Fonderie numérique : l’avenir de l’anticrénelage
La génération actuelle de consoles HD arrive à maturité et les développeurs recherchent des moyens toujours plus ingénieux d’extraire des visuels de meilleure qualité à partir des configurations matérielles fixes disponibles, tout en conservant autant que possible les performances du système.
L’un des éléments clés d’une présentation graphique soignée et de qualité est l’anticrénelage – le processus par lequel les effets de distorsion générés par le rendu d’une image à haute résolution dans un framebuffer à résolution inférieure sont diminués. Les artefacts d’aliasing les plus infâmes – et peut-être les plus rebutants – sont bien sûr les “jaggies” redoutés.
L’anti-aliasing matériel multi-échantillons (MSAA) est la solution la plus courante à ces problèmes, mais il a un coût : il est lourd en RAM et en bande passante. De plus, les techniques de rendu d’ombrage différé utilisées dans de nombreux jeux récents sont incompatibles avec le MSAA traditionnel sur le matériel DirectX 9 et peuvent entraîner une énorme perte de mémoire sur DX10 et DX11. Alors, que se passerait-il si vous pouviez obtenir des résultats sans doute supérieurs à MSAA sans trop de perte de performances ?
Des jeux tels que The Saboteur, Halo: Reach et Crysis 2 ont tous utilisé leurs propres solutions d’anti-aliasing personnalisées plus efficaces, mais la technique la plus populaire est peut-être l’anti-aliasing morphologique (MLAA) – tel que développé par l’Advantaged Technology Group de SCEE (ATG ) et déployé sur des jeux tels que God of War 3, Little Big Planet 2, Shift 2: Unleashed et le prochain Battlefield 3.
Nous ne savons pas exactement si le code de SCEE est utilisé dans tous les cas, mais MLAA devient de plus en plus populaire – Portal 2, Alice : Madness Returns et Red Faction : Armageddon sont trois autres exemples très médiatisés qui semblent utiliser la même technique .
“MLAA est un algorithme assez coûteux qui essaie de faire correspondre les contours et applique un flou/filtre en fonction de la meilleure correspondance”, explique l’un des cerveaux technologiques de Criterion Games, Alex Fry.
“Parce qu’il est basé sur la recherche et utilise un grand nombre de modèles, il est coûteux mais peut faire un fantastique travail lorsqu’il trouve un véritable avantage; ne floutant que ce bord et rien d’autre produisant un bord parfaitement anti-crénelé. Cependant, lorsqu’il trouve de “faux” bords – par exemple, trouver un bord dans une texture bruyante qu’il ne devrait vraiment pas flouter – il exagère le bruit car l’effet de flou changera de direction d’une image à l’autre (différents motifs seront mis en correspondance sur chaque image), exagérant le crénelage temporel.”
Les algorithmes de calcul coûteux de MLAA ont jusqu’à présent permis de l’utiliser uniquement sur PlayStation 3, les SPU ultra-rapides travaillant en parallèle pour traiter l’image en 3 à 4 millisecondes environ. Mais MLAA est maintenant développé pour Xbox 360 et PC également sous la forme de Jimenez MLAA, créé par Jorge Jimenez, Jose I. Echevarria et Diego Gutierrez.
Jimenez MLAA sur une gamme de jeux de tir à la première personne : Battlefield : Bad Company 2, Borderlands et Bulletstorm. Comme le post-traitement AA considère un écran plat 2D pour l’analyse, nous pouvons utiliser nos captures HD au lieu de fonctionner en temps réel. Notez que les éléments HUD sont également traités. Dans le jeu, vous espérez traiter l’image avant que le HUD ne soit superposé. Utilisez le bouton plein écran du lecteur pour une résolution de 720p.
Jimenez MLAA fonctionne sur GPU, et il a été suggéré que la technique perd un élément de qualité car les cœurs graphiques gèrent un code un peu plus simple que les SPU. L’équipe Jimenez conteste cela et peut pointer vers les résultats vus dans les clips vidéo de cette fonctionnalité, générés indépendamment par Digital Foundry sur les clips de notre choix, filtrés avec leur code.
“Nous ne pouvons pas parler pour toutes les implémentations MLAA (de type) là-bas, mais nous pensons que notre version actuelle 1.6 – celle utilisée pour ces comparaisons – a considérablement relevé la barre de qualité”, disent-ils.
“Dans nos tests, il produit des résultats comparables (sinon supérieurs) à CPU MLAA. L’une de nos meilleures caractéristiques est que nous sommes très conservateurs avec l’image : nous ne traitons que là où nous sommes sûrs qu’il y a un bord perceptible ; et la version 1.6 fait un très bon travail de recherche de bords perceptibles. Cela permet de préserver la netteté maximale tout en traitant tous les crénelages pertinents.
FXAA adopte une approche complètement différente, s’inspirant davantage de ce qu’Alex Fry appelle un “filtre de flou heuristique” mieux adapté aux images plus bruyantes. Timothy Lottes a développé des itérations spécifiques “console” et “qualité” de FXAA conçues pour tirer le meilleur parti de la console actuelle et du matériel PC.
“La qualité FXAA3 – la version PC – est conçue pour tirer parti des fonctionnalités et des performances que les GPU PC doivent fournir pour fournir une très haute qualité”, a-t-il déclaré.
“La console FXAA3 est conçue pour offrir la meilleure qualité possible sous la contrainte d’utiliser le plus près possible d’une milliseconde de temps GPU par image 720p sur Xbox 360 et PS3. Visuellement, la version PC est plus nette et a une meilleure qualité sur presque- bords horizontaux et presque verticaux.”
L’objectif initial de Lottes dans la création de la technologie était de “trouver des techniques pratiques sur le matériel d’aujourd’hui pour rapprocher la qualité des pixels des jeux de celle du film rendu hors ligne”, et c’est une approche qui ne se contente pas de lisser les irrégularités.
“Au-delà du ciblage de l’aliasing des bords comme MLAA et DLAA, FXAA réduit l’effet visuel de miroitement et de scintillement de l’aliasing sous-pixel en abaissant le contraste des caractéristiques de taille pixel et sous-pixel”, explique Lottes, révélant que ses techniques sont également plus rapides que la publication concurrente. -traite les technologies d’anticrénelage.
“En termes d’exécution, la qualité FXAA3 est moins chère que MLAA, et la console FXAA3 est moins chère que DLAA. Il existe également une autre version de FXAA qui a une qualité bien supérieure à MLAA (moins de distorsion) lorsqu’elle est appliquée au texte et aux éléments HUD .”
Une aubaine de comparaison anti-aliasing – ici, nous voyons l’image source d’origine, puis la même image avec le filtrage Jimenez MLAA, suivi de FXAA (console) et FXAA (qualité). Le paramètre de qualité de FXAA nécessite plus de temps GPU, il a donc été développé en pensant aux cartes graphiques PC. Cliquez sur chaque image pour les PNG sans perte (ou bien, faites un clic droit et ouvrez chacune dans un nouvel onglet).
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