Language
Country/Area
No result found
Teknologi peningkatan gambar yang menakjubkan: Bagaimana penyaringan anisotropik memecahkan keterbatasan penyaringan tradisional?
Dalam grafik komputer 3D, penyaringan anisotropik (AF) adalah metode untuk meningkatkan kualitas gambar tekstur secara signifikan. Teknik ini unik karena hanya diterapkan pada permukaan tempat perspektif kamera miring dan proyeksi tekstur tampak tidak ortogonal. Seperti yang tersirat dari asal katanya, penyaringan anisotropik tidak memperlakukan setiap arah dengan cara yang sama. Dibandingkan dengan penyaringan bilinear dan trilinear, penyaringan anisotropik tidak hanya menghilangkan efek aliasing, tetapi juga meningkatkan keburaman dan mempertahankan detail pada sudut pandang ekstrem.
Penyaringan anisotropik dapat mempertahankan "kejelasan" yang hilang dari teknologi mipmap tradisional dalam proses menghindari aliasing.
Pada akhir tahun 1990-an, karena keterbatasan lebar pita memori, penggunaan penyaringan anisotropik menjadi populer dan menjadi fitur standar kartu grafis konsumen. Teknologi ini umum dalam perangkat keras grafis modern (dan driver video), dan pengguna dapat mengaktifkan teknologi penyaringan ini melalui pengaturan driver atau antarmuka indeks game.
Perbandingan dengan algoritma isotropik
Pemfilteran anisotropik memungkinkan teknologi penyaringan tekstur anti-alias yang cepat, mempertahankan detail tekstur yang tajam di semua sudut pandang. Teknologi mipmap isotropik tradisional membagi dua resolusi pada setiap sumbu saat resolusi setiap lapisan menurun. Jadi, saat merender bidang horizontal pada sudut miring, hasil minimisasi akan menghasilkan kurangnya resolusi horizontal karena pengurangan frekuensi gambar pada sumbu vertikal.
Misalnya, saat penyaringan anisotropik diterapkan pada tekstur 256x256, tekstur tersebut tidak hanya akan menjadi 128x128, tetapi juga resolusi non-persegi seperti 256x128 dan 32x128.
Dengan penyaringan anisotropik mipmap, dimungkinkan untuk mendeteksi gambar yang mengalami downsampling anisotropik ketika frekuensi gambar tekstur berbeda untuk setiap sumbu tekstur. Dengan cara ini, satu sumbu tidak akan kabur karena frekuensi layar sumbu lainnya, sekaligus tetap menghindari aliasing.
Derajat Anisotropi
Selama proses rendering, berbagai tingkat penyaringan anisotropik dapat diterapkan, di mana tingkat tersebut merujuk pada rasio anisotropi maksimum yang didukung oleh proses penyaringan. Misalnya, penyaringan anisotropik 4:1 ("empat banding satu") akan semakin meningkatkan kejelasan tekstur yang miring di luar rentang 2:1. Secara praktis, ini berarti bahwa dalam kasus tekstur yang sangat miring, filter 4:1 akan tampak dua kali lebih tajam daripada filter 2:1.
Namun, sebagian besar pemandangan tidak akan memerlukan penyaringan 4:1, hanya piksel yang lebih miring dan biasanya lebih jauh yang akan memerlukan teknik penyaringan yang lebih tajam.
Ini berarti bahwa seiring meningkatnya tingkat penyaringan anisotropik, akan ada hasil yang semakin berkurang pada peningkatan kualitas yang terlihat oleh mata telanjang, dengan hanya sejumlah kecil piksel yang sangat miring yang menunjukkan tekstur yang lebih jelas.
Metode implementasi
Pemfilteran anisotropik yang sebenarnya dilakukansecara proporsional pada basis per piksel instan. Dalam perangkat keras grafis, saat pengambilan sampel anisotropik dilakukan, beberapa pemeriksaan biasanya dilakukan di sekitar titik tengah tekstur, berdasarkan bentuk piksel yang diproyeksikan. Metode perangkat lunak sebelumnya sebagian besar menggunakan tabel area yang dijumlahkan. Setiap pemeriksaan penyaringan anisotropik biasanya merupakan sampel mipmap yang difilter, sehingga proses ini meningkatkan kompleksitas pengambilan sampel.
Misalnya, enam belas sampel anisotropik trilinear mungkin memerlukan 128 sampel, sedangkan penyaringan mipmap trilinear akan memerlukan pengambilan empat sampel per mipmap, diikuti oleh enam belas sampel anisotropik lainnya.
Namun, kompleksitas penyaringan tersebut tidak selalu diperlukan. Ada beberapa cara untuk mengurangi beban kerja perangkat keras rendering grafis. Dalam perangkat keras grafis, yang paling umum adalah menggabungkan nilai piksel yang difilter dari hanya satu baris sampel mipmap.
Kinerja dan Optimalisasi
Jumlah sampel yang dibutuhkan dapat membuat penyaringan anisotropik sangat boros bandwidth. Karena beberapa tekstur umum, setiap ukuran sampel mungkin empat byte atau lebih, sehingga setiap piksel anisotropik mungkin perlu mengambil 512 byte dari memori tekstur. Sayangnya, tampilan televisi saat ini dapat dengan mudah memiliki lebih dari dua juta piksel, dan kecepatan bingkai aplikasi yang diinginkan biasanya lebih tinggi dari 60 bingkai per detik.
Dengan demikian, persyaratan bandwidth untuk operasi rendering tekstur dapat mencapai ratusan GB per detik, yang tidak jarang terjadi ketika operasi penyaringan anisotropik terlibat.
Untungnya, sejumlah faktor dapat meningkatkan kinerja. Probe itu sendiri berbagi sampel tekstur yang di-cache, baik di seluruh maupun di dalam piksel. Bahkan dengan penyaringan anisotropik 16 sampel, tidak semua 16 sampel diperlukan, karena hanya pengisian piksel yang jauh dan miring yang akan sangat anisotropik.
Dalam konteks ini, penyaringan anisotropik telah memenuhi tuntutan kita akan kualitas gambar hingga tingkat yang belum pernah terjadi sebelumnya, yang membuat kita bertanya-tanya: ke arah mana teknologi pencitraan akan berkembang di masa depan? Menjadi lebih nyata dan luar biasa?
