τις βιντεοκάρτες κάθε κατασκευαστή, με κάθε εταιρεία να χρησιμοποιεί τη δική της προσέγγιση και πολιτική όσον αφορά αυτή τη βελτιστοποίηση, η οποία συχνά δεν είναι μόνο για όλους τους χρήστες.

Τι είναι το ανισότροπο φιλτράρισμα;

Το φιλτράρισμα ανισότροπος είναι ένας εξειδικευμένος τρόπος βελτίωσης των υφών σε επιφάνειες που βρίσκονται υπό συγκεκριμένη γωνία σε σχέση με την κάμερα. Ακριβώς όπως τριλινδροειδής ή bilinear, ανισότροπος επιτρέπει την πλήρη εξάλειψη aliasing σε διαφορετικές επιφάνειες, αλλά ταυτόχρονα εισάγει ένα ελάχιστο θόλωμα, έτσι ώστε να διατηρηθούν οι περιοριστικές λεπτομέρειες της εικόνας.

Αξίζει να σημειωθεί το γεγονός ότι το ανισότροπο φιλτράρισμα σε παιχνίδια πραγματοποιείται με πολύπλοκο υπολογισμό, εξασφαλίζοντας έτσι μια σχετικά μικρή «λαιμαργία» αυτού του σκηνικού στα παιχνίδια που παρατηρήθηκε μόλις από το 2004.

Προκειμένου να κατανοήσετε τι είναι η ανισότροπη διήθηση, πρέπει να έχετε κάποιες βασικές γνώσεις σε αυτόν τον τομέα. Φυσικά, σήμερα κάθε χρήστης κατανοεί απόλυτα ότι η εικόνα στην οθόνη αποτελείται από ένα τεράστιο αριθμό διαφορετικών εικονοστοιχείων, ο αριθμός των οποίων εξαρτάται άμεσα από την ανάλυση. Για να εμφανιστεί η εικόνα στην οθόνη, η κάρτα γραφικών πρέπει να επεξεργαστεί το χρώμα κάθε εικονοστοιχείου.

Αρχή λειτουργίας

Επιλέγει μια συγκεκριμένη υφή που αντιστοιχεί στην ανάλυση που βρίσκεται στην κατεύθυνση της προβολής. Μετά από αυτό, πολλές texels λαμβάνονται κατά μήκος της κατεύθυνσης προβολής, μετά την οποία εκτελείται ο μέσος όρος των χρωμάτων τους.

Δεδομένου ότι στην οθόνη μπορεί να υπάρχουν πάνω από ένα εκατομμύριο εικονοστοιχεία, και κάθε texel είναι τουλάχιστον 32 bit στην περίπτωση αυτή, το ανισότροπο φιλτράρισμα στα παιχνίδια απαιτεί ένα απίστευτα μεγάλο εύρος ζώνης της κάρτας γραφικών, το οποίο δεν παρέχεται από πολλές ακόμα πιο σύγχρονες συσκευές. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μειώνονται τόσο μεγάλες απαιτήσεις μνήμης με τη χρήση κρυφής μνήμης, καθώς και εξειδικευμένες τεχνολογίες για τη συμπίεση υφασμάτων.

Πώς λειτουργεί;

Ο προσδιορισμός του χρώματος των εικονοστοιχείων πραγματοποιείται επιβάλλοντας στις εικόνες υφής πολυγώνων που αποτελούνται από εικονοστοιχεία μιας δισδιάστατης εικόνας - texels, τα οποία τοποθετούνται πάνω σε μια τρισδιάστατη επιφάνεια. Το κύριο δίλημμα στην περίπτωση αυτή είναι το οποίο texels θα καθορίσει το χρώμα του εικονοστοιχείου στην οθόνη. Για να κατανοήσουμε πιο βαθιά το χαρακτηριστικό του φιλτραρίσματος ανισότροπη, πρέπει να φανταστεί κανείς ότι η οθόνη σας είναι μια μεγάλη πλάκα με έναν τεράστιο αριθμό διαφόρων οπών, καθένα από τα οποία είναι ένα εικονοστοιχείο.

Για να καθορίσετε το χρώμα ενός εικονοστοιχείου σε οποιαδήποτε τρισδιάστατη σκηνή που βρίσκεται πίσω από αυτήν την πλάκα, αρκεί να κοιτάξετε μόνο την αντίστοιχη οπή. Τώρα ας φανταστούμε ότι μια ακτίνα φωτός περνά μέσα από αυτό, τότε χτυπά το πολύγωνο μας, και αν βρίσκεται παράλληλα με τον τόπο της εισόδου του, τότε σε αυτή την περίπτωση θα γίνει στρογγυλό σημείο φωτός. Εάν όχι, το σημείο θα είναι κάπως αλλοιωμένο, δηλαδή θα έχει ήδη σχήμα ελλειπτικού. Είναι πολύγωνα που βρίσκονται στο φωτεινό σημείο και θα καθορίσουν το χρώμα κάθε συγκεκριμένου εικονοστοιχείου.

Γιατί χρειάζεται;

Πολλοί πιστεύουν ότι το ανισότροπο φιλτράρισμα χρησιμοποιείται αποκλειστικά για την παροχή καλύτερης εικόνας, αλλά στην πραγματικότητα είναι μόνο το τελικό αποτέλεσμα, το οποίο παρέχεται όχι μόνο από το ίδιο το φίλτρο.

Κατά τη δημιουργία μιας εικόνας συγκεκριμένης υφής, στους προγραμματιστές δίνονται δύο επίπεδα φιλτραρίσματος υφής, τα οποία είναι τα φίλτρα ελάχιστης και μέγιστης απόστασης που καθορίζουν ποια συγκεκριμένη λειτουργία φιλτραρίσματος θα χρησιμοποιηθεί στη διαδικασία σχηματισμού εικόνας υφής σε περίπτωση που η κάμερα απομακρυνθεί ή πλησιάσει.

Για παράδειγμα, μπορείτε να εξετάσετε πότε χρησιμοποιείται ανισότροπο ή τριλινδροειδές φιλτράρισμα κατά την προσέγγιση, δηλαδή όταν κάθε texel αρχίζει να έχει μεγάλες διαστάσεις και ήδη καλύπτει αρκετά εικονοστοιχεία ταυτόχρονα. Προκειμένου να απομακρυνθεί η διαβάθμιση σε αυτή την περίπτωση, θα χρησιμοποιηθεί διήθηση. Πρέπει να σημειωθεί ότι σε αυτή την περίπτωση, αυτή η λύση δεν είναι καθόλου βέλτιστη, αφού το φιλτράρισμα (ανισότροπος ή τριλινικός) ελαττώνει ελαφρώς την εικόνα. Για να έχετε μια πιο ρεαλιστική εικόνα της εικόνας, πρέπει να αυξήσετε την ανάλυση της ίδιας της υφής.

Τι είναι καλύτερα να επιλέξω;

Φυσικά, οποιοσδήποτε χρήστης και απλός gamer έχουν ένα εντελώς λογικό ερώτημα. Σήμερα, υπάρχει τριλινδροειδές και ανισότροπο φιλτράρισμα - ποιο είναι το καλύτερο; Στην πραγματικότητα, είναι καλύτερα, φυσικά, ακριβώς ανισότροπη τεχνολογία. Το πράγμα είναι ότι το τριλινδροειδές φιλτράρισμα δεν υπολογίζει σωστά το χρώμα κάθε ξεχωριστού texel, και αν μιλάει με μεγαλύτερη ακρίβεια, δεν το υπολογίζει σωστά όταν πρόκειται για κεκλιμένα επίπεδα. Η χρήση της ανισότροπης τεχνολογίας μας επιτρέπει να συμπληρώσουμε τους τρέχοντες τρόπους φιλτραρίσματος προσαρμόζοντας τη γωνία. Σε αυτή την περίπτωση, όσο μεγαλύτερη είναι η γωνία, τόσο υψηλότερος είναι ο ρεαλισμός και η ποιότητα, που μπορούν να παρέχουν ανισότροπο φιλτράρισμα των υφών. Ωστόσο, ταυτόχρονα, πρέπει να καταλάβετε ότι απαιτείται περισσότερη χωρητικότητα καρτών για την επεξεργασία των δεδομένων.

Πόσο βοηθά;

Δεν πρέπει να περιμένετε ότι μετά τη συμπερίληψη αυτής της λειτουργίας, τα τρισδιάστατα γραφικά θα βελτιωθούν θαυμάσια, αλλά σε υψηλότερες γωνίες θα επιτευχθεί ακόμη και μια συγκεκριμένη θόλωση, αλλά στο γενικό αποτέλεσμα θα έχετε μια πιο ρεαλιστική εικόνα. Από αυτή την άποψη, ο καθένας για τον εαυτό του αποφασίζει ανεξάρτητα αν πρέπει να χρησιμοποιήσει αυτή τη λειτουργία και πώς θα είναι παραγωγικός γι 'αυτόν.

Δεδομένου ότι η λειτουργία αυτή δεν προσφέρει πολύ δυνατή βελτίωση της ποιότητας εικόνας, οι άνθρωποι που προσπαθούν να εξασφαλίσουν μέγιστη απόδοση παιχνιδιών σε μη ισχυρότερους υπολογιστές, αναζητούν πώς να απενεργοποιήσετε το ανισότροπο φιλτράρισμα. Η ακρίβεια αυτής της λειτουργίας είναι λίγο ασύμβατη σε σχέση με το αποτέλεσμα που παρέχει, οπότε αξίζει να εξεταστεί το ενδεχόμενο να την απενεργοποιήσετε στην πρώτη θέση.

Σημείο δειγματοληψίας

Σημείο δειγματοληψίας σήμερα είναι η απλούστερη εκδοχή του πώς το χρώμα pixel καθορίζεται. Αυτός ο αλγόριθμος βασίζεται στην εικόνα της υφής, όταν επιλέγεται ένα μονό κείμενο, το οποίο βρίσκεται όσο πιο κοντά στο κέντρο του φωτεινού σημείου. Είναι εύκολο να υποθέσουμε ότι αυτή η επιλογή απέχει πολύ από το βέλτιστο, δεδομένου ότι το χρώμα των pixel θα πρέπει να προσδιορίζεται ταυτόχρονα από διάφορα texels, και μόνο ένα επιλέγεται στην περίπτωση αυτή και το σημείο φωτός μπορεί να αλλάξει το σχήμα του, το οποίο ο αλγόριθμος δεν λαμβάνει υπόψη.

Το κύριο μειονέκτημα με το οποίο διαφέρει αυτό το φιλτράρισμα είναι ανισότροπο, είναι ότι με μια αρκετά στενή διάταξη στην οθόνη, ο αριθμός των εικονοστοιχείων θα αυξηθεί σημαντικά σε σύγκριση με τον αριθμό των υφασμάτων, με αποτέλεσμα η εικόνα να καθίσταται πολύ λιγότερο ενδιαφέρουσα. Το λεγόμενο εφέ μπλοκ παρατηρείται συχνά στα «αρχαία» παιχνίδια υπολογιστών.