O Anti-Aliasing (AA) é uma das configurações gráficas mais presentes nos jogos modernos, a exemplo de Valorant, Call of Duty: Warzone e Fornite. Compatível com placas de vídeo da AMD, NVIDIA e Intel, o Anti-Aliasing melhora consideravelmente a qualidade de imagem dos games, criando transições suaves entre os polígonos e suas bordas. 

A seguir, explicaremos em detalhes o que significa Anti-Aliasing (AA), por que essa tecnologia é tão importante atualmente, quais as suas principais aplicações e os impactos positivos e negativos que ela tem nos jogos. 

De onde vêm os serrilhados nos jogos?

Seja no smartphone ou no PC, nossas telas são compostas por milhões de pixels, pequenos quadradinhos que mudam de cor para formar as imagens que vemos. Monitores no padrão Full HD, por exemplo, possuem 1920 pixels no eixo horizontal por 1080 no eixo vertical, totalizando 2.073.600 de pontos ao longo de toda a superfície da tela. 

Apesar de pequenos, eles ainda podem ser percebidos pelos nossos olhos, principalmente quando temos objetos 3D com grande contraste e curvas, ou ainda em ângulos que divergem da orientação natural da grade de pixels, como o de 45°. O resultado é uma espécie de efeito de escada, ou serrilhado. Em inglês isso é chamado de Aliasing. 

Confira o exemplo abaixo, do game Dead Space:

O que é mais aterrorizante, o monstro ou o serrilhado? (Imagem: Digital Foundry)

Repare especialmente nas regiões em torno do capacete de Isaac e dos braços da criatura que está à sua frente. O efeito fica mais nítido quando aproximamos a imagem. Confira os “dentes” da serra:

Captura aproximada mostra o serrilhado claramente no capacete (Imagem: Digital Foundry)

Os pixels da tela até tentam desenhar a linha da forma mais aproximada possível, mas nossos olhos percebem claramente as emendas. O aliasing (serrilhado) pode acontecer em diversos tipos de objetos de um jogo. A forma mais comum é nas bordas externas do polígono, criando o chamado Outer Edge Aliasing. 

Captura aproximada mostra o serrilhado claramente no capacete (Imagem: Digital Foundry)

Por conta da natureza das telas, o aliasing é um efeito que ocorre também com imagens em 2D. Artistas digitais e designers sofrem bastante com este problema ao utilizarem linhas retas sem nenhum tipo de tratamento. Por isso programas como o Photoshop permitem configurar a aplicação de Anti-Aliasing em tempo real. 

Veja um exemplo do problema em uma imagem 2D:

O que é o Anti-Aliasing (AA)

O Anti-aliasing é o nome dado a toda técnica cujo objetivo é reduzir esse efeito serrilhado nas imagens. Normalmente, as técnicas de Anti-aliasing utilizam uma série de amostras de sub-pixels da imagem, comparando-as para obter uma média entre os valores de cor e iluminação do pixel alvo. 

Como visto acima, o Aliasing pode aparecer não apenas nas bordas dos polígonos, mas também durante a movimentação de texturas de alta definição, algo que é comum em jogos como The Witcher 3. Por conta da variedade de cenários onde o problema pode ocorrer, existem vários métodos diferentes de Anti-Aliasing. 

As formas mais antigas de Anti-Aliasing utilizavam exclusivamente o que é chamado de Supersampling, método no qual a placa renderiza a cena em duas, quatro ou até oito vezes a resolução do monitor, coleta os dados dos pixels e gera uma nova imagem em tempo real, que será enviada para o monitor. 

O resultado deste tratamento são imagens suavizadas, com degradês que omitem o aliasing e passam uma impressão bem melhor aos olhos do jogador. 

O custo de ativar o Anti-Aliasing nos seus jogos

Por fazer todo esse trabalho de comparação dos pixels e renderizar as cenas em resoluções mais altas, o Anti-Aliasing costuma ter um custo computacional elevadíssimo para a sua placa de vídeo. Alguns dos métodos mais precisos consomem uma quantidade grande de memória VRAM e podem simplesmente derrubar o desempenho da GPU. 

O cenário se agrava ainda mais com os jogos modernos. Isso ocorre porque o número de polígonos e partículas a serem processados só aumenta a cada geração. Praticamente todos os efeitos de jogos como Doom iluminam regiões à sua volta, criando aliasing em texturas e no restante do cenário. 

Quais os principais métodos de Anti-Aliasing?

Multisample anti-aliasing (MSAA)

Técnica de processamento de imagem que detecta vários pontos em redor de uma região (mesmo que invisíveis para nós) e gera um pixel resultante da comparação entre eles, melhorando consideravelmente a qualidade de imagem.

Melhorando consideravelmente a qualidade de imagem.

Tem um impacto de desempenho considerável de acordo com o volume de amostras selecionado, mas gera um excelente ganho de qualidade de imagem, principalmente em resoluções como Full HD. Infelizmente, por ser mais voltado a polígonos e suas bordas, não consegue tratar problemas de texturas serrilhadas por movimento. 

Fast Approximate Anti-Aliasing (FXAA) 

Um tipo de Anti-Aliasing baseado em algoritmo de pós-processamento de imagem. Ele atua depois que a placa de vídeo renderizou a cena a ser tratada. Tem funcionamento rápido por se concentrar apenas na detecção das bordas dos polígonos e das texturas que o cercam. 

Apesar de rápido, infelizmente o FXAA tende a produzir imagens borradas, principalmente quando o jogo tem movimentos rápidos. Muita gente prefere não aplicar o efeito para não perder a nitidez da imagem, principalmente em jogos competitivos que exigem mira no pixel. 

Comparação de desempenho dos AA em GTA V (Imagem: Greg Salazar)

Subpixel Morphological Anti-Aliasing (SMAA) 

Outra classe de AA que opera na etapa do pós-processamento de imagem. O SMAA é um pouco melhor do que o FXAA por adicionar à equação a análise de amostras de subpixels, realizando uma comparação mais precisa entre os quadros renderizados. 

Ainda assim, a técnica tem problemas com movimentos muito rápidos e o seu custo computacional começa a ser uma desvantagem para quem não tem GPUs tão fortes. 

Temporal Anti-Aliasing TXAA

Uma das mais novas formas de Anti-Aliasing, o TXAA trata do problema dos movimentos entre as cenas, realizando a interpolação de quadros para melhorar consideravelmente a noção de movimento. 

Pode ser combinada com outras técnicas, a exemplo do MSAA, para criar imagens mais limpas. Contudo, dependendo do cenário de uso, acaba gerando objetos borrados demais em algumas partes do game. 

Existe uma cura definitiva para os serrilhados?

Agora que você sabe o que é Anti-Aliasing e como ele trabalha, deve estar se perguntando: existe algum método perfeito? Empresas como a NVIDIA e AMD continuam pesquisando soluções que melhorem a vida dos gamers com seus equipamentos e monitores já existentes. 

Empresas como a NVIDIA e AMD continuam pesquisando soluções que melhorem a vida dos gamers.

Contudo, pela natureza do problema, a solução “perfeita” para eliminar os serrilhados são telas de altíssima definição, como os modelos 4K. Aí a questão passa a ser, por enquanto, o custo dos equipamentos e o poder de processamento exigido das placas de vídeo. 

Mesmo modelos extremamente poderosos como a GeForce RTX 2080ti não aguentam rodar todos os jogos em 4K a mais de 60fps. Por isso, apesar de não serem perfeitos, os métodos de Anti-Aliasing têm seu lugar garantido ao menos pelos próximos anos.