Wenn Sie sich jemals die Grafikeinstellungen in Videospielen angesehen haben, ist Ihnen wahrscheinlich die Anti-Aliasing-Einstellung aufgefallen. Und wenn andere Einstellungen wie der Rendering-Abstand oder die Schattenqualität recht intuitiv sind, haben Sie vielleicht Schwierigkeiten zu verstehen, was Anti-Aliasing ist.
Wenn Sie ein Fan von Computerspielen sind, mussten Sie sich wahrscheinlich schon einmal mit einem Grafikprozessor herumschlagen, der für Ihre Lieblingsspiele nicht leistungsstark genug ist. Vielleicht dachten Sie, Ihr neues Spiel würde sich durch Größe und beeindruckende Details auszeichnen. Stattdessen sieht es aus wie 8-Bit Super Mario Bros.
Diese blockigen, verpixelten Ränder, die Sie in PC-Spielen sehen, werden normalerweise „Zacken“ genannt. In den meisten Fällen kann man sie loswerden, indem man die Bildschirmauflösung erhöht. Aber das ist nicht für alle Spieler möglich. Wenn Sie einen alten Grafikprozessor haben oder Ihr Grafikprozessor nicht für Spiele ausgelegt ist, können Sie höhere Auflösungen nicht erreichen, ohne dass das Spiel stark verlangsamt wird.
In diesem Artikel werden wir Ihnen erklären, was Anti-Aliasing bedeutet.
Warum brauchen wir Anti-Aliasing in Spielen?
Die Struktur des Bildschirms ist eine Matrix aus quadratischen Pixeln. Es ist leicht zu erraten, dass in diesem Fall nur horizontale und vertikale Linien vollkommen korrekt gezeichnet werden können. Sobald der Computer versucht, eine schräge Linie zu zeichnen, treten Pixelzacken auf.
Dieses Problem kann durch die Anschaffung eines Monitors mit einer höheren Auflösung gelöst werden. Wenn Sie nicht über einen modernen Grafikprozessor verfügen, müssen Sie wahrscheinlich auch diesen aufrüsten. Aber diese Option ist nicht für jeden geeignet.
Aus diesem Grund fügen die Entwickler ihren Spielen die Anti-Aliasing-Technologie hinzu. Sie wurde bereits 1972 erfunden, gewann aber erst einige Jahrzehnte später an Popularität in der Spieleindustrie. Das Anti-Aliasing besteht darin, die benachbarten Pixel in einer Zwischenfarbe (oder einem Farbverlauf) zu malen. Der gezackte Übergang erscheint dann weniger scharf, so dass die Grenze entschärft wird.
Anti-Aliasing wird nicht nur in Spielen, sondern auch in Programmoberflächen und sogar einfach in Betriebssystemen verwendet. Der Algorithmus bearbeitet nicht nur Bilder, sondern auch Text und macht kleine Schriftarten besser lesbar.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Anti-Aliasing zu erreichen. Die wichtigsten und beliebtesten Anti-Aliasing-Algorithmen sind unten aufgeführt, aber auch andere Arten können in Spielen vorkommen.
Supersampling-Aliasing (SSAA)
SSAA ist die einfachste, aber gleichzeitig auch die effektivste Art der Kantenglättung, die in Spielen das schönste Bild ergibt. Leider verringert es die Leistung erheblich. Die GPU erhöht die Auflösung des Bildschirms praktisch um ein Vielfaches. Nach dem Rendern eines Bildes wird das Bild wieder auf seine ursprüngliche Größe komprimiert, wobei die Farben der virtuellen Pixel in ihre entsprechenden realen Pixel gemittelt werden. Wenn die Bildschirmauflösung Full HD (1920×1080) ist und Anti-Aliasing im 4x-Modus funktioniert, wird das Bild in 4K-Auflösung (3840×2160) gerendert.
Leider verfügen nicht alle Videospiele über diese Art von Anti-Aliasing. Der SSAA-Algorithmus eignet sich am besten für nicht-moderne Spiele, bei denen der Ressourcenverbrauch durch dieses Anti-Aliasing durch die hohe Leistung des Spiels kompensiert wird.
Manchmal findet man jedoch SSAA 0,5x in den Einstellungen. Wenn Sie diese Einstellung verwenden, wird die Bildauflösung fast halbiert und bei der Anzeige auf dem Bildschirm zurückgestreckt. Die Bildqualität nimmt in diesem Fall ab, die Spielleistung hingegen zu.
Multisample-Anti-Aliasing (MSAA)
In der Praxis muss die Glättung nicht auf den gesamten Rahmen angewendet werden. Sie ist bei schrägen Linien, kontrastierenden Polygongrenzen oder kleinen Objekten in einiger Entfernung angebracht. Aus diesem Grund wurde die ressourcenintensive SSAA durch eine leichtere MSAA ersetzt.
Diese Art von Anti-Aliasing funktioniert nach einem ähnlichen Algorithmus: Es erhöht die virtuelle Auflösung eines bestimmten Teils des Bildes, zeichnet ihn und reduziert dann die Auflösung auf das Original.
Diese Art von Anti-Aliasing ist jedoch in Spielen unwirksam, in denen viele kleine Objekte gerendert werden müssen: Gras, Laub oder Haare – all die Dinge, die die Entwickler so verzweifelt versuchen, detailliert darzustellen. In solchen Fällen wird diese Art von Anti-Aliasing identisch mit seinem Vorgänger und daher genauso ressourcenintensiv.
Schnelle Annäherungs-Aliasierung (FXAA)
Die Idee dieses Algorithmus ist es, die Farben benachbarter realer (nicht virtueller) Pixel zu mitteln. FXAA ist sehr unscharf, erfordert aber nur minimale Ressourcen. Nicht die beste Option, aber eine der beliebtesten.
Bei der Verwendung dieser Funktion sollten Sie sich darüber im Klaren sein, dass alle scharfen Elemente oder kontrastreichen Ränder verwischt werden, was in einigen Fällen das Bild für das Auge nicht sehr angenehm macht. Sie haben also die Wahl zwischen einem unscharfen Bild und einer gezackten Pixelreihe.
Morphologisches Anti-Aliasing (MLAA)
Diese Art von Anti-Aliasing ist ähnlich wie Intels FXAA. Der Algorithmus arbeitet nach dem endgültigen Rendering des Bildes, so dass er nicht auf der GPU, sondern auf der CPU ausgeführt werden kann. Dadurch wird die Belastung des Grafikprozessors erheblich reduziert.
PC-Spieler lieben sie, weil sie es ihnen ermöglichen, ihre Grafiken mit relativ wenig Rechenleistung zu schärfen. Der Nachteil ist natürlich, dass die Grafik etwas unschärfer aussehen kann. Aber viele Spieler finden, dass ein wenig Unschärfe das schärfere Bild wert ist.
Morphologisches Subpixel-Anti-Aliasing (SMAA)
Dies ist ein Anti-Aliasing, das auf FXAA und MLAA basiert. Es ist eine verbesserte Version von MLAA, aber es läuft nicht auf der CPU, sondern auf der GPU, was bedeutet, dass es deren Ressourcen verbraucht.
Leider verwischt diese Art von Anti-Aliasing in Spielen wie seine beiden Vorgänger auch das Bild, so dass einzelne kleine Objekte (wie Schmutzpartikel oder Kratzer) unscharf werden.
Zeitliches Anti-Aliasing (TXAA/TAA)
Diese von Nvidia entwickelte Art von Antialiasing eliminiert nicht nur Pixelzittern, sondern auch unnötiges Zittern von Objekten.
Dieses Anti-Aliasing funktioniert hervorragend, wenn das Bild statisch oder nahezu statisch ist. Sobald die Szene dynamisch wird, verbraucht der Algorithmus eine Menge Ressourcen. Außerdem können Artefakte auftreten, die durch Restbilder vergangener Bilder verursacht werden.
Dynamische Superauflösung (DSR)
Das Anti-Aliasing wird ebenfalls direkt von Nvidia vorgenommen. Der Algorithmus ist ähnlich wie bei SSAA. Der Unterschied besteht darin, dass DSR das Spiel einfach mit einer höheren Bildschirmauflösung ausführt. Dann wird, wie bei SSAA, ein Bild gerendert und anschließend auf die ursprüngliche Auflösung reduziert.
Die Vorteile: Sie können zum Beispiel 4K-Screenshots auf einem Full-HD-Monitor machen. Wenn das Spiel jedoch nicht vollständig für diese Art von Anti-Aliasing optimiert ist, können die Spieloberfläche und die Mausempfindlichkeit abnehmen, da Sie im Wesentlichen mit einer höheren Auflösung spielen als Ihr Monitor.
Coverage Sampling Anti-Aliasing oder Custom-Filter Anti-Aliasing (CSAA/CFAA)
Eine verbesserte Version von MSAA. Erreicht die gleiche Bildqualität wie MSAA x 8, verbraucht aber die gleichen Ressourcen wie MSAA x 4. Es gibt fast keine Unschärfe.
Der Algorithmus wird verbessert, indem auch Daten über benachbarte Pixel berücksichtigt werden. Dies ermöglicht ein genaueres Anti-Aliasing, ohne kleine Objekte zu beeinträchtigen, die nicht verwischt werden sollen.
Welches Anti-Aliasing im Spiel gewählt werden soll
Wenn Sie einen leistungsstarken Gaming-Computer besitzen und in den Grafikeinstellungen SSAA-Anti-Aliasing sehen, sollten Sie nicht zögern, es zu wählen. Aber wenn Sie die Stärke Ihres PCs überschätzt, und eine solche Lösung stark beeinträchtigt die Bildrate, dann versuchen Sie, SMAA oder TXAA (TAA) zu finden.
Wenn Ihr PC preisgünstiger ist, gibt es immer die Möglichkeit, FXAA, MLAA oder MSAA zu verwenden.
