Anti aliasing de God Of War A Caminho Do Pc/360?
Técnicas personalizadas de anti-aliasing estão-se a tornar cada vez mais populares entre os estúdios líderes no desenvolvimento. A LucasArts falou com o DigitalFoundry sobre as novas técnicas de AA usadas em Star Wars: The Force Unleashed II. Mas o barómetro continua o nível de qualidade colocado pela tecnologia morfológica de anti-aliasing da Sony (o MLAA) como visto no fenomenal God of War III. Recentemente, a AMD lançou a sua própria implementação MLAA baseada em gráficas para PC e outros estúdios estão a trabalhar em soluções por gráficas para a Xbox 360. O MLAA vai-se tornar multi-plataforma.
Como o MLAA da AMD é um shader de efeito pós-processador, suaviza as arestas de todo o ecrã, incluindo o texto, que sofre como resultado. O sistema dA Sony trabalha na imagem antes do HUD ser adicionado.
Os artefactos podem ser minimizados ao correr em resoluções maiores, e as placas nas quais o modo MLAA corre devem ser capazes de lidar com a maioria – senão todos – dos jogos a 1080p e acima. No entanto, os efeitos nunca podem ser eliminados com a actual implementação. A tecnologia MLAA da Sony, em contraste, trabalha o fotograma antes do HUD e do texto serem adicionados, produzindo um resultado notoriamente mais limpo.
Então o quão boa é a qualidade de imagem na versão AMD? Imagens como esta não inspiram exactamente confiança, mas imagens a surgir por toda a internet mostram-se muito promissoras. Aqui está um par de imagens de comparação. Aparentemente, a MLAA da AMD não pode ser escolhida pelo usual leque de ferramentas de grabbing no PC, mas isto não é um problema para nós uma vez que arranjámos os nossos dados sem perda de qualidade directamente da entrada DVI da placa por via da nossa placa de captura TrueHD. O que o nosso monitor demonstra, a nossa tecnologia de captura grava.
A MLAA da AMD é melhor empregue em resoluções maiores, como 1080p para minimizar os artefactos inerentes a esta tecnologia. A Sony ter sido capaz de minimizar estes problemas e torná-la amigável dos 720p é um feito excepcional.
Baseado na qualidade das imagens, a MLAA nesta forma sai-se fenomenalmente bem, mas tendo-a visto em movimento, existe uma definitiva sensação que a implementação está próxima da prova de conceito original da Intel em oposto à versão refinada da Sony. Sabemos muito sobre isto, por ter trabalhado numa versão compilada do código de amostra e de ter processado um número de diferentes jogos com ela.
Na altura ficámos imensamente impressionados com a qualidade das imagens paradas, a qualidade dos jogos em movimento é bem menos impressionante, e o arquitecto de renderização da DICE, Johan Andersson, partilhou os seus pensamentos quanto aos contras do MLAA.
"Nas imagens paradas parece espantosa mas em imagens em movimento é bem mais difícil uma vez que continua a ser um pós-processamento. Por isso tens coisas como pixel popping quando uma linha anti-aliased se move um pixel para o lado ao invés de suavemente se mover numa base sub-pixel," disse.
"Outro artefacto, que foi um dos mais irritantes é que o aliasing em objectos de pequena escala como cercas testadas em alpha não podem (claro) ser resolvidas por este algoritmo e muitas vezes acaba com pior aspecto ao invés de ter um pequeno aliasing do tamanho de pixel tens o mesmo, mas desfocado e largo, aliasing que é muitas vezes ainda mais visível."
Os comentários de Andersson, baseados nas suas próprias experimentações com a MLAA, parecem reflectir aproximadamente os problemas que vemos na tecnologia da AMD. Para ilustrar, aqui está uma comparação a 720p das versões PC de Medal of Honor da Danger Close (um pouco notória pelos seus "jaggies" e as inadequadas da sua opção AA inserida) e Batman: Arkham Asylum da Rocksteady.
Na cena de Batman podemos ver tanto o bom como o mau da MLAA. Proeminentes arestas em primeiro plano são efectivamente suavizadas, mas a geometria ao longe exibe exactamente o tipo de pixel-popping para o qual Andersson avisou. O efeito blur é constante, independente da profundidade, tornando as arestas sub-pixel na verdade muito mais proeminentes do que são quando não existe nenhum anti-aliasing em efeito.
Com as cenas de Medal of Honor, vemos outro exemplo perfeito do que Andersson descreve – cercas testadas em alpha sofrem mesmo por causa do uso do filtro, e ainda vemos os efeitos dos artefactos no HUD e mais pixel-popping.
O que isto demonstra bem claramente é que a implementação da AMD não é boa o suficiente para uso numa consola, onde a disponível resolução de 720p simplesmente não é alta o suficiente para produzir efeitos visualmente agradáveis. Pode talvez ser empregue em certos jogos – The Saboteur, por exemplo, pode não usar puro MLAA, mas os contras nos visuais são muito similares, e tem um aspecto bem decente na mesma.
No entanto, com a AMD a apenas suportar oficialmente as suas novas placas gráficas HD 6850 e 6870 de ponta, é altamente improvável que usem uma resolução tão baixa quanto a 720p. Portanto, vamos correr a mesma série de clips a 1080p. Para os podermos exibir vamos recortar a imagem para caber dentro do nosso leitor 720p mas na mesma a correr a 1:1 por pixel, e é claro que enquanto uma boa quantidade de blur é adicionado à imagem geral, os elementos negativos da MLAA não são tão aparentes.
A solução MLAA da Sony é desenhada para um framebuffer a 720p e produz resultados espantosos que o pós-processamento da AMD não pode mesmo competir. No entanto, o facto de a MLAA da AMD ser tão leve em termos de recursos da gráfica significa que não existe nada que te impeça de adicionar o efeito em adição ao MSAA por equipamento, por isso em teoria podes empregar 2x MSAA para lidar com muitos dos problemas dos sub-pixeis, e então usar o processo posterior MLAA para efectivamente matar os jaggies ao perto e feios que permanecem.
Ainda indo mais longe, não seria uma surpresa se a AMD decidisse adicionar perfis do MLAA como uma especificação do jogo. Como a tecnologia está a correr ao nível do leitor, seria difícil ter acesso a uma imagem crua sem o HUD, mas talvez com ajuda dos produtores sobre as configurações especificas dos jogos, poderá ser implantado, minimizando os artefactos e torná-la numa alternativa mais viável para o desempenho e a RAM-MSAA.
Enquanto a solução AMD não é feliz a trabalhar em resoluções de consola, outros estúdios estão a procurar produzir uma solução viável para a Xbox 360. Jorge Jimenez, Belen Masia, Jose Echevarria, Fernando Navarro e Diego Gutierrez colaboraram num sistema MLAA que segundo dizem produz efeitos aproximados ao 8x MSAA.
Os estúdios também incluem timings no processar dos fotogramas de um leque de títulos AAA, mostrando um custo médio de 3.79ms na Xbox 360. Isto não é significativo tendo em conta que um título a 30FPS vai querer renderizar um fotograma em menos de 33ms, e apesar disso soar como uma figura no mesmo campo que a MLAA da Sony, vale a pena relembrar que a técnica Sony opera através do SPU, e é desenhada para correr em paralelo com o chip gráfico do RSX. Qualquer solução Xbox 360 vai ser apenas através da gráfica. Perguntámos a Jorge Jimenez se pode realmente ser descrita como uma alternativa idêntica à oferta Sony.
"O RSX trabalha em paralelo com os SPUs do Cell, isso é verdade. Mas também significa que os SPUs do Cell não estão disponíveis enquanto o algoritmo MLAA está a correr. Eles moveram o algoritmo da unidade de processamento de gráficos para o processador, dando tempo extra ao RSX para renderizar melhores gráficos (6ms como explicado aqui),incluindo shaders melhorados ou complexidade geométrica aumentada," diz Jimenez.
"Mas também reduz o tempo para os cálculos de físicas, inteligência artificial, etc. É uma decisão inteligente, no entanto, tendo em conta que o RSX pode facilmente ser apertado, dadas as suas fraquezas quando comparado com o processador da PS3. O nosso caso é similar, mas estamos a trocar o tempo da gráfica por tempo da gráfica, uma vez que o processador não está sequer envolvido. Em contraste com a PS3, a Xbox 360 tem uma forte unidade de processamento gráfico quando comparada com o seu processador, por isso acreditamos que mover os cálculos para o processador, neste caso em particular, não faria muito sentido."
No entanto, Jimenez aponta algumas diferenças entre as duas implementações.
"Primeiro, usando MLAA por via do Cell requer um nível de gestão de SPU e processador que nem todos os jogos podem sustentar. Em contraste, a nossa abordagem é totalmente directa. Em segundo, a nossa solução é universal, corre no DX9, DX10, DX11, Xbox 360 e, em teoria, até mesmo na PS3. Portanto, para resumir uma longa história, consideramos a máquina como um todo, sim, a nossa técnica é uma alternativa exacta."
Mas será que a nova implementação por via da placa gráfica aborda algum dos problemas com a qualidade de imagem que observámos tanto na prova de conceito da Intel e no código da AMD?
"Não tivemos tempo para realizar um estudo mais aprofundado do nosso algoritmo em movimento, mas olhando para o nosso vídeo demonstrativo, pensámos que parece bem comparável a 8x MSAA a 720p. No entanto, como dissemos antes, estamos a estudar coerência temporal...No material tentamos, nós não observámos muitos artefactos que distraem quando a gerir gráficos em momento," diz Jimenez.
"Mas mesmo assim, uma vez que usar 8x MSAA tem um custo por volta dos 5.192ms e a nossa técnica apenas precisa de 0.44ms numa GeForce 9800 GTX+, isso dá-nos muito espaço para melhorar a qualidade. Estamos actualmente a trabalhar em melhorias na qualidade na versão PC (e a considerar um estudo mais aprofundado na nossa abordagem MLAA em movimento), e melhorias na performance na Xbox 360."
No PC, o baixo custo da MLAA da equipa significa uma abordagem híbrida que pode fazer muito sentido – Jimenez acredita que uma configuração optimizada seria uma passagem 4x MSAA seguida de MLAA. O primeiro passo seria reduzir o tipo de problemas com os sub-pixeis que a MLAA tipicamente tem problemas, enquanto o segundo passo seria arrumar adicionais arestas.
O trabalho na MLAA 360 parece promissor, e esperámos ser capazes de colocar a tecnologia em teste num artigo seguinte: o trabalho MLAA da sony é interessante na medida que pega no trabalho do conceito existente e torna-o numa solução de pleno direito que pode não resolver alguns dos problemas subjacentes mas faz um excelente trabalho de os contornar. Se a solução 360/PC de Jimenez e dos seus co-autores poder igualar a qualidade, isso seria um grande feito. Entretanto, outros estúdios estão a produzir trabalhos interessantes usando algoritmos de anti-aliasing alternativos, com a DLAA da LucasArts a parecer realmente impressionante...
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