Anti-Aliasing: todo lo que necesitas saber

Si eres un gamer de PC, es probable que en algún momento te hayas topado con  una tarjeta gráfica que es demasiado débil para tus juegos favoritos. Tal vez pensaste que tu juego más nuevo sería grandioso y que podrían apreciarse todos los detalles, como si se tratase de una pintura renacentista. En cambio, te encuentras con que parece más un juego de Super Mario Bros de 8 bits.

Esos bordes pixelados que ves en tus juegos de PC se conocen comúnmente como “dientes de sierra”. La mayoría de las veces, puedes eliminarlos aumentando la resolución de tu pantalla. Pero esto no es posible para todos los jugadores. Si tienes una unidad de procesamiento gráfico (GPU, por sus siglas en inglés) muy vieja o si tu GPU no está diseñada para videojuegos, es posible que no puedas alcanzar resoluciones más altas sin sufrir una ralentización grave en el juego.

Ahí es cuando realmente podrías beneficiarte del anti-aliasing o suavizado. ¿Qué es  el suavizado y cómo puedes usarlo para mejorar los gráficos de tu juego? Vamos a averiguar.

• ¿Qué es el anti-aliasing?
• ¿Qué son los “dientes de sierra” y por qué ocurren?
• Tipos de métodos anti-aliasing
• 1. Anti-aliasing espacial
• 2. Anti-aliasing post-proceso
• ¿Cuál es el mejor tipo de suavizado?
• Probando la configuración de los gráficos
• ¿Cómo obtengo el anti-aliasing?
• Excelentes plataformas de juegos HP para juegos sin bordes dentados

El suavizado es un método mediante el cual se pueden eliminar las distorsiones que aparecen en los objetos de los juegos de PC. Hay distintos métodos de anti-aliasing, cada uno con sus pros y sus contras.

La mayoría de los juegos de PC tienen una ventana en el juego donde puedes ajustar la configuración de los gráficos, incluido el anti-aliasing. Otros juegos de PC requieren que lo habilites cuando inicias el juego por primera vez. En determinadas GPU, es posible que puedas ajustar la configuración de suavizado en el panel de control del GPU.

Las imágenes en la pantalla de tu computadora están formadas por miles de pequeños cuadrados llamados "píxeles". Cada píxel es de un solo color. Cada imagen que se muestra en la pantalla es un mosaico hecho de miles de píxeles de distintos colores.

Es fácil crear imágenes que tienen líneas verticales u horizontales porque los píxeles cuadrados se alinean perfectamente cuando se colocan uno al lado del otro.

Pero es más difícil crear imágenes que tengan curvas y líneas diagonales (lo cual es un verdadero fastidio, porque los objetos en la vida real tienden a tenerlas). Para crear líneas diagonales, los píxeles deben alinearse de punto a punto, lo que revela sus bordes irregulares. El término oficial para esta distorsión es "aliasing", pero la mayoría de los jugadores lo conocen como “dientes de sierra” o "bordes dentados".

Cuando ejecutas un juego en una resolución más alta, es menos probable que encuentres irregularidades porque estas resoluciones tienen suficientes píxeles para hacer que los bordes irregulares sean menos visibles. Pero las resoluciones altas requieren más potencia de procesamiento, y si no tienes un hardware con capacidad para videojuegos en tu computadora, puedes sufrir una ralentización extrema (incluso hasta el punto de que sea imposible jugar).

Ahí es donde entra en juego el suavizado. Si no puedes aumentar tu resolución para eliminar los bordes irregulares, puedes utilizar el anti-aliasing en su lugar.

La mayoría de los métodos anti-aliasing se pueden clasificar en dos tipos:

1. espacial 
2. anti-aliasing post-proceso

El objetivo de cada uno es crear imágenes más nítidas eliminando las distorsiones, pero lo hacen de diferentes maneras.

Para comprender cómo funciona el suavizado espacial, necesitas saber un par de cosas sobre la resolución de una pantalla.

“Resolución de pantalla” se refiere a la cantidad de píxeles que usa tu monitor para crear una imagen. Un buen monitor debe tener una resolución de pantalla de al menos 1920 x 1080 (1920 píxeles en el eje horizontal y 1080 píxeles en el eje vertical). Actualmente muchos monitores tienen resoluciones que son incluso más altas.

Las resoluciones más altas producen mejores imágenes porque utilizan más píxeles. Con más píxeles, tendrás una mayor variedad de colores en la imagen, y más color significa más detalles en el mundo de los píxeles.

Así es como funciona el suavizado espacial:

• tienes una imagen a una resolución más baja que está llena de irregularidades,
• la imagen se renderiza a una resolución más alta,
• en la resolución alta, se toman muestras de color del exceso de píxeles (píxeles nuevos que no estaban presentes en la imagen de baja resolución),
• la imagen de alta resolución se reduce a su resolución original y cada píxel recibe un nuevo color que se promedia a partir de los píxeles muestreados.

Esencialmente, una imagen de baja resolución obtiene la precisión de color de una imagen de alta resolución. Los nuevos colores ayudan a que los píxeles se mezclen mejor y que los bordes irregulares se vuelvan menos visibles.

El anti-aliasing de supermuestreo (SSAA) 

El anti-aliasing de supermuestreo (Super Sampling Anti Aliasing o SSAA por sus siglas en inglés) es uno de los métodos espaciales más eficaces. También se conoce como "anti-aliasing de escena completa" (FSAA de nuevo, por sus siglas en inglés).

El supermuestreo fue uno de los primeros métodos de anti-aliasing que se desarrolló y utiliza el proceso que acabamos de describir. El SSAA es ideal para procesar imágenes fotorrealistas porque da a las imágenes un aspecto más suave que las hace parecer más realistas. Pero hay un par de desventajas. 

En primer lugar, las imágenes que presentan muchas líneas horizontales o verticales pueden verse afectadas negativamente. Estas líneas son nítidas por naturaleza, pero parecerán suaves cuando se utiliza SSAA. 

En segundo lugar, SSAA requiere que la imagen completa se procese antes de que se puedan suavizar las irregularidades (de ahí el término "escena completa"). Dado que los juegos de PC deben procesarse en tiempo real, SSAA requiere una gran cantidad de potencia de procesamiento para funcionar a velocidades eficientes para los juegos. Por esa razón, SSAA ya no se usa comúnmente en los videojuegos.

Anti-aliasing de muestreo múltiple (MSAA por sus siglas en inglés)

Cuando una GPU procesa una imagen en tu pantalla, hace una distinción entre dos objetos diferentes: un polígono y una textura.

• Primero, la GPU dibuja el polígono: la forma general o el contorno de un objeto del juego.
• Después, la GPU rellena el polígono con una textura.

En el suavizado multimuestra (MSAA), solo se suavizan los bordes de los polígonos, pero no las texturas. Esto reduce un poco la potencia de procesamiento (pero no mucho).

MSAA es un método de suavizado popular entre los gamers de PC. Es efectivo, pero ten en cuenta que es posible que aún aparezcan texturas pixeladas.

CSAA y EQAA

Los fabricantes de GPU, NVIDIA y AMD, desarrollaron un nuevo tipo de método de suavizado espacial. NVIDIA creó CSAA (anti-aliasing de muestreo de cobertura o Coverage Sampling Anti-Aliasing en inglés), mientras que AMD creó EQAA (anti-aliasing de calidad mejorada o Enhanced Quality Anti-Aliasing en inglés). Tienen diferentes nombres, pero cada uno funciona aproximadamente de la misma manera.

A través de CSAA o EQAA, la GPU detecta si un polígono está presente en la imagen. Determina qué partes del polígono probablemente tengan irregularidades y después supermuestrea solamente esos píxeles. Es por eso que CSAA y EQAA son excelentes herramientas. Debido a que solo se supermuestrean partes seleccionadas de la imagen, su ejecución requiere una potencia de procesamiento significativamente menor. Además, no tendrás que suavizar toda la imagen.

En el anti-aliasing post-proceso, cada píxel se difumina ligeramente después de ser renderizado. La GPU determina dónde está el borde de un polígono comparando el contraste de color entre cada dos píxeles; dos píxeles similares indican que son parte del mismo polígono. Los píxeles serán difuminados en proporción a su contraste.

El difuminado es un método eficaz porque elimina el contraste entre los píxeles alineados de forma poco natural, los cuales provocan distorsiones. La desventaja del método de post-proceso es que puede hacer que las imágenes parezcan demasiado borrosas. Esta desventaja es más notoria en juegos que tienen texturas muy detalladas y características de iluminación dinámica.

Lo bueno del suavizado post-proceso es que es muy rápido y requiere mucha menos potencia de procesamiento que el método espacial.

MLAA y FXAA

NVIDIA y AMD desarrollaron dos métodos post-proceso que funcionan de manera muy similar. El método de AMD se llama MLAA (anti-aliasing morfológico/Morphologic Anti-Aliasing en inglés) mientras que el de NVIDIA se conoce como FXAA (anti-aliasing rápido aproximado/fast approximate anti-aliasing en inglés). Ambos métodos funcionan de la misma manera que describimos anteriormente.

Estos son posiblemente los métodos anti-aliasing más populares del mercado. A los jugadores de PC les encantan porque pueden mejorar los gráficos con relativamente poca potencia de procesamiento. La desventaja es que los gráficos pueden verse ligeramente borrosos. Pero muchos jugadores piensan que el ligero desenfoque vale la pena por una imagen más clara.

Anti-aliasing temporal (TXAA)

El anti-aliasing temporal (TXAA) es una “técnica de tipo cinematográfica ” que busca mantener un nivel de movimiento muy suave a medida que el jugador se mueve a través de un entorno virtual. TXAA es un método muy complejo que utiliza supermuestreo y difuminado para crear gráficos nítidos y movimientos más naturales.

Obtendrás mejores imágenes con TXAA que con MLAA o FXAA, pero TXAA requiere mucha más capacidad de procesamiento. Y debido a que utiliza el método de difuminado los gráficos pueden parecer un poco suaves.

Anti-aliasing morfológico de subpíxeles mejorado 

SMAA (que abrevia Enhanced subpixel morphological anti-aliasing en inglés) está revolucionando el mundo de los videojuegos de PC. Este método de post-proceso fue desarrollado por Jorge Jiménez, estudiante de la Universidad de Zaragoza (HP® envía sus saludos a los creadores en ascenso del mundo tecnológico).

SMAA combina el anti-aliasing espacial y el anti-aliasing post-proceso. Suaviza los píxeles usando el mismo método de difuminado que usan MLAA y FXAA, pero también usa supermuestreo para enfocar toda la imagen. Cuando ejecutas SMAA, puedes obtener una calidad de imagen equivalente o mejor que MLAA/FXAA, pero con una potencia de procesamiento incluso menor. Los gamers están muy entusiasmados con esto.

Existen muchos métodos de suavizado, por lo que probablemente te estés preguntando cuál deberías usar. Esto varía de persona a persona en función de distintos factores, pero en realidad se reduce a las preferencias personales del usuario. Y, también, qué tan potente es la GPU que está dentro de tu presupuesto. Estas preguntas te ayudarán a aprovechar al máximo la técnica que elijas:

• ¿qué tan demandantes son tus videojuegos para una tarjeta gráfica?
• ¿qué tipo de hardware para juegos tienes?
• ¿qué características gráficas prefieres que sean nítidas y cuáles estás de acuerdo con que se vean borrosas o pixeladas?

Una vez que hayas respondido a estas preguntas, estos son los métodos de suavizado que puedes disfrutar dependiendo de tu hardware para juegos.

Si tu computadora:

• tiene una CPU y GPU de potencia moderada
• tiene gráficos integrados
• tiene menos de 8GB de RAM
• es propensa a sobrecalentarse

Entonces puede que prefieras usar:

• SMAA
• CSAA

Estos métodos requieren la menor potencia de procesamiento, por lo que son óptimos para computadoras que no están hechas para jugar.

Si tu computadora:

• tiene una CPU y GPU de potencia moderada
• tiene gráficos dedicados
• tiene 8GB de RAM o más
• tiene componentes de ventilación estándar

Entonces es posible que prefieras usar:

• SMAA
• MLAA o FXAA
• MSAA

Vas a tener que experimentar un poco si tu computadora no es excelente para juegos, pero tampoco terrible. Definitivamente podrás ejecutar SMAA, y es posible que también puedas ejecutar MLAA o FXAA sin problemas. Realiza algunas pruebas para ver si puedes ejecutar MSAA a velocidades decentes.

Si tu computadora:

• tiene una CPU y GPU optimizadas para juegos
• tiene gráficos dedicados
• tiene 8GB de RAM o más
• tiene ventilación optimizada para juegos (preferiblemente con refrigeración líquida)
• tiene una CPU que es capaz de aumentar la frecuencia de reloj

Entonces quizás prefieras usar :

• SSAA
• TXAA
• MSAA

Deberías poder ejecutar MSAA sin problemas. Experimenta con SSAA y TXAA y ve qué tan lejos puedes llegar. Deberías poder ejecutar SSAA y TXAA en sus configuraciones más bajas (2x y 4x). Es posible que puedas ejecutarlos en su configuración más alta si sacrificas ciertos detalles gráficos menores. Advertencia: hay poca diferencia de calidad entre el supermuestreo de 4x en comparación con el de 8x.

Modifica la configuración de los gráficos para averiguar:

• qué puede manejar tu hardware
• qué gráficos deseas que sean procesados con mayor fluidez

Estas son algunas de las configuraciones de gráficos que puedes modificar en la mayoría de los juegos de PC y paneles de control de GPU:

• resolución
• textura
• calidad de las sombras
• filtrado anisotrópico
• distancia de visión 
• campo de visión
• suavizado

Cuando estés probando la configuración de los gráficos, siempre comienza con la configuración más baja posible y muévela hacia arriba, un grado a la vez. Toma nota de las diferencias en la calidad y el rendimiento de los gráficos. Es una tarea tediosa, pero es la mejor manera de descubrir cómo puedes obtener los mejores gráficos y rendimiento de juego en tus títulos favoritos.

La mayoría de los juegos de PC y las tarjetas gráficas permiten ejecutar automáticamente el suavizado. Como mencionamos, NVIDIA y AMD producen tarjetas gráficas que vienen listas para usar con ciertos métodos anti-aliasing.

Si tu juego o tarjeta gráfica no admite un cierto tipo de suavizado, es posible que puedas descargar controladores de Internet que permitan que tu GPU los ejecute.

Pero, sin duda, la mejor manera de eliminar los bordes dentados es obtener una plataforma de gaming y una pantalla de juegos de alta potencia.

Si deseas los mejores gráficos y pantallas de alta resolución, deberías considerar actualizar tu hardware de juegos.

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