什么是抗锯齿? TAA、FXAA、DLAA 等说明

P在KTC G42P5上的谎言。
雅各布·罗奇/数字趋势

抗锯齿是电脑游戏中最重要的图形设置之一。它已经以各种不同的形式存在了几十年,即使在今天,您仍然会在游戏 PC上找到多种不同的抗锯齿选项。我们在这里帮助回答什么是抗锯齿(从 TAA 到 FXAA),并解释如何打开它。

您很少会发现没有抗锯齿设置的游戏。大多数电脑游戏不仅包含不同类型的抗锯齿,还包含可能影响性能或图像质量的不同质量模式。我们将分解不同形式的抗锯齿,以便您在调整图形设置时可以做出明智的决定。

什么是抗锯齿?

Photoshop 中的别名示例
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在回答什么是抗锯齿之前,我们先来谈谈什么是锯齿。当在方形像素上绘制曲线时会发生锯齿。它是计算机图形渲染方式的副产品,因为一个像素一次只能显示一种颜色。抗锯齿尝试消除锯齿。

您主要会在游戏和照片编辑应用程序中找到它。您可以在下面的《命运 2》中看到一个别名示例。栏杆覆盖多个方形像素,这会在像素结束和下一个像素开始的地方创建一条锯齿线。

《命运 2》中的抗锯齿功能。
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抗锯齿的想法是消除或平滑那些锯齿状边缘。有多种技术可以实现这一目标。即使您不玩游戏或编辑照片,您也可能每天都会使用某种形式的抗锯齿功能。例如,您的浏览器对文本使用抗锯齿功能。

抗锯齿的类型

《极限竞速:地平线 5》中的抗锯齿功能。
《极限竞速:地平线 5》中的两种不同类型的抗锯齿。左侧为 FXAA,右侧为 MSAA。图片经版权所有者许可使用

尽管有多种不同的抗锯齿技术,但它们归结为两种主要方法。第一个是超级采样。在这些情况下,抗锯齿技术会将图像放大到更高的分辨率,并使用额外的细节来平滑最终图像中的粗糙边缘。

第二个是猜测——真的。一些抗锯齿技术不是以更高分辨率渲染图像,而是使用算法来查看附近的像素并猜测额外的细节应该去哪里。

这并不是抗锯齿技术的详尽列表。许多技术是其他技术的组合或轻微变化。我们重点关注当今游戏中实际存在的抗锯齿类型。

超级采样抗锯齿 (SSAA)

Metro 2033 Redux 中的 SSAA 比较。
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超级采样抗锯齿(SSAA)是最基本的抗锯齿形式。它的工作原理是拍摄更高分辨率的图像并对像素进行下采样以适应原始分辨率。最终结果通过平均边缘附近的颜色来避免锯齿状边缘。

在 SSAA 4x 中,一个像素被拉伸为四个。从每个像素中提取一个样本,然后将四个像素下采样为平均颜色的单个像素。 SSAA 仍然能产生最佳的抗锯齿效果,但它的要求也是最高的,因为它本质上是以更高分辨率渲染图像。由于其性能税,SSAA 并不是大多数现代 PC 游戏的选择。

多重采样抗锯齿 (MSAA)

《极限竞速:地平线 4》中的 MSAA 比较。
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多重采样抗锯齿 (MSAA) 是 SSAA 的一种更便宜的形式。 MSAA 无需经历对每个像素进行采样的艰苦过程,而是仅在锯齿可能成为问题(边缘)的情况下发挥作用,从而节省大量计算资源。

在场景中,通常存在具有完全相同颜色的相邻像素。这些不需要经过超级采样过程,这就是 MSAA 背后的想法。尽管 MSAA 的要求比 SSAA 低得多,但它仍然对您的硬件造成负担。

快速近似抗锯齿 (FXAA)

《命运 2》中的 FXAA 比较。
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快速近似抗锯齿(FXAA)是抗锯齿的一种后处理形式。这意味着它不会扰乱渲染,而是一种事后出现的算法来清理锯齿状边缘。这使得它比 MSAA 和 SSAA 的要求要低得多,但代价是图像质量。

FXAA 使用高对比度滤镜来查找边缘,然后对这些边缘进行采样并混合它们。它不像 SSAA 和 MSAA 那样平均独特的颜色,因此边缘看起来更模糊。

时间抗锯齿 (TAA)

小蒂娜仙境中的 TAA 比较。
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TAA(即时间抗锯齿)与 FXAA 类似。它是一种抗锯齿的后处理形式,对帧中的每个像素进行采样。但是,它对每个帧内的不同位置进行采样,并使用过去的帧将样本混合在一起。

它是暂时的,或者基于时间的。抗锯齿是通过混合过去和当前的像素来实现的,这可以清除 FXAA 造成的许多模糊边缘。然而,TAA 也有其自身的问题,例如,先前的样本会出现重影,从而产生模糊效果。

TAA 是 Nvidia 深度学习超级采样 (DLSS)的支柱,也是时间超分辨率 (TSR) 和 AMD 的 FidelityFX 超级分辨率 2.0 (FSR) 能够产生如此高质量结果的重要原因。

子像素形态抗锯齿 (SMAA)

《命运 2》中的 SMAA 比较。
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子像素形态抗锯齿 (SMAA) 与 FXAA 非常相似。它使用边缘检测并模糊粗糙边缘周围的像素。主要区别在于 SMAA 会更多地利用 GPU 来沿这些边缘采集多个样本。

因此,SMAA 往往能提供比 FXAA 更好的图像质量,同时不需要 MSAA 或 SSAA 那么多的马力。然而,在过去几年中,它已不再受欢迎,因为 TAA 取得了类似的平衡,并取得了更好的结果。

DLAA 和 FSR Native AA 怎么样?

暗黑破坏神 4 中的 DLAA。
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在现代游戏中,抗锯齿并不像以前那么简单。 DLSS 和 FSR 等工具会在放大的同时执行自己的抗锯齿功能,这使围绕抗锯齿的讨论变得有点复杂。例如,在《心灵杀手 2》这样的游戏您被迫使用 DLSS 或 FSR,并且没有抗锯齿设置。在大多数其他游戏中,使用 DLSS 和 FSR 时您将无法更改抗锯齿设置。

您会发现 DLSS 和 FSR 中的抗锯齿功能是 TAA,但它确实是很好的 TAA。在大多数情况下,它不太容易出现重影等伪影,并且通常附带锐化滤镜。唯一不同的是渲染分辨率。您可以以较低的分辨率运行 DLSS 和 FSR 来获得放大和抗锯齿效果,但您也可以以本机分辨率运行这些工具以仅获得抗锯齿位。

这就是 Nvidia深度学习抗锯齿 (DLAA)和 FSR 3 原生 AA 模式背后的理念。事实上,英特尔最近在 XeSS 中引入了自己的原生 AA 模式。在大多数情况下,即使您没有利用升级组件,打开这些工具之一,您的游戏也会看起来更好。

如何在游戏中开启抗锯齿功能

您可以在大多数游戏的图形设置中进行抗锯齿设置。您会看到它仅被列为抗锯齿,或者被列为抗锯齿类型(FXAA、MSAA 等)。除了因素之外,这些设置大多不言自明。有些技术(例如 MSAA)会附有一个数字,表明抗锯齿的质量(例如,MSAA 4x 比 MSAA 2x 更好)。

Nvidia 控制面板中的抗锯齿设置。
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如果您想普遍设置抗锯齿功能,可以通过显卡软件来完成。对于 Nvidia,打开Nvidia 控制面板并导航至管理 3D 设置。默认情况下,抗锯齿模式设置设置为应用程序控制。您有三个选择:

  • 关闭:默认关闭游戏中的抗锯齿功能。
  • 增强应用程序设置:允许您启用超出游戏提供的进一步抗锯齿功能(对于具有抗锯齿切换功能的游戏很有用)。
  • 覆盖任何应用程序设置:允许您根据“抗锯齿”设置部分中的因素设置自己的抗锯齿。

此外,您可以在 Nvidia 控制面板中打开 FXAA。由于 FXAA 是一种抗锯齿的后处理形式,因此您可以将其应用于任何游戏,无论是作为独立的抗锯齿形式,还是在您在游戏中设置的内容之上。

Radeon Software 上的抗锯齿设置。
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在AMD的Radeon Software中,您还可以设置抗锯齿。导航到“设置”>“图形” ,然后单击“高级”下拉列表。您可以使用与 Nvidia 类似的抗锯齿设置:关闭它、增强它或覆盖它。不过,Radeon Software 为您想要应用的抗锯齿类型提供了更多工具:

  • 多重采样:这是 MSAA,您可以将其应用于现有的抗锯齿功能或作为独立设置。
  • 自适应多重采样:这是自适应 MSAA,它通过对具有透明元素的表面应用抗锯齿来改进 MSAA。
  • 超级采样:这就是 SSAA,它是要求最高的抗锯齿形式。

您还可以找到 MLAA(形态抗锯齿)选项。这基本上是 AMD 的 FXAA 版本,您可以将其用作抗锯齿的单个后处理通道,或者在您在游戏中设置的抗锯齿之上应用。

经常问的问题

为什么别名不好?

锯齿本质上是计算机图形中出现的那些难看的锯齿状边缘。当它们没有像抗锯齿那样平滑时,它会使您的计算机图形看起来模糊或质量低下。当您在计算机上玩游戏时,这可能会特别分散您的注意力。

抗锯齿会使图形变得更好还是更差?

如果正确使用,抗锯齿的全部意义在于通过平滑锯齿带来的锯齿状边缘来提高图形质量。因此,抗锯齿通常应该使您的图形效果更好。

我应该打开还是关闭抗锯齿功能?

在大多数情况下,如果您希望在游戏时获得更好的图形效果并且没有锯齿线,则应该打开抗锯齿功能并保持打开状态。另外,您的显卡软件可能会允许您自定义抗锯齿设置,以便您可以了解如何以最适合您的游戏需求和您的游戏电脑可以处理的方式使用它。


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