Wat is anisotrope filtering in games?

Texturen brengen onze games tot leven, maar zonder de juiste filtering kunnen ze er wazig uitzien en details verliezen, vooral wanneer ze vanuit een hoek worden bekeken. Anisotrope filtering is de techniek die oppervlakken scherp en helder houdt, zelfs wanneer ze van een afstand of vanuit een schuine hoek worden bekeken. Het is een evolutie van oudere isotrope filteringmethoden, zoals bilineaire en trilineaire filtering, waarbij texturen gelijkmatig in alle richtingen werden bemonsterd. Die oudere technieken vervaagden texturen vaak gelijkmatig, wat leidde tot duidelijke artefacten.

Wanneer je in een game naar een weg of een tegelvloer kijkt, strekken texturen zich uit in de verte. Zonder filtering kunnen deze texturen er wazig of vlekkerig uitzien, waardoor de immersie wordt verstoord. Anisotrope filtering lost dit op door textuurgegevens op een intelligentere manier te samplen. In plaats van één sample te gebruiken, zoals bij oudere methoden, worden meerdere samples genomen langs de as van de textuur die zich in de verte uitstrekt. Hierdoor blijven details en helderheid behouden, waardoor oppervlakken er scherp uitzien, ongeacht hoe je ze bekijkt.

Het resultaat is subtiel maar belangrijk. Het verandert de belichting niet en voegt geen nieuwe effecten toe, maar zorgt ervoor dat texturen er in de hele scène consistent en realistisch uitzien. Voor omgevingen met veel schuine oppervlakken, zoals wegen, muren en terrein, is anisotrope filtering een grote verbetering ten opzichte van eenvoudigere technieken zoals bilineaire of trilineaire filtering.

Bij de meeste games kun je anisotrope filtering aanpassen in de grafische opties. Veelgebruikte instellingen zijn:

• AF-niveau (2x, 4x, 8x, 16x): Dit bepaalt hoeveel textuurmonsters worden genomen. Hogere niveaus betekenen scherpere texturen bij extreme hoeken, maar vereisen meer GPU-vermogen.
• Textuurkwaliteit: Vaak gekoppeld aan anisotrope filtering. Een hogere textuurkwaliteit maakt meestal hogere AF-niveaus mogelijk.
• Prestatievoorinstellingen: Sommige games bundelen AF in voorinstellingen zoals Laag, Gemiddeld, Hoog of Ultra. De onderliggende AF-niveaus zijn echter in wezen hetzelfde als hierboven.

Je ziet anisotrope filtering vaak vermeld staan naast anti-aliasingopties zoals CSAA (Coverage Sampling Anti-Aliasing), MLAA (Morphological Anti-Aliasing), TXAA (Temporal Anti-Aliasing) en SMAA (Subpixel Morphological Anti-Aliasing). Deze technieken zijn gericht op het gladstrijken van gekartelde randen in plaats van het verbeteren van de helderheid van texturen, maar ze werken samen met AF om de algehele beeldkwaliteit te verbeteren. Anti-aliasing vermindert flikkeringen en randartefacten, terwijl anisotrope filtering ervoor zorgt dat texturen scherp blijven bij schuine hoeken.

Ja. Anisotrope filtering heeft een relatief kleine prestatie-impact in vergelijking met andere instellingen zoals schaduwen of ray tracing. Zelfs bij 16x kunnen moderne GPU's dit gemakkelijk aan. Als je oudere hardware gebruikt, kun je door terug te gaan van 16x naar 8x of 4x een paar frames besparen zonder dat dit ten koste gaat van de beeldkwaliteit.

Het belangrijkste om op te letten is het VRAM-gebruik. Hogere AF-niveaus verhogen de textuursampling, wat van belang kan zijn als je met hoge resoluties en grote textuurpakketten werkt. Voor de meeste spelers is anisotrope filtering een van de gemakkelijkste manieren om de beeldhelderheid te verbeteren zonder aan prestaties in te boeten.