如果你注意在2016年由PlayStation 4 Pro、Project Scorpio引起的關于遊戲世代的争論，你可能會覺得目前無論是圖形還是硬件本身發展的速度都非常快，快到一個世代已經無法容納7-8年的時長。當然，大家都記得世代之交後遊戲畫面表出現的極為快速的發展勢頭：越來越精細的紋理和材質、越來越華麗豐滿的光影效果、越來越多樣化、動态化、要素豐富的沙盤世界，然而有一項無論如何升級，近年來的原理都沒有發生大的改變，這就是陪伴我們多年的抗鋸齒（Anti-Aliasing）技術。

但事實上，将“Anti-Aliasing”翻譯為“抗鋸齒”，小編決覺得更多的隻是一種語言中的巧合和便利，因為“Aliasing”本身的含義是“混淆”、混疊”，因此這一合成詞的真正意思應該是“通過混疊、混淆的手段去除鋸齒”，這也是抗鋸齒技術背後真正的技術原理：通過“以模糊換取精确”的手段來消除顯示屏幕上的鋸齒，而這個過程我們就稱其為“采樣（Sampling）”，也就是針對某一點的像素，通過讓它帶有周圍像素的特性，因此在足夠的分辨率下，這一點便不再頑固般地銳利，也達到消除鋸齒的目的。

首先要明确的是，某一個區域看上去充滿鋸齒，這是由圖形場景本身的三維數據決定的，隻不過将它投射至顯示階段時不可避免的現象，不過善于拓展的人類是最有智慧的，不同曆史階段的圖形學家（其實圖形大牛同時也是數學大牛）通過不同的手段實現過對于鋸齒的采樣原理，而我們首先從原理上最有效的超級采樣抗鋸齒（Super Sampling Anti-Aliasing,SSAA）抗鋸齒。

通過名字就知道，SSAA最大的特點來自于采樣過程，是的，以常見的SSAA*4為例，在面對一張最後需要以1920*1080像素渲染的畫面時，SSAA會首先渲染一張尺寸為3840*2160像素的緩存，再在這種長寬都乘以2的畫面上進行采樣，采樣的精度和效果當然是最理想的，但是你也可以想象，這種隻為追求理想情況的手段對于硬件資源的消耗非常大，成本也非常高。更重要的是，即使在原理上SSAA擁有最理想的精度，但是最現實情況萬般變化中的遊戲世界，SSAA并不能永遠保證采樣效果是最讨好眼睛的，換句話說性價比會随着新技術的現身而面臨越來越大的挑戰，這其中就包括SSAA本身的一種靈活的變體：多重采樣抗鋸齒（Multi-Sampling Anti-Aliasing,MSAA）。

一張看起來精細的遊戲畫面，放大之後都是由像素組成的

MSAA的原理和SSAA一緻，都是通過将圖形拉伸至更高倍率下的緩存之後再更精細的圖像上進行采樣，但是前者真正聰明的地方在于，再開始獅子大開口之前MSAA存在一個判斷的過程，換句話說MSAA僅僅針對畫面中邊緣部分進行放大處理，這麼一來對于硬件的負擔着實大大減輕，正是因為如此，MSAA早已是最流行的抗鋸齒方案之一，對于任何一款稍微現代的遊戲來說，不支持MSAA幾乎是不可想象的。

無論是SSAA還是MSAA，他們的運作都集中在非常靠前的位置，比如光栅化階段，因此對于硬件開銷有較大的呼聲，但是從2012年的GeForce 600系列以來，NVIDIA就已經開始推廣一款全新的抗鋸齒方案，他最大的特點就是出發點非常靠後，作為一款後處理抗鋸齒它的硬件需求非常低，甚至達到幾乎難以察覺的地步，同時因為較低的實現難度，它已經成為繼MSAA之後最流行的抗鋸齒方案之一，說到這裡相信很多玩家已經猜到，這就是NVIDIA推出的快速近似抗鋸齒（Fast approximate anti-aliasing）。

和更多是追求質量的的SSAA、MSAA相比，主要工作在流水管線後端的FXAA來到世上的原因很直接，就是奔着更少的硬件開銷來的，而在圖像細節方面隻追求近似值，因為就和我們在開篇說的，憋着一口氣追求精細度并不是永遠最理想的，對于硬件水平處在瓶頸的用戶而言，FXAA對于他們來說是最現實的方案。

說到FXAA，幾乎是在同一時間，NVIDIA還推出一款針對MSAA做出效率改進的時間性抗鋸齒（TXAA），關于TXAA的技術原理，NVIDIA談之甚少，我們知道最多的則是NVIDIA用于對比的一組數字：TXAA 2x的效率近似MSAA 4x，但是硬件開銷依然停留在MSAA 2x，而TXAA 4x消除鋸齒的效果甚至可以達到MSAA 8x的級别，不過很多時候據小編的觀察和經驗，MSAA 4x消除鋸齒的效果大多已經非常可觀。而在進入GeForce 900 Maxwell架構之後，NVIDIA甚至針對MSAA，推出通過在不同幀之間采樣的多幀采樣除鋸齒（Multi-Frame Anti-Aliasing），當然，相信這方面玩家接觸的比較少，因為MFAA在遊戲中并不會單獨以選項的形式存在，而是需要通過NVIDIA控制面闆将MSAA替換為MFAA。

課堂之後是實操：睜大眼睛的時候已到（除非特别說明，以下截圖全部統一截取自200%比例）

在介紹完基本的原理情況之後，我們還是通過遊戲來向大家直觀地展現不同的抗鋸齒背後的畫面表現和硬件開銷，首先還是從SSAA開始，我們挑選的遊戲是《古墓麗影：崛起》，它也是近期不多的使用超級采樣的遊戲之一。

作為畫質擔當的範例之一，《古墓麗影崛起》本身的畫質是很強悍的，材質也非常精細，但是我們在NO AA的設置下可以看到，即使是開發者注意力最集中的勞拉身體本身，她的項鍊、衣領、弓箭、箭袋，以及周圍的岩石、草木都有非常非常嚴重的鋸齒，甚至已經達到影響玩家遊戲的程度。我們使用性能非常強悍的GTX 1080，在最高預設畫質、2560*1440分辨率、No AA、Pure Hair On的條件下使用Benchmark可以跑出79.25幀的水平。

SSAA畫質與性能變化

我們再來對比開啟SSAA之後的情況，首先這裡可以看到SSAA的一個特點，雖然抗鋸齒技術逃不過采樣的過程，但是這裡可以看到在開啟SSAA之後，原本充滿鋸齒的地方首先還是一如既往的清晰、銳利，衣物和衣物的過渡幹淨利落，完全沒有後處理抗鋸齒那種模糊的感覺，而是鋸齒真的縮小的既視感，不過開啟SSAA的代價确實高，2倍環境下Benchmark成績已經滑落至49.08幀。

可以見到從SSAA 2x開始已經大幅減輕，并且沒有任何模糊的副作用（統一截自200%）

而看到更進階的SSAA 4x之後，大家可以發現放大觀察之後确實還有依稀的鋸齒的身影，但是在全尺寸角度來看鋸齒已經大大減輕，同時頗為難得的是在采樣之後畫面還是保持非常高的銳度，沒有模糊的感覺，但是這是Benchmark成績隻有33.35幀。

最右側的SSAA 4x可以看到采樣效果非常完美

MSAA畫質與性能變化

看完SSAA我們再來看看MSAA，我們選取的遊戲依然是NVIDIA The Way陣營的《刺客信條：枭雄》，由于沒有Benckmark，我們選取固定的大本鐘下方作為測試場景。首先我們來看看No AA的條件下的觀感，相信大家可以看到情況有多糟糕，不僅伊微·弗萊的手臂、披肩出現明顯的鋸齒，就連前額那幾個像素寬的一縷劉海也出現明顯的鋸齒，不僅如此，不遠的欄杆，遠處的樓房、樹葉的鋸齒也非常明顯，仿佛進入一個刺猬構成的世界，在2560*1440分辨率、最高預設畫質下我們選擇大本鐘下方的橋作為測試場景，錄得幀率為77.654幀。

測試路線

我們再來看看MSAA 2x的環境，首先這裡可以看到雖然伊微前額那縷劉海的鋸齒已經不見，但是整條劉海也已經變得不再清晰——注意，這種很窄的線條最能看出抗鋸齒的采樣效果。我們可以簡單對比一下周圍欄杆、樓房、樹木的抗鋸齒效果，雖然有點模糊的副作用，但是看得出鋸齒已經明顯減輕很多，作為代價，重新測試的幀率為64.676幀，還在可接受的範圍内。

至于MSAA 4x，我們可以看到鋸齒已經更加罕見，但或許是Over-Size Buffer的關系，在高倍率的采樣之後，似乎MSAA 4x在邊緣部分的清晰度要比MSAA 2x更加優秀，唯一的代價是，MSAA 4x的幀率已經跌至53.973幀。

在前面已經說過，MFAA和MSAA在同倍數下的硬件開銷是接近的，但是前者的采樣效果更好，我們來簡單對比一下硬件開銷，在相同的測試環境下，MFAA 2x的幀數為62.576，而MFAA 4x的幀數為53，316幀，确實和MSAA很接近，但是在實際的處理上，小編并沒有看到太多不同，但是在正面面對強光的時候，MFAA仿佛會丢失更多細節，而且在對較遠的樓房上的橫置木闆放大之後，小編發現MFAA還是有些細微的鋸齒，看來在幀與幀之間采樣确實不如在單幀上來的好掌握。

開啟MSAA 4x之後，劉海已經很模糊

TXAA/MFAA畫質與性能變化

至于TXAA，在硬件開銷上确實如同所宣傳的，和MSAA、MFAA都很接近：62.761、53.863幀，但是在簡單對比之後小編發現相比MSAA、MFAA，TXAA還是要明顯的模糊一些，證據是放大遠處的樓房的時候，前兩者還能明顯看到其中木闆的細節，但是在TXAA中要明顯更加模糊，已經無從談起樓房上方木闆的細節。

FXAA畫質與性能變化

最後再來說說FXAA，前面其實我們有談到過，相比其他抗鋸齒主要依賴于大範圍的采樣，FXAA則主要依靠後處理的算法，若是算法控制得當，那麼在畫面的精細度、硬件開銷方面會很有保證，但是如果控制失誤，那麼就會出現明顯的模糊，相比這方面很多用戶都體驗過，FXAA很多時候都會帶來一種仿佛隔着玻璃看顯示器的感覺，這就是FXAA的采樣算法沒有處理好的證據。

有一種聲音稱在技術開發的早期，也就是2011、2012年，FXAA的算法确實有上升的空間，但是就現在來說，FXAA已經有很大的改觀，是這樣嗎？我們就拿第一款支持FXAA的《上古卷軸V：天際》、《殺手6》和《刺客信條：枭雄》來對比一番。

首先看到《上古卷軸V：天際》，我們選擇玩家最熟悉的溪木鎮作為測試環境，我們首先關閉抗鋸齒，在村鎮的門口截一張圖，大家可以看到這張圖的鋸齒并不算多，主要是建築的屋頂和左側的草叢有較為集中的鋸齒，再村外的路牌中我們則可以看到較多較為明顯的基礎，我們在同樣是1440P、最高預設畫質下跑一圈溪木鎮，測得幀數為131.463幀，而開啟FXAA之後測得幀數為130.996，可見影響非常小。

開啟FXAA之後，我們首先可以看到村口左側的草叢出現明顯的模糊，但是村口的路牌出的鋸齒消除效果卻屏不理想，鋸齒還是在目力所及之内，但是硬件開銷非常低，近乎可以忽略不計：130.996幀。

那麼在2015年發售的《刺客信條：枭雄》的表現呢？我們首先看看截圖，至少從效果來看并不算模糊，至少比TXAA要清晰得多，不過硬件開銷确實非常低，幀率達到74.884，影響百分比甚至不到4%。那麼在2016年發售的《殺手6》中的表現呢？幀率影響更加毫發般微小：No AA 88.718幀，FXAA 88.586幀，相差一幀都不到。

所以說到最後，相信你已經對于各種抗鋸齒已經有初步的印象：SSAA從采樣的效果來說是最理想的，但是因為目前支持SSAA的遊戲并不算多，因此如果你在玩一款喜歡的遊戲且支持SSAA，為追求最好的采樣效果你可以嘗試降低其他特效，再打開SSAA 2x。但就更普遍的情況來說，MSAA不僅支持非常廣泛，銳度也沒有失去，而幀數在低倍率下損失的并不多，是一種綜合采樣效果、幀率比較理想的方案，當然，如果運用得當FXAA會是最理想的一種抗鋸齒，硬件開銷最少，消除鋸齒的效果也不錯，但是這需要開發團隊一定的水平，而原本小編抱有不小信心的TXAA則雖然硬件開銷不大，但是帶來的模糊副作用竟然比FXAA更嚴重，總得來說，小編自己在遊戲中一般使用最多的是FXAA和MSAA 2x。

當然，如果你對于遊戲的畫面和抗鋸齒有什麼想法或疑惑都可以添加小超哥的微信好友一起讨論哦！小超哥作為硬核級遊戲玩家，最擅長的就是《CS:GO》、《Doom》、《刺客信條》和《看門狗》，想要挑戰小超哥的歡迎約戰！

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