엔비디아가 설명한 안티 앨리어싱의 정의 (SSAA,MSAA,FXAA,TXAA)

앨리어싱(aliasing)란 사선이나 곡선을 그리면 발생하는 톱니모양. 이것을 보정하는 기술이 안티 앨리어싱

계단 현상		계단 현상태에서 움직이면 물결이 치는 것처럼 보인다

 

[ SSAA ] 

먼저 설명하는 것은 anti-aliasing의 대표적인 기법, Supersampling Anti-Aliasg(SSAA). 이것은 픽셀을 28개의 서브 픽셀로 분할해 각각의 서브 픽셀로 색을 계산하는 구조. 결과를 혼합해 색을 평균화한다.

 

4X SSAA에서는 픽셀을 4개로 분할해 색을 계산. 사진의 예는 초록색 3개와 흰색 1개를 혼합한 결과가 픽셀에 반영		서브 픽셀수를 늘리는 만큼 화질이 좋아지지만 그 만큼 처리가 무거워지는 것이 단점

서브 픽셀이 증가하는 만큼 화질은 좋아지지만, 그 만큼 계산이 증가하기 때문에 처리가 무거워지는 것이 단점이다.

 

[ MSAA ] 

SSAA 방식의 무거운 처리량을 해결한 기법이 Multisample Anti-Aliasing(MSAA)다. 원리는 SSAA와 같지만 색 계산방법이 다르다. SSAA는 1개의 픽셀에 포함되는 모든 서브 픽셀로 계산을 시행하지만 MSAA는 1개의 픽셀로 1회만 계산한다. 서브 픽셀에서 오브젝트(물체)의 깊이만 체크하기 때문에 처리가 가벼워지지만, 그 대신 오브젝트에 붙여진 재질감(모양)의 계단 현상에는 대응할 수 없다.

 

원리는 SSAA와 같지만, 1개의 픽셀로 1회 밖에 계산하지 않기 때문에 SSAA보다 처리가 가볍다.		오브젝트의 형상만 체크하여 오브젝트에 붙여진 재질감에는 대응할 수 없다

 

[ FXAA ] 

여기서 등장한 것이 재질의 계단현상에도 대응하는 앨리어싱 기법 Fast Approximate Anti-Aliasing(FXAA)다. 이것은 서브 픽셀을 이용하지 않는 새로운 기술로, 계산 방법은 SSAA와 MSAA와는 크게 다르다.

 

FXAA는 통상적인 렌더링을 진행하고 나서 안티 앨리어싱 처리를 하기 때문에 오브젝트 뿐만이 아니라 재질감의 계단현상에도 대응할 수 있다		안티 앨리어싱을 사용하지 않은 그래픽. 창틀이나 총의 조준점 부분에 계단현상을 확인할 수 있다

MSAA로 안티 앨리어싱을 한 상태. 창틀의 계단 현상은 감소 하고 있지만, 총의 조준 부분은 재질감에 의해 계단 현상이 그대로 남아 있다		FXAA로 안티 앨리어싱을 한 것. 창틀의 계단현상은 물론, 재질감으로 그려진 조준점의 계단 현상도 감소 하고 있다

 

FXAA는 통상적인 렌더링(묘화)을 진행해 주변 픽셀과의 휘도차이를 계산한다. 휘도차이가 큰 만큼 계단현상이 눈에 띄기 때문이다. 이 휘도 차이로부터 윤곽을 검출하고, 주변의 픽셀과 색을 혼합하는 구조다.

 

[ TXAA ]

마지막으로 NVIDIA가 설계한 최신 기법인 TXAA다. 이것은 8x MSAA를 웃도는 화질을 2x MSAA의 부하량으로 실현되는 것을 목표로하여 개발되어 왔다. 덧붙여, 업계에서는 Temporal approximate Anti-Aliasing의 약어라고 퍼지고 있지만, NVIDIA에서는 TXAA가 무슨 약어인지 정식으로는 공표하지 않았다.

 

MSAA는 멀리 있는 병사가 제대로 보이지 않지만 TXAA에서는 이것이 해결되고 있다. 다만 이것은 기호의 문제이기도 하다. 사람에 따라서는 TXAA도 희미해 보인다는 느낌을 가질수 있다.그러한 사람들은 샤프한 화상의 MSAA를 좋아하는 경향이 있다

MSAA에서는 톱니모양이 발생하고 있지만, TXAA에서는 투명화로 톱니모양이 감소

 

TXAA는 MSAA 보다 더 고도의 계산이 시행된다. MSAA에서는 주변의 픽셀이 무슨색인가를 체크하고 있지 않았기 때문에 서브 픽셀의 경계부에 색의 대비 차이가 있으면 톱니모양이 눈에 띄어 버린다. TXAA에서는 픽셀의 경계를 넘어 넓은 범위를 참조해 평균화시켜 처리하므로, 색의 대비에 큰 차이가 있어도 그 톱니모양이 눈에 띄지 않는다.

TXAA에서는 평균화 처리의 계산식에 직선이 아닌 인간의 눈에 자연스럽게 보이는 곡선을 이용하고 있다. 한층 더 동영상의 경우는 바로 이전의 프레임을 참조하여 보다 고도의 앨리어싱 제거를 실현하고 있다.

 

극단적인 휘도의 차이가 있으면 색의 평균화가 따라잡지 못해 톱니 모양이 발생하지만 TXAA에서는 감마 곡선을 보정하여 톱니모양을 눈에 띄지 않게 한다

 

TXAA는 GPU의 처리 능력을 필요로 하기 때문에 Kepler 세대의 GPU를 탑재한 그래픽 카드로 연산시키는 것이 바람직하다. 또, TXAA는 미리 프로파일 된 게임에서만 작동한다. 현재로서는 Call of Duty：Black Ops II와 Assassin's Creed III에 탑재되고 있다. 최신 안티 앨리어싱 기법을 확인하고 싶은 경우에는 이러한 게임을 플레이해보면 잘 알수 있다.

보도 - http://ascii.jp/