С представлением видеокарт GeForce GTX 980 и GTX 970 на архитектуре Maxwell второго поколения NVIDIA объявила новую технологию многокадрового сглаживания под названием Multiframe Sampled Anti-Aliasing (MFAA). Но до сегодняшнего дня поддержка в драйверах отсутствовала. Но теперь драйвер GeForce 344.75 опубликован, и мы можем более детально исследовать MFAA.
Новый алгоритм многокадрового сглаживания MFAA обеспечивает качество картинки высоких уровней MSAA, но накладывает в два раза меньшую нагрузку по производительности. Звучит отлично! Но если разобраться, то становится понятным, за счет чего NVIDIA достигла такого эффекта, и на какие компромиссы пришлось пойти.
Чтобы понять MFAA, сначала следует рассмотреть работу алгоритма AA. На приведённом выше примере показан геометрический объект, на границе которого взяты четыре пикселя. Без сглаживания объект закрывает только один центр пикселя из четырёх, который и будет семплирован на финальном кадре. И видеокарта в пути рендеринга считает, что объект покрывает только один этот пиксель.
При сглаживании 4xMSAA учитываются уже четыре семпла покрытия на каждый пиксель. Они могут распределяться в пределах пикселя по-разному. Если взять тот же самый пример с четырьмя пикселями, то объект закрывает один семпл во втором пикселе и три семпла в четвертом. Соответственно, для пикселей считается покрытие 1/4 и 3/4, соответственно, на картинке же мы получаем более плавный переход границ объекта.
В методе MFAA используются два семпла покрытия, которые удваиваются благодаря учёту предыдущего кадра. На приведённом примере NVIDIA использовала две схемы распределения семплов покрытия по пикселю. Обе схемы поочерёдно используются в разных кадрах (в чётных n и нечётных n-1), что приводит к разному покрытию в двух случаях. NVIDIA называет подобную технику временным синтезирующим фильтром.
MFAA (Multiframe Sampled Anti-Aliasing)
Фильтр учитывает два расчёта разных кадра, в результате качество 4xMFAA получается на уровне обычного сглаживания 4xMSAA. Так что MFAA, по сути, соответствует 2xMSAA, но даёт качество картинки на уровне 4xMSAA. При этом MFAA работает примерно на 30 процентов быстрее. Падение производительности из-за фильтра невелико, не больше двух процентов.
В примерах, показанных NVIDIA, нет разницы в попиксельном представлении. На практике, конечно, отличия имеются, но их можно заметить только на движущихся объектах. Именно по этой причине для работы MFAA требуется определенный минимальный уровень частоты кадров, чтобы сглаживание можно было рассчитывать на основе двух кадров.
MFAA включается в драйвере. В самой игре ничего настраивать не требуется. MFAA активируется в эффективном режиме 4xMFAA, соответствующем 2xMSAA (или 4xMSAA). MFAA работает только с видеокартами второго поколения Maxwell - GeForce GTX 980 и GTX 970. На следующем видеоролике можно получить представление о работе MFAA.
NVIDIA завила GeForce 344.75 как драйвер "Game Ready" для Far Cry 4, Dragon Age: Inquisition и The Crew. Скачать драйвер можно напрямую на сайте NVIDIA.
Ниже мы привели результаты нескольких тестов с MFAA в играх Battlefield 4 и Crysis 3:
Battlefield 4
NVIDIA GeForce GTX 980
Crysis 3
NVIDIA GeForce GTX 980
Следует отметить, что сглаживание 2xMSAA с активным MFAA даёт такое же качество картинки, что и 4xMSAA. Это следует учитывать при оценке тестов. О качестве можно получить представление на видеоролике.