Klávesové zkratky na tomto webu - základní­
Přeskočit hlavičku portálu


Jak vyhladit obraz (úvod do antialiasingu)

aktualizováno 
V čem spočívá technika zpracování obrazu antialiasing, zkráceně AA? Je to metoda zpracování výstupního obrazu, která potlačuje chyby při zobrazování. Kdy se používá a jaké má výsledky?

Antialiasing (česky vyhlazování) je odvozen od pojmu aliasing. Aliasing je jev, který se vyskytuje v počítačové 3D grafice od nepaměti, a to proto, že žádný sebelepší počítač nedokáže operovat s absolutně nekonečnými a přesnými čísly. Vzniká v okamžiku, kdy se při vzorkování zobrazí do oblasti s vyšší frekvencí dat data s frekvencí nižší. Tento případ nastává například v okamžiku přechodu hrany jednoho objektu na pozadí, které se za hranou objektu nachází. Aliasing můžeme také chápat jako podvzorkování - downsampling. Chyby, které podvzorkováním vznikají, se nazývají jaggies a moiré. Zatímco jaggies jsou způsobené grafickou kartou a její nepřesností, moiré je chyba monitoru.

 moire aliasing

                                      Moiré                               Jaggies

Antialiasing potlačuje jaggies a zarovnává hrany

A nyní už se dostáváme k samotnému antialiasingu (AA). AA je metoda zpracování výstupního obrazu, která potlačuje jaggies a zarovnává zubaté hrany. Otázka ovšem je, jestli je taková úprava žádoucí a zda nebude mít na výslednou scénu neblahé dopady. Je totiž dost možné, že ve scéně je tak vysoké množství hran, na které se vyhlazování uplatní, že se potom operace může projevit rozostřením obrazu. Takový obraz potom opravdu nevypadá pěkně a AA je lepší raději vypnout.

antialiasing

Bez vyhlazování       S vyhlazováním

AA se v počítačové grafice používá v několika intenzitách. Jde o tyto hodnoty: 2x, 3x Quincunx(pouze nVidia), 4x a nakonec 4x SuperSampling. Logické samozřejmě je, že čím větší je intenzita vyhlazování, tím lépe vykreslená scéna vypadá. Kámen úrazu je ale v tom, že antialiasing působí docela značné ztráty na výkonu grafické karty. Poslední řada grafických čipů (NV40 a R420) představuje docela zdařilý pokus, jak zamezit vysokým poklesům výkonu. Na následujících obrázcích můžete porovnat, jak moc se od sebe jednotlivé stupně antialisingu liší. Renderoval jsem v programu 3dMark 03.

s_00 s_2x s_3x s_4x

s_s4

Jak antialiasing funguje?

Každá hrana je přechod mezi barvou předmětu v popředí a barvou pozadí. Pokud je tento přechod moc prudký, vznikají jaggies. Řešením je tedy tento prudký přechod zmírnit. Realizace probíhá pomocí dopočítávání odstínů barev na hranách a zuby tak opticky zmizí. V současné době se používají dvě různé metody vyhlazování: SuperSampling a MultiSampling.

  • SuperSampling - každá scéna se renderuje několikrát, výsledný obraz je tvořen prolnutím těchto dílčích obrazů
  • MultiSampling - využívá z-bufferu, ze kterého využije pouze postižené hrany, čímž dochází k úspoře výkonu

s_komplet

Poslední obrázek je koláž z testu FSAATest, který je volně stažitelný na internetu. Každý kvadrant byl renderován při použití různých stupňů antialiasingu. Bohužel jsem byl nucen obrázek zmenšit a tak nejsou rozdíly moc patrné. Ale pokud na něj kliknete zobrazí se vám ve své původní velikosti (800x600, BMP, 1,4MB!)

V dohledné době se můžete těšit na článek o filtrovacích metodách grafických karet, speciálně anizotropním filtrování.



Nejčtenější

Zabil je výbuch ruského tanku v centru Prahy. KSČ ničila životy pozůstalým

Tanky typové řady T-54/55, ten blíž k fotografovi evidentně neschopný pohybu,...

Zatímco na pražské Vinohradské třídě hořel a vybuchoval tank, zmatení ruští vojáci na Václavském náměstí zahájili palbu...

Tento pancíř dá tankistům pocit bezpečí a jistoty. Ale bude to stačit?

SMART PROTech na tanku Leopard 2

Německá firma IBD Deisenroth Engineering (IBD) představila prototyp balistické ochrany SMART PROTech pro obrněná...



Úspěšný start. Sonda míří ke Slunci tak blízko, jako žádná předtím

Úspěšný start rakety Delta IV Heavy 12.8.2018 v 9:31 se sondou Parker Solar...

V neděli ráno se ke Slunci vydala unikátní sonda Parker Solar Probe. Měla by se přiblížit k naší hvězdě podstatně blíže...

Sulfan jako lék? V lidských buňkách možná pomáhá zvrátit stárnutí

Klíč k procesu stárnutí tkví v DNA.

Tým vědců zkoumající jednu z příčin stárnutí oznámil úspěch, a to přímo na lidských buňkách v laboratorních podmínkách....

V noci se dívejte na nebe. Perseidy předvedou pravidelnou podívanou

Perseidy (Irsko, 7. srpna 2009)

Ani letos nás prach z komety Swift-Tuttle nemine a zájemci, kteří vydrží dlouho do noci, se tak mohou těšit na...

Další z rubriky

Kvůli ukradeným certifikátům D-Linku vám může zlobit přístup ke kamerám

Kamery D-Link.

Hackerské skupině BlackTech se podařilo zcizit certifikáty D-Linku a opatřit jimi dva viry, které pak měly snadnou...

Logitech kupuje slavného výrobce mikrofonů Blue. Značku zachová

Výrobce mikrofonů Blue se stane součástí společnosti Logitech.

Mikrofony Blue jsou velmi oblíbené zejména mezi youtubery a tvůrci obsahu pro sociální sítě. Celou firmu včetně...

Nové MacBooky Pro s procesorem Core i9 se podle prvních testů přehřívají

Nové MacBooky Pro

Procesory Core i9 v nejvýkonnějších a nejdražších konfiguracích nových notebooků MacBook Pro společnosti Apple zatím...

Akční letáky
Akční letáky

Všechny akční letáky na jednom místě!

Najdete na iDNES.cz