Co to jest filtrowanie anizotropowe?

Filtrowanie anizotropowe to stosunkowo standardowa opcja w grach wideo. Jednak bardzo niewiele gier zadaje sobie trud, aby wyjaśnić, co robi, a te, które to robią, nadal skorzystałyby z wizualnego przykładu, aby ułatwić zrozumienie.

Filtrowanie anizotropowe to technika filtrowania tekstur, która może wyraźnie poprawić jakość tekstur widocznych pod kątem. Jest to zazwyczaj najbardziej widoczne na płaskich teksturach ścian lub podłóg, które rozciągają się na dal. Bez filtrowania tekstur tekstura widziana pod kątem stanie się zauważalnie rozmyta i straci wiele szczegółów, gdy kąt będzie bardziej stromy.

Mipmapy

Podstawowym rozwiązaniem tego rozmycia są mipmapy tekstur. Mipmapping polega na wstępnym obliczeniu serii przeskalowanych wersji tekstur. Na przykład, jeśli oryginalna tekstura ma 256×256 pikseli, wersja mipmapy będzie miała wersje 128×128, 64×64, 32×32 pikseli i tak dalej. Ten projekt zwiększa rozmiar dowolnego pliku tekstury o 33%.

Wskazówka: „Mip” w Mipmapie pochodzi od inicjałów frazy „duch in a small space” po łacinie „Multum in parvo”.

Wersje ze skalą w dół w teksturach mipmapowanych są używane, gdy tekstura o zmniejszonej rozdzielczości jest bardziej efektywna w wyświetlaniu niż w pełnej rozdzielczości. Ten problem z tym podejściem pojawia się, ponieważ obraz o zmniejszonej rozdzielczości jest z definicji mniejszy niż oryginał. Aby dowolny wzór wydawał się pasować, tekstura musi zostać rozciągnięta, aby dopasować ją do szerokości oryginalnej tekstury. To rozciąganie nagle i zauważalnie zwiększa rozmycie tekstury, a efekt pogarsza się wraz z zamienianiem tekstur o niższej rozdzielczości. Choć ten efekt rozmycia jest oczywisty, nadal jest mniej widoczny i mniej obciąża procesor niż konieczność korzystania z pełnej skaluj teksturę i zmniejszaj ją w czasie rzeczywistym.

Filtrowanie anizotropowe

Rozwiązaniem tego problemu jest filtrowanie anizotropowe. Zamiast po prostu używać stopniowo mniejszych tekstur, które zmniejszają o połowę szerokość i wysokość poprzedniej tekstury, tworzona jest również tekstura o połowie szerokości i pełnej wysokości. Te tekstury o połowie wysokości i pełnej szerokości zapewniają koniecznie obniżoną jakość, ale nie muszą być rozciągane, ponieważ mają już taką samą szerokość jak oryginalna tekstura, zapobiegając w ten sposób znacznemu efektowi rozmycia.

Wskazówka: słowo „anizotropowy” ma pochodzenie złożone. „An” oznacza nie, „iso” oznacza to samo, a „tropik” pochodzi od tropizmu, czyli związanego z kierunkiem. Ta nazwa pasuje, ponieważ filtrowanie anizotropowe nie filtruje w ten sam sposób we wszystkich kierunkach.

W grach opcja filtrowania anizotropowego jest często przedstawiana z mnożnikiem, zwykle 2x, 4x, 8x i 16x. Reprezentują one liczbę redukcji rozmiaru, które są dostępne do użytku. Zazwyczaj różnica między 8x i 16x jest prawie niemożliwa do odróżnienia, z wyjątkiem porównań side-by-side. Wynika to z faktu, że jedynymi teksturami, których dotyczy problem, są odległe, małe i dlatego trudne do zauważenia. Wpływ filtrowania anizotropowego na wydajność jest stosunkowo minimalny.