マルチサンプリングによるアンチエイリアス


NVIDIA の GeForce3 グラフィック処理ユニット（GPU）によって、高解像度アンチエイリアス（HRAA）に対する業界初のソリューションを提供するために設計されたまったく新しい技術が導入されました。その他のアンチエイリアスソリューションとその方式もすでに存在しますが、高品質のアンチエイリアスを組み合わせた高解像度および高フレームレートの独自の組み合わせを提供できるのは、GeForce3 だけです。GeForce3 は、新しいサンプリング技術を取り入れるだけでなく、マルチサンプリングに対するハードウェアサポートを実現することによって、すべてのリアルタイムコンテンツで HRAA を使用可能にします。

エイリアス効果へ取り組み
PC ユーザーを悩ませる画質に関する問題の 1 つに、エイリアス（ギザギザ）があります。エイリアスとは、オブジェクトの縁に見られる階段状の効果であり、PC では画像がかなり見づらくなる場合があります。エイリアスを除去する唯一の方法は、より多くのピクセルを含む効果を画面に作成することです。これまでは、解像度を増やすことがこの問題に対する最善のソリューションでした。ギザギザ（段差）のサイズが実際のピクセルサイズより大きくなることはありません。したがって、ピクセルサイズを小さくすると、ギザギザのサイズも小さくなります。ただし、解像度を変更できない場合もあります。モニタでサポートされている最大解像度をすでに使用している場合や、アプリケーション自体が解像度を制限している場合がこれに当たります。

これらの制限を超える唯一のソリューションは、有効解像度を上げることです。このためには、ピクセルが多い場合をシミュレートして、画面の各ピクセルのカラーを計算するという高度なテクニックを使います。このテクニックを「アンチエイリアス」と呼びます。

「スーパーサンプリング」はやや強引なアンチエイリアステクニックであり、NVIDIA の GeForce2 GPU などの近年のグラフィックプロセッサで使用されています。スーパーサンプリングを使用するグラフィックプロセッサは、現在の表示モードより高い解像度で画面イメージをレンダリングしてから、そのイメージを最終解像度にスケールおよびフィルタリングし、画面に表示します。このオペレーションを実行する方法はさまざまですが、どの方法でもグラフィックプロセッサがスーパーサンプリング方式と同じ数の追加ピクセルをレンダリングする必要があります。また、グラフィックプロセッサは表示される数より多いピクセルをレンダリングするので、ピクセルを最終表示用の解像度に合わせてスケールおよびフィルタリングする必要があります。このスケールおよびフィルタリングによって、パフォーマンスが低下する場合があります。

マルチサンプリング： ソリューション
スーパーサンプリングの最大の問題はパフォーマンスです。フレームレートが 本来の 1/2 または 1/4 に低下するのは好ましくありません。マルチサンプリングは、スーパーサンプリングより高度なテクニックであり、高いパフォーマンスで標準レンダリングより高画質の出力を実現します。スーパーサンプリングに比べて、パフォーマンスと画質の両方を維持できる手法であると言えます。ただし、マルチサンプリングには高度な GPU が必要なので、最新の GPU だけがこのテクニックをサポートできます。マルチサンプリングの基本概念は、ハードウェアの GPU コア内に、アンチエイリアスのしくみを埋め込むことです。

これにより、GPU はより複雑になりますが、画質とパフォーマンスは高くなります。GPU 自体が複数のサンプルを使って最終ピクセルカラーを計算することを「認識」しているので、マルチサンプリングが機能します。

これらの余分なサンプルを「仮想ピクセル」とみなすことができます。GeForce3 GPU の内部データパスは広いので、標準レンダリング速度を低下させずに、これらの仮想ピクセルを処理できます。実際に、GeForce3 GPU はこれらの「仮想ピクセル」（追加サンプル）を最高速度で計算できます。このとき、エンジンパフォーマンスの低下はまったくありません。データパスが広いことから、GeForce3 はピクセル内のすべてのサンプルに対して同じテクスチャデータを使用でき、すべての AA サンプルのテクスチャ設定に必要なメモリ帯域幅を大幅に減らすことができます。

GeForce3 GPU は、HRAA をパーソナルユーザー価格で提供する初めての製品です。GeForce3 GPU のハードウェアマルチサンプリング機能は、これまでにないパフォーマンスと柔軟性を提供します。エンドユーザーは、アンチエイリアスモードをより多くの選択肢から選ぶことができ、この新しいグラフィックプロセッサの潜在能力を十分に引き出すことができます。