完美DX10!ATI新王者HD2900XT權(quán)威評測
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第六章 游戲畫質(zhì)提升四倍！全新CFAA解析
無論NVIDIA還是ATI，在提高顯示芯片性能的同時，他們都在致力于提升游戲的畫面質(zhì)量，在不改變游戲API以及渲染模式的情況下，最簡單同時也最有效的方法就是采用全屏抗鋸齒（Full-Scene Anti-Aliasing，F(xiàn)SAA是一種統(tǒng)稱），并不斷改進抗鋸齒的算法、提高抗鋸齒的精度。
第六章\\第一節(jié) 抗鋸齒技術(shù)及其兩種基本方法
● 什么叫做抗鋸齒（Anti-Aliasing）
我們知道，電腦畫面是由一個個小象素所構(gòu)成的。雖然這些象素非常的小，不過每一個象素都覆蓋了這一畫面上的某一個區(qū)域。我們可以將這些象素比作通向虛擬世界的一扇一扇窗戶，而電腦的任務(wù)就是決定每一個象素的顏色以使得我們通過這些窗戶能看到一幅最美的畫面。不過渲染的速度也是一幅“實時”圖片的所需要考慮的一個重要因素，因此通常象素的色彩都通過對該象素內(nèi)的某一點進行采樣得到的顏色所決定的（即我們所謂的點采樣Point Sampling）。不幸的是，為了提高速度而采取的這種做法可能使得所采樣的單個點的色彩不能體現(xiàn)出整個象素所覆蓋區(qū)域的色彩狀況。當(dāng)這種情況出現(xiàn)在物體的邊緣的時候就非常明顯了。
混合黑色和白色，用不同色階的灰色填充邊緣，效果顯著提升 有一些象素“跨”在物體的邊緣，該象素內(nèi)部的色彩是有一定比例的，而且在外部的顯示我們也希望體現(xiàn)出這一比例。物體的邊緣兩邊卻會呈現(xiàn)出不同的顏色。點采樣技術(shù)將會使得整個象素呈現(xiàn)出邊緣兩邊的某一種顏色。而這樣對物體邊緣的著色無論是著上前景色或是背景色中的哪一種色，由于象素間色彩的突然跳變，都自然而然的會呈現(xiàn)出鋸齒狀。這種情況就是我們所說的鋸齒（Aliasing）了。這是由于這一個象素的面積正好覆蓋在了邊緣上，兩邊都有它的存在。一個更好的辦法就是將前景色和背景色進行混合從而造出第三種顏色來填充色一象素。這種方法能有效的改進圖像邊緣的表現(xiàn)效果，換一種說法就是實現(xiàn)了“抗”鋸齒的作用。
● 超級采樣（SuperSampling）抗鋸齒
早期的圖形芯片都采用了SuperSampling（超級采樣）的算法，代表產(chǎn)品為GeForce 256/GeForce 2/Radeon 7000/7500，其實更老的VOODOO顯卡也能夠支持這種算法。
超級采樣就是將一個像素拆分為幾個像素（也就是進行多次采樣，Subpixel），然后進行獨立的處理并寫入緩存。超級采樣利用更多的取樣點來增加圖形像素的密度來改善平滑度，如此一來圖形芯片所處理的圖像分辨率比實際輸出圖像分辨率大的多！因此SSAA的畫質(zhì)改善是有目共睹的，但以當(dāng)時芯片的實力來看最終性能卻是慘不忍睹！
超級采樣雖然非常原始，但這種模式至今仍然被保留了下來，因為后期出現(xiàn)的很多抗鋸齒算法在面對特殊物體時無能為力，因此不得不請出低效率的超級采樣來幫忙（比如NVIDIA的透明抗鋸齒超級采樣）。我們可以把超級采樣看作是“無損壓縮”的算法，畫質(zhì)最高但性能損失最大，因此使用的情況并不多。
超級采樣根據(jù)每個像素中取樣的位置可分為：OrderedGridSuperSampling（OGSS，有序柵格）和RotatedGridSuperSampling（RGSS，旋轉(zhuǎn)柵格）。
OGSS是將原來的畫面放大并且在這放大的畫面中進行著色，之后再將畫面還原到原來的大小顯示出來，這樣的做法所得到畫面會將畫面中影像邊緣的鋸齒消除。
RGSS是在取樣點的位置旋轉(zhuǎn)了一個角度來達成更好的消除鋸齒目的，在一些角度可以獲得好于OGSS的效果。早期，ATI使用RGSS算法，而NVIDIA使用OGSS，后來NVIDIA在NV40當(dāng)中也加入了RGSS算法。
● 第三小節(jié) 多重采樣（Multi-Sample），抗鋸齒技術(shù)真正實用化
超級采樣性能損失太大，基本上只能在低分辨率下才敢打開，實用價值并不高，因此各家圖形廠商不約而同的啟用了更加智能的多重采樣抗鋸齒（Multi-Sample Anti-Aliasing），這種AA算法在對像素進行采樣前首先檢測像素的位置，看其是否位于模型的邊緣，也就是說MSAA僅僅處理對象邊緣的像素，這樣大大降低了抗鋸齒所需要處理的數(shù)據(jù)量，同時還能保證抗鋸齒質(zhì)量。從此MSAA也成為了事實上的抗鋸齒標(biāo)準(zhǔn)！
由于MSAA的智能性，打開AA之后的性能損失基本上取決于屏幕內(nèi)多邊形的數(shù)量，有些程序性能損失還是比較大，但有些就小了很多。總的來說緩解了GPU的壓力，讓游戲玩家以很少的代價獲得了畫質(zhì)的明顯改善。
但MSAA并不總是有效的，比如遇到很多密集的樹葉、草叢、柵欄或鐵絲網(wǎng)時，多重采樣不認(rèn)為這些像素是在模型邊緣，因此忽略了這些位置。所以圖形廠商不得不在此基礎(chǔ)上對算法進行改進，加入了新的輔助抗鋸齒模式，比如NVIDIA的透明（Transparency）抗鋸齒和ATI的自適應(yīng)（Adaptive）抗鋸齒，通過額外的采樣甚至是超級采樣來強制提升畫質(zhì)。
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