Grafikkarten: Anti-Aliasing - der Kantenglätter
Special
In unserem Special geht es Grafikkarten-Treiber von AMD und Nvidia sowie den MSI Afterburner. Außerdem erklären wir die Begriffe DLSS, Raytracing und AA.
Anti-Aliasing: Die Mutter der Bildverbesserer
Bei der Berechnung der Grafik finden komplizierte Verfahren statt, bei denen die Grafik-Engines der Spiele immer gewisse Tricks anwenden. Ein zu 100 Prozent korrektes Berechnen wäre nämlich viel zu aufwändig. Ein Beispiel sind Texturen und Bump-Maps. Eine Textur ist wie eine Art Aufkleber - man nimmt also zum Beispiel eine Textur, die eine Häuserfront mit einer Ziegelsteinmauer und mehreren Fenstern darstellt, anstatt für die Häuserfront wirklich einzelne Ziegelsteine, Fensterbretter und so weiter als jeweils separate 3D-Objekte zu erstellen.
Damit es aber nicht nur aussieht, als hätte man eine Fototapete auf die Front geklebt, gibt es die Bump-Map. Diese ist dafür da, der Grafik-Engine aufzuzeigen, an welchen Stellen es Erhebungen oder Einbuchtungen gibt, um eine Licht- und Schatten-Berechnung zu ermöglichen. Diese Methode ist deutlich weniger aufwendig, als wenn es echte 3D-Objekte geben würde. Zwar sind die Schatten so nicht wirklich physikalisch stets korrekt - aber es entsteht aus Sicht des Spielers eine plausible plastische Darstellung der Häuserfront, die gleichzeitig die Grafikkarte nur wenig belastet.
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Auch viele andere Dinge belasten die Grafikkarte und sind bereits Bestandteil der Basis-Bildberechnung: Licht- und Schatten-Details, Objektanzahl, Sichtweite und mehr. Es gibt aber auch Dinge, die das bereits berechnete Bild nachträglich verbessern und nichts damit zu tun haben, wie viele Objekte und Details in der 3D-Szene vorhanden sind.
Das wohl wichtigste Werkzeug ist dabei Anti-Aliasing, auch AA abgekürzt. Neben AA gibt es weitere darauf basierende Varianten - wann auch immer ihr im Zusammenhang mit Grafik-Berechnung und in den Optionen von Spielen die Buchstaben AA findet, habt ihr es also mit irgendeiner Anti-Aliasing-Methode zu tun, zum Beispiel MSAA, SSAA oder FXAA.
Doch was genau macht AA? Das Grundprinzip beziehungsweise der Zweck von AA ist das Vermindern von pixelig wirkenden, treppenartigen Linien im Bild, die zu allem Übel auch noch bei Bewegungen der Kamera für Flimmereffekte sorgen können. Diese Treppenbildung kommt primär dann vor, wenn eine Linie oder Kante in einem Winkel vorhanden ist, der auf dem Monitor nicht exakt 90 oder 180 Grad entspricht.
Besonders auffällig ist dies, wenn der Kontrast aus Kante und Hintergrund groß ist: Die Linie sieht dann sehr unschön aus und verläuft nicht glatt, sondern treppenartig - man sieht einzelne Pixel oder Pixelpakete der Linie deutlich. AA glättet diese Linien oder Kanten. Man spricht daher auch von Kantenglättung.
Quelle: Screenshot AntonioFunes
Hier ein Beispiel für die Grafik mit und ohne Kantenglättung bei Baldurs Gate 3 anhand eines Holzbalkens und einigen Holzlatten im Hintergrund.
Ein Beispiel: Aus Sicht der Spielerkamera blickt man auf eine Stromleitung, die quer durchs Bild verläuft und als Kontrast einen hellblauen Himmel im Hintergrund hat. Dank des hellen Hintergrundes sieht man einzelne Pixel deutlich - es entsteht der Eindruck von sichtbaren Treppenstufen.
AA analysiert das Bild und berechnet rund um die Stromleitung herum Pixel, die von der Farbe her zwischen der Farbe der Stromleitung und dem Blau des Himmels liegen. Dadurch wirkt die Linie deutlich glatter. Mit einem anderen AA-Verfahren wie SSAA wird zuerst eine Version des Bildes in einer höheren Auflösung berechnet, was mehr Details offenbart, um das Bild dann in einer guten Qualität herunterzurechnen.
Der Nachteil von AA-Methoden ist, dass sie relativ viel Leistung fressen können. Daher sollte man immer erst prüfen, ob ein Spiel auch ohne aktvierte AA-Methoden trotzdem bereits sehr gut aussieht oder welche Art von AA man am besten verwendet. Für das klassische AA kann man beispielsweise oftmals mehrere Stufen wählen.
Zwischen 4x und 8x AA gibt es optisch so gut wie keinen Unterschied, aber einen Leistungsunterschied von 20 Prozent und mehr. Neben AA gibt es weitere Bildverbesserungsoptionen wie zum Beispiel die Anisotropische Filterung, die bei der Schärfeberechnung auch die Entfernung des Objektes beachtet - für die Leistungsanforderung an die Grafikkarte ist AA aber deutlich wichtiger.
