«Анизотропная фильтрация»: что это значит? Объясняем простым языком

Сочная картинка в играх, какой ее мы привыкли видеть сегодня, — это смешение современных графических технологий, которые были разработаны за весь период становления гейминга. Мы уже как-то рассказывали о DLSS, и о том, как искусственный интеллект способен "подтянуть" графику без ущерба для производительности. Подробнее об этом можно почитать здесь. Также рекомендуем изучить, что такое FPS и какие факторы влияют на этот показатель — в этом материале. Сегодня мы коснемся темы "Анизотропная фильтрация в играх что это и как работает". Объясним все это простыми словами.

Содержание:

• "Анизотропная фильтрация" что это простыми словами?
• Как работает АФ?
• Как сильно технология AF нагружает систему?

Что такое анизотропная фильтрация

Начнем с доступного разъяснения этого термина. Анизотропная фильтрация (AF, Anisotropic Filtering) — это такая технология, используемая в компьютерной графике, позволяющая улучшить отображение текстур, когда они расположены в поле видимости под косым углом или на расстоянии. Если вы помните старые игры, то любая поверхность, как ее не обходи, была "замыленная". Как будто нашему герою забыли протереть глаза перед отправкой в бой. Давайте посмотрим на скриншоты старенькой, но очень хорошей игры Return to Castle Wolfenstein. Обратите внимание на любую поверхность, расположенную под неровным углом.

Видите, углы кажутся слишком острыми, а сама поверхность — слишком гладкой. Даже если она подразумевает некоторую неровность, то компьютерные технологии тогда не позволяли улучшить качество отображения текстур. По настройке степени фильтрации выделяются 4 коэффициента:

• двукратная (2х);
• четырехкратная (4х);
• восьмикратная (8х);
• шестнадцатикратная (16х).

Между 8х и 16х нагрузка на систему отличается несильно, но и разница в картинке не особо заметна. Дело в том, что после восьмикратной обработки практически не остается не отфильтрованных пикселей. Именно поэтому, если конфигурация ПК позволяет, то смело ставьте 16-кратную обработку.

Есть еще и другие типы фильтрации: билинейная и трилинейная. Работают они по аналогичному с анизотропной принципу, однако серьезно уступают в дальности обработки. Это, пожалуй, их главное отличие. Смотрите сами.

Как жаль, что легендарная Return to Castle Wolfenstein вышла в 2001 году. Ведь в 2004 уже вовсю внедряли анизотропную фильтрацию. Она была придумана и раньше, но эффект достигался с серьезными потерями в производительности. Кстати, и в 2004 не все видеокарты могли себе позволить AF-технологию. Тогда играли без нее, и, если посмотреть на скриншоты популярных тогда хитов GTA: San Andreas, World of Warcraft и Half Life 2, то можно отметить, что текстуры под углом по-прежнему "мыльные" и плоские. Но минимальные отличия с Return to Castle Wolfenstein все же есть — искажения хоть и заметны, но слегка замаскированы. 

Давайте теперь посмотрим, как выглядит один и тот же кадр с применением технологии анизотропной фильтрации и без нее. 

Слева — без обработки. Справа — максимальная обработка, 16-кратная (16х). Теперь посмотрим, как это выглядит в современном издании проекта World of Warcraft.

В WoW, по-прежнему, эта разница едва улавливается. К сожалению, чем дальше от нашего персонажа объекты и текстуры, тем слабее их проработка. От дальности прорисовки серьезно страдает производительность, поэтому такую роскошь себе позволить могут далеко не каждые видеокарты, а также не все современные игры могут отрисовывать картинку на далеком расстоянии. 

Анизотропная фильтрация хоть и давно используется в компьютерной графике (около 20 лет), но в относительно современных консолях PlayStation 4 и Xbox One большой роскошью можно было назвать хотя бы четырехкратную (4х) фильтрацию. В большинстве игр она была если и включена, то в положении 2х. Как мы знаем, в консольных играх графику нельзя настраивать самому, поэтому многие даже не подозревали о том, что технология AF работала на самом минимуме. Современные поколения приставок, как вы уже догадались, свободно поддерживают 16х-обработку.

Что делает анизотропная фильтрация?

Если вкратце описать механизм, то прозвучит это так: система разбирает картинку буквально по пикселям, затем создает текстуры заново, но по заранее просчитанному алгоритму, а затем выдает ее на экран. Обращая внимание на структуру и расположение этих самых пикселей. Делается это все по шаблону, поэтому технология работает относительно быстро. Но все же простой ее не назовешь, учитывая колоссальные масштабы вычислений AF-фильтрации. Технология сильно нагружает систему, особенно в максимальной 16х-степени. Но современные машины спокойно поддерживают эту технологию. Если ваш компьютер "не вытягивает" AF на максимальном значении фильтрации, то 4х-обработка станет оптимальным решением. 

Разницу в применимом коэффициенте обработки можно заметить исключительно по дальнему участку кадра.

Как анизотропная фильтрация влияет на производительность?

Почему мы советуем использовать AF хотя бы на низких значениях, если ваш ПК не справляется с 8х- или 16х-обработкой? Фильтрация убирает "эффект лесенки". Это особенно заметно в движении: если технология отключена полностью, то можно заметить как текстуры вдали переливаются по ступенчатому узору. Как мы уже говорили выше, AF сильно влияет на производительность на слабых и относительно старых машинах. Все дело заключается в огромных масштабах вычислений, происходящих в считанные доли секунд. Особенно требовательна технология к пропускной способности памяти видеокарты.

Особенно сильно производительность страдает при включенной AF в играх, где есть множество различных геометрических фигур, расположенных по разными углами. Допустим, в серии Assasin's Creed загрузочные экраны сопровождаются "переливанием" геометрии в чрезмерных количествах. Также можно вспомнить проект Control, в котором разрушаемость построена на измельчении всего вокруг на причудливые геометрические фигуры. В таких играх анизотропия будет сильно влиять на FPS и температуру GPU.

Надеемся, теперь вы знаете, зачем нужна анизотропная фильтрация. Конечно же, принцип работы этой технологии не объяснишь в полной мере, используя лишь простые слова и скриншоты в качестве наглядной демонстрации. Если вас заинтересовала эта тема и стало интересно, как это работает в подробностях, то можете продолжить поиски. Но без должных знаний в 3D-моделировании вы вряд ли поймете что-либо, когда начнете углубляться в дебри.

---

Больше материалов из мира компьютерных технологий — на нашем сайте:

• Как заработать на нейросетях: несколько действенных способов
• Новая маркировка процессоров Intel: объясняем все тонкости
• Может ли нейросеть написать хорошую сказку? Мы проверили
• AMD или Intel: чьи процессоры лучше