Anti-Aliasing im Detail

24. Februar 2002 / von aths / Seite 7 von 18

Man kann auch sagen, 3dfx hatte bei ihrem Anti-Aliasing den Dreh raus :-). Das Monitor-Pixelraster geht in die horizontale und in die vertikale Richtung, dementsprechend wird auch gesampelt. Beim ordered grid Supersampling (auch Oversampling genannt) blieb diese Ausrichtung erhalten - damit werden alle Nachteile mit übernommen. Günstiger ist es, das Abtast-Raster innerhalb jedes Pixels etwas zu drehen. Das sieht ungefähr so aus:

Ein gedrehtes Subpixel-Raster.

Der VSA-100 Chip der Voodoo 4/5 ist bei der Anordnung der Subpixel flexibel. Das muss auch so sein, da er neben Anti-Aliasing weitere Effekte beherrscht. Die Lage der Subpixel kann den Bedürfnissen angepasst werden. Für das Anti-Aliasing wirkt sich eine Änderung aber immer auf das gesamte Bild aus. Deshalb sollte man noch nicht vom programmierbaren Anti-Aliasing sprechen, sondern eher von einer flexiblen Methode. Der VSA-100 kann zwar die Subpixel-Positionen für jedes Pixel neu einstellen, aber nur für Effekte wie z.B. Motion Blur oder Depth of Field (Bewegungs- bzw. Tiefenunschärfe).

Nebenbei gesagt werden übrigens nicht die einzelnen Samplepositionen verschoben. Dazu müsste die Logik für das Triangle Setup aufwändig modifiziert werden. Um das zu umgehen, wird einfach die Geometrie für jedes der vier Subpixel ein klein bisschen versetzt. Dieses Verfahren heisst im Fachjargon Vertex Jittering.

In der Praxis bringen Dreh-Winkel zwischen 20 und 30° die besten Ergebnisse. Wie sieht das nun aus?

Rotierte Subpixel-Anordnung. Mouseover: Nicht rotierte Subpixel. Klick: Beide Bilder zusammen.

Die farbigen Flächen erlangen erst dann Bedeutung, wenn man Filtertheorie betreibt. Doch so viel ist klar: Dass die Subpixel nun ungleich weit voneinander entfernt sind, muss Auswirkungen haben. Denn in der Textur liegen die Texel liegen ja in gleichmäßigen Abständen voneinander entfernt. Für die Praxis ist dieser kleine Unterschied allerdings nicht von Belang.

Immerhin ist die ordered grid Methode sehr einfach zu verwirklichen. Wie lässt sich ein rotated grid Anti-Aliasing realisieren?

Die passende Technik hat aus verschiedenen Gründen Zukunft.