Anti-Aliasing 101: Was ist Anti-Aliasing? (& Was bedeutet es für Gamer?)

Brauchen Sie eine kurze Einführung in Anti-Aliasing? In diesem Leitfaden erklären wir Ihnen, was Anti-Aliasing ist und wie es sich auf Sie und Ihre Spiele auswirkt.

Spielen Sie gerne PC-Spiele? Wenn ja, dann haben Sie wahrscheinlich schon einmal die Grafikeinstellungen angepasst. Während die meisten dieser Einstellungen selbsterklärend sind, sind es einige vielleicht nicht, wenn Sie mit der Anpassung von Computergrafiken nicht vertraut sind. Ein Beispiel ist die Einstellung „Anti-Aliasing“. Vielleicht haben Sie sogar schon einmal daran herumgespielt, aber Sie konnten keinen merklichen Unterschied in Ihrem Spiel feststellen. Was also ist Anti-Aliasing und wie beeinflusst es das Aussehen Ihrer PC-Spiele?

Anti-Aliasing verstehen

Es gibt eine Menge über Anti-Aliasing zu wissen. In der Tat gibt es viele verschiedene Arten. Bevor wir uns mit ihnen beschäftigen, ist es wichtig zu verstehen, was Anti-Aliasing bewirkt und wie es die Spielegrafik verbessert.

Zuerst müssen Sie wissen, was Aliasing ist. In einem Bild ist es eine gezackte Kante. Vielleicht haben Sie Aliasing schon einmal in einem PC-Spiel bemerkt, wenn eine Linie, die eigentlich eine Kurve sein sollte, stattdessen wie eine Treppe aussieht. Das ist es, was viele Leute in der PC-Spielewelt als „Zacken“ bezeichnen.“

Dieses Beispiel vom Worcester Polytechnic Institute zeigt die Herausforderung, die Spieleentwickler beim Rendern von glatt aussehenden Grafiken auf einem quadratischen Pixel-basierten Display (was alle modernen Displays sind) haben.

Warum bilden sich Zacken? Der Hauptgrund ist, dass der Computerbildschirm oder das Ausgabegerät aus einer großen Anzahl von Pixeln besteht. Jedes Pixel hat eine rechteckige Form. Wenn es darum geht, Linien zu erzeugen, die gekrümmt oder abgerundet sind, verursachen die Rechtecke gezackte Kanten.

Es liegt nahe, dass die Anti-Aliasing-Technologie darauf abzielt, dieses Problem der gezackten Kanten zu lösen. Da Monitore und andere Ausgabedisplays immer höhere Auflösungen erhalten, ist Aliasing immer schwerer zu erkennen. Die Anzahl der Pixel steigt so weit an, dass die gezackten Ränder schrumpfen und vom bloßen Auge kaum noch wahrgenommen werden. Tatsächlich ist das der Grund, warum manche Leute keinen Unterschied im Aussehen ihrer modernen Spiele bemerken, wenn sie an den Anti-Aliasing-Einstellungen herumspielen. Für andere jedoch erinnert das Ausschalten von Anti-Aliasing sie daran, wie störend Aliasing sein kann.

Wie funktioniert Anti-Aliasing-Technologie?

In der realen Welt können wir glatte Kurven sehen. Wie oben erläutert, sind diese glatten Kurven auf einem Monitor, der aus rechteckigen Pixeln besteht, nur schwer darstellbar. Aus diesem Grund neigen geschwungene Linien in Spielen zu einem gezackten Aussehen.

Dieses Bild von geforce.com zeigt den Effekt, den Anti-Aliasing auf eine Grafik hat. Die Aliasing-Version von „A“ hat gezackte Kanten, während die Anti-Aliasing-Version von „A“ unscharfe Kanten hat. Wenn Sie denken, dass die unscharfen Kanten auch nicht gut aussehen, müssen Sie bedenken, dass, wenn Sie weiter herauszoomen, das anti-aliasing ‚A‘ schärfer aussieht als das aliasing ‚A‘.

Anti-aliasing versucht dieses Problem zu lösen, indem es die Kanten glättet. Deshalb bemerken manche Leute einen leichten Unschärfe-Effekt an den Rändern von Bildern in ihren Spielen. Das ist Anti-Aliasing, das versucht, gezackte Kanten so glatt wie möglich zu machen.

Hier ist ein gutes Beispiel für den Effekt, den Anti-Aliasing auf die Grafik eines Spiels haben kann. Für eine noch bessere Darstellung sehen Sie sich die interaktive Version dieses Bildes auf geforce.com.

Wie aber glättet Anti-Aliasing die Kanten? Während es generell verschiedene Arten von Anti-Aliasing gibt, funktioniert diese Technologie durch das Abtasten der Pixel an den Rändern eines Bildes. Durch die Verwendung der Farben, die abgetastet werden, blendet die Technologie das Erscheinungsbild von gezackten Kanten aus.

Unterschiedliche Arten von Anti-Aliasing

Während die allgemeine Idee hinter Anti-Aliasing die gleiche ist, gibt es viele Techniken. Um das beste Ergebnis mit Anti-Aliasing zu erzielen, hängt es stark von der Art der Hardware und deren Fähigkeiten ab, die Sie haben. Werfen wir einen Blick auf einige der gängigsten Anti-Aliasing-Optionen:

Supersamaple Anti-Aliasing

Bei weitem ist dies eine der effektivsten Anti-Aliasing-Techniken. SSAA sorgt dafür, dass Ihr Grafikprozessor (GPU) Spiele mit einer höheren Auflösung rendert. Von dieser höheren Auflösung aus wird das Bild heruntergerechnet. Durch das Rendern dieser höheren Auflösung wird auch die Anzahl der angezeigten Pixel erhöht, wodurch ein schärferes Bild für das Auge entsteht. SSAA ist zwar eine großartige Option, erfordert aber eine High-End-Grafikkarte und normalerweise zusätzlichen Videospeicher. Im Grunde brauchen Sie einen leistungsstarken PC, damit es reibungslos funktioniert.

Multi-Sampling Anti-Aliasing

Während SSAA eine der effektivsten Anti-Aliasing-Techniken ist, ist MSAA eine der gängigsten. Diese Option stellt ein Gleichgewicht zwischen Leistung und Qualität her. Sie nutzt geometrische Formen und Farbmanipulationen, um die Illusion von Glätte zu erzeugen. Bei MSAA müssen Sie die Anzahl der Samples wählen, die normalerweise zwei, vier oder acht beträgt. Je höher die Anzahl der Samples ist, desto höher wird die Bildqualität. Allerdings hat eine höhere Anzahl von Samples einen größeren Einfluss auf die PC-Leistung.

Fast Approximate Anti-Aliasing

Sie wollen Anti-Aliasing, haben aber keinen High-End-PC? Dann könnte FXAA das Richtige für Sie sein, denn es beansprucht die PC-Ressourcen am wenigsten. Anstatt die Farben und die Geometrie eines Spiels zu berechnen, verwischt es einfach die gezackten Kanten. Das Ergebnis ist in der Regel ein insgesamt unschärferes Bild, aber Sie werden keinen oder nur einen geringen Einfluss auf die Leistung bemerken.

Coverage Sampling Anti-Aliasing

Einige Anti-Aliasing-Techniken werden von Grafikkartenherstellern entwickelt. Ein Beispiel ist CSAA, das von NVIDIA entwickelt wurde. Die Ergebnisse sind bei einer hohen Abtastrate gleichwertig mit MSAA, aber bei einer niedrigen oder mittleren Abtastrate erfordert es nur die Performance-Kosten von MSAA.

Enhanced Quality Anti-Aliasing

Wie CSAA ist EQAA eine Anti-Aliasing-Technik, die von einem Grafikkartenhersteller entwickelt wurde. In diesem Fall ist der Hersteller AMD. Die Ergebnisse sind sehr ähnlich zu CSAA. Es liefert High-End MSAA-Ergebnisse, benötigt aber weniger PC-Ressourcen.

Temporal Anti-Aliasing

Dies ist eine relativ neue Art von Anti-Aliasing, die nur in neueren Grafikkarten zu finden ist. TXAA kombiniert eigentlich mehrere Techniken, die andere Anti-Aliasing-Programme zum Glätten von Kanten verwenden. Es ist nicht sehr anspruchsvoll in Bezug auf die Rechenleistung und liefert ein besseres Bild als FXAA. Allerdings werden Sie wahrscheinlich immer noch eine gewisse Unschärfe bemerken.

Welche Anti-Aliasing-Technik funktioniert am besten für Ihr Setup?

Bei so vielen verfügbaren Anti-Aliasing-Techniken kann es schwierig sein, die richtige für Sie zu bestimmen. Wenn Ihr Computer damit umgehen kann, dann ist SSAA die beste Wahl. Wenn Sie eine AMD- oder NVIDA-Grafikkarte haben, die EQAA bzw. CSAA bietet, und Ihr Computer SSAA nicht ausführen kann, dann ist das die optimale Lösung für Sie.

Wenn Sie einen Mittelklasse-PC betreiben und keinen Zugang zu EQAA oder CSAA haben, sollten Sie MSAA verwenden. Für alle da draußen, die einen Low-End-PC haben, bleiben Sie bei FXAA, wenn Sie eine Art Anti-Aliasing-Maßnahme wünschen. Vielleicht ziehen Sie aber das Aliasing dem unscharfen Bild vor, das FXAA erzeugt. Die Entscheidung liegt bei Ihnen und hängt vor allem von Ihrem Grafikprozessor ab.

Beachten Sie, dass auch Ihre Bildschirmeinstellungen einen Einfluss auf Aliasing haben. Wenn Sie Spiele auf einem Full-HD-Display spielen, das zum Beispiel nur 21 Zoll groß ist, werden Sie ohnehin nicht viel Aliasing bemerken. Wenn Sie jedoch Spiele auf einem 40-Zoll-Fernseher mit 1080p spielen, werden Sie viel mehr Aliasing bemerken. Je größer Ihr Fernseher ist, desto schärfer muss die Auflösung sein, um gezackte Kanten zu vermeiden. 2K- und 4K-Monitore und -Fernseher erzeugen aufgrund ihrer hohen Pixeldichte viel weniger Zacken.

Verbringen Sie nicht zu viel Zeit damit, sich um Anti-Aliasing zu sorgen

Vor Jahren war Anti-Aliasing eine große Sache. Mit besserer Grafik und höher aufgelösten Bildschirmen gehört es langsam der Vergangenheit an. In einigen Fällen benötigen neuere Spiele überhaupt kein Anti-Aliasing mehr. Trotzdem ist es eine gute Idee, zu verstehen, was Anti-Aliasing ist, damit Sie fundierte Entscheidungen über die Balance zwischen Leistung und Grafik Ihres nächsten PC-Spiels treffen können. Die Kenntnis der verschiedenen Techniken kann Ihnen auch helfen, wenn Sie jemals ein eigenes Spiel entwickeln.

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