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Filtrage anisotropique (rappels)

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Le filtrage des textures est une opération importante et omniprésente dans les jeux. Dès que la distance de vue dépasse les quelques mètres et qu’une texture se prolonge (typiquement, celle du sol), c’est lui qui intervient afin de faire en sorte que les transitions restent invisibles sur cette texture, plus précisément les mipmaps. Que sont les mipmaps ? Des versions basse résolution d’une texture, qui sont appliquées sur les polygones éloignés du joueur, partant du principe qu’une surface éloignée d’un kilomètre n’est pas perçue avec autant de détails qu’une surface située à un mètre. Les mipmaps correspondent donc en quelque sorte à l’antialiasing des textures ; un antialiasing précalculé ce qui permet d’utiliser des filtres de bonne qualité. Au passage, on remarque que l’utilisation des mipmaps permet également de préserver la qualité des textures, tout en économisant la bande passante. Notez toutefois que les mipmaps prennent plus de place en mémoire, et qu’ils demandent du calcul supplémentaire à la puce pour déterminer le niveau de mip à employer.

Seul problème, les dimensions des mipmaps sont divisées par deux à chaque fois (ex : texture de 256x256 pixels, puis 128x128 pour le mipmap suivant, puis 64x64, etc.). D’où la nécessité d’un filtrage, afin que les transitions deviennent invisibles y compris à longue distance.

Sans rentrer dans les détails, la différence de filtrage s’explique entre autres par le nombre de sample de texture utilisés au départ pour chaque pixel final – 4 pour le bilinéaire, 8 pour le trilinéaire, 16 pour l’anisotropie 2x, etc. Le trilinéaire consiste simplement à appliquer deux fois un filtrage bilinéaire, et à interpoler les deux points résultats.

Observons le résultat sur le tunnel de 3DMark03. L’écran se divise en 4 : en haut un filtrage bilinéaire est appliqué, en bas un filtrage trilinéaire ; à gauche le rendu est normal, à droite les mipmaps ont été colorés afin d’y voir plus clair. Si l’on observe ces derniers, on se rend compte assez clairement que dans le cadre d’un filtrage bilinéaire, il n’y a pas vraiment de transition entre chaque texture de qualité différente, au contraire du filtrage trilinéaire. Ainsi, en comparant maintenant le rendu à gauche, en bilinéaire on distingue facilement au premier plan les transitions entre mipmaps même si ceux-ci ne sont pas colorés. Ce n’est pas le cas du trilinaire.

Dès lors, quel est l’intérêt de l’anisotropie ? C’est très simple. En passant à chaque mipmap suivant, on perd en résolution, donc en détail et en précision : ceci génère un flou aisément observable. Ce flou est amplifié par l’effet de perspective, qui est utilisé par tous les jeux représentant une scène en 3 dimensions. L’anisotropie consiste donc à augmenter encore le nombre de texels sources, et à prendre en compte les déformations de l’objet sur lequel la texture est appliquée.

Ici, on retrouve le filtrage trilinéaire en haut, et l’anisotropie 16X en bas. Au final, on arrive donc à supprimer complètement le flou.

Evidemment, les textures appliquées à ce tunnel permettent de distinguer plus facilement ces différences. On retrouve pourtant exactement la même situation dans les jeux. Prenons par exemple Serious Sam : Second contact, et la fameuse grande cathédrale.

Comparons maintenant l’herbe, avec de gauche à droite un filtrage bilinéaire, trilinéaire, anisotropique 16x (note : aucun zoom n’est utilisé).

Ce qu’il faut bien comprendre, c’est que les filtrages trilinéaires et anisotropiques ne poursuivent pas le même but. Le premier permet une transition invisible entre les mipmaps, alors que le second supprime l’effet de flou. Aussi, la différence entre un filtrage anisotropique bilinéaire et trilinéaire est faible, parce que dans les deux cas le flou est supprimé ; or c’est à partir du flou que l’on est capable de distinguer les mipmaps. Ce point est capitale pour la suite, aussi étudions encore quelques screenshots, l’un utilisant un filtrage anisotropique bilinéaire, l’autre un filtrage anisotropique trilinéaire :

Sur ce type de surface, la différence est pratiquement invisible car il n’y a presque pas de flou. Prenons donc un mur de Teotihuacan :

Ici le flou et donc la différence est plus visible, on aperçoit de nouveau les différents mipmaps. Notez que la différence est toutefois bien plus faible que la comparaison entre le filtrage bilinéaire/trilinéaire, et que cette différence sera d’autant plus faible qu’un niveau élevé d’anisotropie sera appliqué.

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mopoulpo 05/10/2005 15:32
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En page 2...
[Quote]Ainsi de trois unités de textures par pixel pipeline sur le R100, nous sommes passés à deux sur le R200 puis à une sur le R100. [/quote]
Il y aurait une boulette (?) ;)

Edit: PM sent...

bidoulou 05/10/2005 15:37
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-0+

Je n'ai pas accès aux images tests des filtres.

page introuvable :o

jeremlille 05/10/2005 16:04
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Moi ce que je remarque, c'est qu'aucune carte n'est capable de dépasser les 40 fps sur FEAR dés que l'AA et l'AF sont activés.

Ca va pas etre la joie...

Hellmut 05/10/2005 16:08
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-0+

voilà qui va fermer le clapet de tous ceux qui disaient que les nouvelles X1xxx étaient peu performantes.
je suis bien content tiens...

Fishdrake 05/10/2005 16:11
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pour l'instant ca reste des préviews on verra le moment venu ce qu'elles auront vraiment dans le ventre et si effectivement sur FEAR elle ne dépassent pas les 40 fps, qu'en sera t'il des jeux futurs ?

bidoulou 05/10/2005 16:44
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-0+

Citation :

pour l'instant ca reste des préviews on verra le moment venu ce qu'elles auront vraiment dans le ventre et si effectivement sur FEAR elle ne dépassent pas les 40 fps, qu'en sera t'il des jeux futurs ?





c'est avec des options très gourmandes :o

En virant un ou deux de ces options on augmente énormément les fps sans baisse importante de la qualité graphique

mopoulpo 05/10/2005 17:13
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-0+

Enfin bon, quand je vois les perfs sur pas mal de jeux (COD2, SC, FEAR, etc...) ça fait peur (7800GTX & 1800XT).
J'ai un écran qui fait 1680*1050 : donc ces cartes sont "insuffisantes", en particulier en mode "qualité" (AA4x + AF8x) dans cette résolution.
Bref, qui dit encore que les cartes graphiques sont trop puissantes?
L'article parle du R530... mais le R580 n'est-il déjà pas prêt?
De plus, quand en est-il du spanning view pour les Ati? C'est vrai, il n'y a qu'un écran - Vivement un test avec deux écran avec des jeux comme FS2004, X2 et autres.
En tout cas, tous ces résultats me font peur - j'imagine même pas X3-Reunion jouable en dual-screen en 1680*1050, ne serait-ce sans AA-AF :(

Kytrix 05/10/2005 17:23
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-0+

Citation :

Je n'ai pas accès aux images tests des filtres.

page introuvable :o




+1
moi aussi j'aimerai bien voir les images anti-aliasing transparent et filtres anisotropiques ...

Beyond l33t 05/10/2005 18:47
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-0+

Citation :

Enfin bon, quand je vois les perfs sur pas mal de jeux (COD2, SC, FEAR, etc...) ça fait peur (7800GTX & 1800XT).
J'ai un écran qui fait 1680*1050 : donc ces cartes sont "insuffisantes", en particulier en mode "qualité" (AA4x + AF8x) dans cette résolution.
Bref, qui dit encore que les cartes graphiques sont trop puissantes?


Surement pas moi

Idem aussi question écran (1920*1200 pour moi) et même avec ces cartes en Crossfire ou SLI, cela semble insuffisant pour pas mal de nouveaux jeux genre F.E.A.R.

Florian c 05/10/2005 19:52
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-0+

Désolé pour les screens manquant, ils n'ont bizarrement pas été uploadés, c'est désormais corrigé.

Sinon pour les nouveaux jeux il faut aussi noter que tous les taquets étaient à fond pour chacun d'entre eux, et surtout que leur comportement devrait largement s'améliorer avec la sortie des prochains drivers. Il n'y a qu'à voir AOE 3 et les FW 80. Reste que effectivement, l'écart avec la génération actuelle est très important, or il semble qu'un certain nombre de joueurs paraissent blasés face aux performances jugées inutiles des nouvelles générations de cartes...

cancorps 05/10/2005 20:23
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L'amélioration de drivers, c'est pas de la poudre aux yeux. A la sortie de chaque carte on la ressort, mais je me demande si le gain final dépasse les 5% ...

Florian c 05/10/2005 20:25
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Ben cf la partie dédiée de l'article. Quand à l'amélioration des performances des cartes après leur sortie initiale, elle est réelle, et c'est principalement pour ca qu'on parle de "preview" et pas de "tests". Surtout dans le cas d'une nouvelle architecture comme ici.

bidoulou 05/10/2005 20:43
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Florian> l'influence du QAF sur les perfomances n'est faite que sous un jeu, ça ne varie pas selon les jeux ?

En tout cas en 8x c'est bluffant :o

l'image de l'AA transparency avecla 7800GTX est toujours absente :D

cadav0r 05/10/2005 21:10
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-0+

Dans les Plus de la RADEON X1600 XT

Performances supérieures à la X1600 XT, et qui devrait l'être de plus en plus ???

Une RADEON X1600 XT qui a des perfs supérieures a la RADEON X1600 XT!!!

Florian c 05/10/2005 21:10
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bidoulou > Disons que j'ai préféré maintenir malgré tout 3 heures de sommeil dans les dernières 36 H plutôt que de pouvoir vérifier ca et quelques autres trucs quoi... :whistle:

Fixed pour l'image, erreur d'URL.

bidoulou 05/10/2005 21:44
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Citation :

bidoulou > Disons que j'ai préféré maintenir malgré tout 3 heures de sommeil dans les dernières 36 H plutôt que de pouvoir vérifier ca et quelques autres trucs quoi... :whistle:

Fixed pour l'image, erreur d'URL.




:lol:

En tout cas, sacré boulot pour avoir testé l'ensemble de la gamme :jap:

dju 05/10/2005 22:09
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il y a quand meme quelques trucs bizarre : le HDR est parfaitement supporté dans les générations precedentes, les r4xx chez ATi :o
Exemple : Dod:S, Far Cry (:love:), ou meme Serious Sam 2 :

Bon c'est sûr l'activation du HDR coûte bien plus cher en performances que sur ces nouvelles cartes qui doivent optimiser ce traitement de la lumière ;)

Florian c 05/10/2005 22:16
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Le support du HDR par la génération R4x0 est quand même très limité. Quand aux jeux que tu cites, leur HDR appliqué aux X800 n'est pas très efficace et n'est pas vraiment représentatif de la prochaine génération de jeux. D'ailleurs, l'activation du HHDR sur DOD-S est assez catastrophique sur le résultat et le photo-réalisme, il faut vraiment l'avoir sous les yeux. C'est également vrai pour ce qui concerne l'éloignement au photo-réalisme pour Far Cry. En fait le vrai truc c'est que tous les joueurs ont fini depuis longtemps la campagne solo de Far Cry (même en y rejouant deux voir trois fois), qui n'intéresses plus que certains testeurs et ATI/NVIDIA...

ultrabill 05/10/2005 22:26
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Les mecs qui n'y connaissent rien doivent pas mieux comprendre en lisant ça :
"activer les HDR sur les génération R4x0 c'est limité, déjà sur X800 c'est pas efficace. HHDR sur DOD-S c'est catastrophique."

Ca me rappel les Inconnus : "un DSP-800 en display rack c'est complètement glucose" (c) Tranxen 200 :lol:

Florian c 05/10/2005 22:28
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Je répondais à dju, je rédigais pas un paragraphe d'un article... :heink:

dju 05/10/2005 22:29
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Bah je joue à Far Cry haute qualité 1280x1024 AF8x avec le HDR sans souci avec une simple x800 pro. Et c'est largement fluide, et evidemment tres joli.
Idem pour dod:s, ça rend plutot bien, et ça marche nickel, avec une bonne optimisation niveau performances.
[:spamafote]

Le HDR, c'est une fonctionnalité software, une technique d'eclairage particulière, que ça soit géré ou non par la puce, c'est pareil niveau qualité. Seule la vitesse d'execution change.
Je veux bien voir la difference entre un screen de far cry avec le HDR sous X800Pro/XT, une 6800U, une 7800 et une X1800 en cas. Mais pour ce que j'ai pu voir lors de la sortie du patch pour far cry integrant le HDR, il y en a aucune :o

ultrabill 05/10/2005 22:32
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Citation :

Je répondais à dju, je rédigais pas un paragraphe d'un article... :heink:


c'était pour le coté abbreviations et termes techniques, rien de méchant ;)

Mancasters 06/10/2005 00:41
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Clair c'est quoi ces idioties sur le HDR ? Il tourne très bien chez moi (DOD : Source), et l'anticrénelage est actif aussi... HDR + FSAA4x + Aniso 16x et c'est fluide.

Alors expliquez-moi la nouveauté ? :)

mopoulpo 06/10/2005 08:03
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Un article intéressant sur ce nouveau "paper lauch" d'Ati:
http://www.gdhardware.com/ed/ati/x1800_c/001.htm

lalootre 06/10/2005 08:15
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ok pas si terrible que ca les new ati quand mm ....... , je prefere garder ma 7800 avec des drivers qui vont bien [:ddr555], sachant que quake 4 , quake wars etc vont sortir bientot , une carte qui ce debrouille mieux avec le moteur de doom3 m'est plus envisageable :D

Zeross 06/10/2005 10:35
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Il faut lire l'article complètement, le HDR consiste juste à effectuer le rendu en utilisant une plus grande dynamique. Après il existe des tonnes de méthodes pour le faire mais la méthode la plus générique consiste à tout effectuer directement dans un buffer disposant d'une dynamique plus grande comme FP16 par exemple. Et ça jusqu'à présent c'était impossible sur les générations précédentes d'ATI ou alors il fallait recourir à un render to texture et à utiliser deux textures en alternance pour faire le blending dans un shader. C'est coûteux et pas vraiment élégant.

Mais rien n'interdisait le HDR, d'ailleurs la première démo d'ATI pour sa 9700 était une démo de HDR "Rendering with Natural Lights" une adaptation pour son hardware de la démo de Paul Debevec. Mais ce qui était acceptable pour une démo était nettement moins facile à mettre en oeuvre dans un jeu. Là avec le support des frame buffers flottants qui plus est totalement orthogonal avec l'antialiasing les choses sont plus simples à gérer pour les développeurs.

Kytrix 06/10/2005 15:05
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je viens de regarder les screenshots de serious sam2 avec les filtres anisotropiques :
comment se fait il que le mode quality n'engendre un changement que sur la texture du mur sur le coté ?
je ne vois aucun changement sur l'herbe ..

sinon le filtre nvidia a l'air plus sympa sur les premiers metres .. plus de refief(mais c'est peut etre du au bump mapping ou autre..)

Florian c 06/10/2005 16:39
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Kytrix > disons que c'est plus ou moins visible sur l'herbe, mais le gros truc c'est que sur le mur ca tombe pil poil dans un angle ou les algos adaptatifs actuels appliquent un mauvais filtrage, donc la différence avec le nouvel algo est nette.

Kytrix 07/10/2005 14:05
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ok j'ai compris merci :)

cyrano 07/11/2005 14:24
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au fait, qu'en est-il de l'ouverture des spec de la carte ? Il devait ouvrir leur api pour permètre l'émergence de nouvelles applications.

Alors ?

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