Filtro AntiAliasing: Che cos’è? Come funziona?

In questa guida ti spiegherò, tenendo conto dei tratti essenziali, il ruolo ed il funzionamento del filtro Anti-Aliasing.

Si tratta di una guida pensata per dei principianti che non hanno le idee chiare su questo argomento in realtà molto complesso ed ostico.

Invito, pertanto, i più esperti a non tener conto delle spiegazioni che sono volutamente quanto più semplificate possibile. Nonostante la semplicità, però, ho cercato di non tralasciare i dettagli più importanti a riguardo.

Come funziona e che cos’è il filtro AntiAliasing?

L’Anti Aliasing (AA) è una tecnica sviluppata appositamente per la grafica, che permette di migliorare la definizione di un frame e di un immagine.

Il suo compito è quello di arrotondare le geometrie da renderizzare creando dei sub-pixels. Questi renderanno i bordi più precisi ed apprezzabili.

Possiamo facilmente comprendere dall’etimologia della parola come questo filtro, che abbiamo già definito “AntiAliasing”, sia un metodo che contrasta il suo rivale “Aliasing”.

Questo fenomeno si verifica quando le GPU processano geometrie (triangoli) e linee da campionare nei cosiddetti “Sampling”.

Infatti, durante il campionamento verranno assegnati dei colori proprio nel centro dei pixels. 

E’ qui che il nostro filtro entrerà in azione, altrimenti senza nessun filtro il PC riconoscerà un unico colore al centro dei pixels che verrà utilizzato nella totalità di quest’ultimo.

Dato l’elevato numero di tecniche sviluppatesi col tempo, mi limiterò a citare esclusivamente le più importanti.

Tieni a mente, però, che questi metodi richiedono un certo sforzo da parte delle schede video. Per questo motivo, ti consiglio di aggiornare l’hardware del tuo PC se la tua scheda grafica attuale fatica con l’anti-aliasing attivo.

Filtro Anti-Aliasing: SuperSampling AntiAliasing (SSAA)

Il SuperSampling (SSAA) è il filtro più potente disponibile: agisce sull’integrità dell’immagine e nella totalità dei poligoni.

Piuttosto che applicare il colore assegnato al centro del pixel, si occupa di effettuare una divisione in sub-pixels con colori indipendenti. Solo in seguito viene effettuata una media.

Questa tecnica, tuttavia, è veramente molto pesante e sta lentamente andando in disuso.

Filtro Anti-Aliasing: MultiSampling AntiAliasing (MSAA)

Il MultiSampling (MSAA) è stato ideato quando la sostenibilità in termini prestazionali del SSAO è divenuta quasi insostenibile.

Da quel momento in poi questo è il filtro più diffuso, una sorta di via di mezzo tra la qualità e le performance che prende in considerazione solo i bordi di un oggetto. 

Se in un pixel si sovrappongono più oggetti, con l’MSAA è possibile campionare più colori in quel pixel. Ovviamente più saranno i campionamenti per pixel (x2, x4, x8) e più sarà preciso il risultato finale.

Questo in parola è un giusto compromesso tra SSAO e le prestazioni, ma presenta alcuni svantaggi. Infatti, non è in grado di elaborare textures trasparenti ( anche parziali), come ad esempio reti o staccionate.

Il motivo per cui questa tecnologia non funziona nel seguente frangente è causa del fatto che tale filtro è creato per l’elaborazione di mesh (ovvero piccole geometrie triangolari che compongono gli oggetti di un videogame).

Quindi, creare tante piccole mesh e di conseguenza milioni di triangoli per creare delle reti sarebbe non solo molto difficile, ma anche insopportabile persino dalle ultime schede grafiche.

Pertanto si ricorse all’uso di textures bidimensionali per rappresentare oggetti tridimensionali. Ecco perché le case produttrici di GPU hanno ideato dei loro filtri che implementassero questa funzione al comune MSAA.

NVIDIA: Transparency Adaptive anti-aliasing (TAAA) che possiede due versioni: una che multisampling (TrMSAA) e supersampling (TrSSAA).

AMD: Adaptive Anti-Aliasing , creato per lo stesso fine in questo caso però da AMD.

Filtri Post-Processing: Fast Approximate Anti-Aliasing (FXAA)

Uno tra i filtri post-processing (dopo rendering, processazione) più conosciuti. Il Fast Approximate Anti-Alising (FXAA) è stato sviluppato da un programmatore di NVIDIA.

Agisce sull’immagine intera; tuttavia, a differenza del SSAO, questo è molto più veloce, probabilmente uno tra i più versatili e leggeri.

Questo applica un effetto di motion blur che sfoca leggermente gli oggetti e le entità in movimento non beneficiano di questo filtro. Possiamo considerare queste due appena citate le cause della sua velocità.

Filtri Post-Processing: Morphological Anti-Aliasing (MLAA)

Un secondo filtro studiato e rilasciato da Sony Computer Entertainment venne implementato alla sua uscita su console come PlayStation 3.

Anche questo agisce sull’integrità dell’immagine analizzando poligoni, pixels e textures alpha. E’ circa il 20% qualitativamente migliore rispetto all’FXAA , il quale però è sensibilmente più leggero.

Che cos’è il Filtro Anisotropico?

Si tratta di una serie di algoritmi per il rendering di forme non uniformi e con contorni lineari. Le forme vengono suddivise in aree più piccole, più facilmente elaborabili.

Questo filtro viene utilizzato per migliorare la qualità di textures poste su un piano inclinato, riducendo l’effetto “Aliasing” e causando meno sfocatura in corrispondenza degli angoli di visuale più lontani.

Anche quest’ultimo ha un rilevante impatto sulle prestazioni e si è imposto da tempo nelle impostazioni grafiche dei videogames.