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Especial

Cómo afecta el Anti-Aliasing al rendimiento de los videojuegos

Conociendo a uno de los peores enemigos del rendimiento en tus videojuegos.

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Cómo afecta el Anti-Aliasing al rendimiento de los videojuegos

Si alguna vez has tenido que enfrentarte a más de una pantalla de configuración gráfica en un videojuego, es probable que hayas visto que algunos nombres se repiten con asiduidad. El efecto sobre el apartado visual de un juego de conceptos como la resolución, las texturas, o las sombras son fáciles de entender, pero hay otros más oscuros.


Siguiendo la estela de nuestro anterior especial sobre opciones con gran influencia en el rendimiento de nuestros juegos, veremos qué hace una de estas opciones "algo más obtusas". Hablamos del Anti-Aliasing (AA, o suavizado de bordes) al que hoy dedicaremos algunas palabras, tratando de explicar qué es y qué efectos tiene sobre nuestros videojuegos.


La necesidad de suavizar nuestras imágenesToda imagen que vemos en la pantalla de nuestros monitores está dibujada en píxeles, que son la unidad más pequeña en una imagen digital en un único color. Esto no pilla por sorpresa a ninguno de nuestros lectores, pero precisamente por ello es fácil comprender que a través de cuadrados no puedes dibujar formas curvas. Por muy grande que sea la resolución de una escena, o una imagen, si ampliamos lo suficiente acabarán por aparecer nuestros amigos cuadriculares.


De izquierda a derecha, tenemos una escena renderizada en 720p, en 720p con MSAA X4 y a 1080p. La imagen pierde aspereza en los llamativos bordes de sierra cuanto más a la derecha.De izquierda a derecha, tenemos una escena renderizada en 720p, en 720p con MSAA X4 y a 1080p. La imagen pierde aspereza en los llamativos bordes de sierra cuanto más a la derecha.

Del mismo modo, este fenómeno pasa casi desapercibido cuanto más aumentamos la resolución de dicha imagen, pero cuando esto ya no es posible, requerimos de otras vías para suavizar los bordes de sierra (también conocidos como Jaggies). Llamamos Anti-Aliasing a las técnicas empleadas para eliminar de forma parcial este estado de brusquedad en una imagen digital.


En los videojuegos sólo podemos empezar a hablar verdaderamente de esta técnica con la evolución en complejidad de los entornos 3D sobre los que navegamos. La desaparición de los polígonos toscos, junto a la paulatina subida de la resolución, impulsó el uso de estas técnicas y propició la proliferación de los diferentes tipos y nombres que vemos hoy día.


Los diferentes tipos de alisamiento que podemos encontrarComo comentaba antes, existen múltiples formas de alcanzar el efecto final tras un alisamiento de la imagen. En videojuegos, al tratarse de un entorno dinámico en el que la velocidad tiene más peso que la calidad de la propia imagen, han proliferado dos de estas técnicas. Hablamos del post-procesado por sobre-muestreo (supersampling) de la imagen y por filtrado de la imagen, de las cuales sus principales exponentes son los siguientes:


Supersampling Anti-Aliasing (SSAA - FSAA)SSAA vs. Sin AA en Star Wars Battlefront II.SSAA vs. Sin AA en Star Wars Battlefront II.

Es una de las primeras técnicas de suavizado de bordes que pudimos ver en PC y que más adelante llegaría también a consolas. La idea detrás de esta técnica es calcular el color de los píxeles adyacentes a los bordes si la imagen estuviera renderizada a una resolución mayor, para después aplicar esta información sobre la imagen finalmente renderizada.


Difiere ligeramente de otras técnicas de supersampling sobre las que hemos hablado, pero igualmente impacta con fuerza en el rendimiento de nuestros equipos. En imágenes muy definidas puede llegar incluso a empobrecer el aspecto final, al difuminar excesivamente los bordes del entorno.


Multisample Anti-Aliasing (MSAA)MSAA vs. Sin AA sobre Rainbow Six Siege. Imagen: Nvidia.MSAA vs. Sin AA sobre Rainbow Six Siege. Imagen: Nvidia. Se trata de una de las técnicas de alisamiento más extendidas actualmente. Se basa en el mismo principio que el SSAA, pero sólo aplica el sobre-muestreo a los bordes de los polígonos, dejando fuera de la ecuación a las texturas y otros elementos de la pantalla.

Como resultado de ello, es un método mucho menos costoso en recursos que el SSAA, aunque su efecto es menos visible y sigue suponiendo una merma importante en el rendimiento de nuestros equipos.


Fast Approximate Anti-Aliasing (FXAA)FXAA vs. Sin AA aplicada a una escena de Just Cause 3. Imagen: Nvidia.FXAA vs. Sin AA aplicada a una escena de Just Cause 3. Imagen: Nvidia.

A diferencia de los dos anteriores, este método de filtrado trabaja sobre la imagen procesada para suavizar los bordes más agresivos de esta. Esto lo consigue difuminando algunas zonas de la imagen, por lo que el resultado final no es completamente limpio en comparación con otros métodos.


A cambio, es uno de los métodos que menos impacto tienen sobre el rendimiento de nuestro equipo y activarlo o no, si nos lo posibilita el juego, es más una cuestión de gustos que de rendimiento final. Variaciones como el SMAA y similares tienen un efecto algo mayor en el rendimiento, pero suelen ofrecer un mejor resultado.


Temporal Anti-Aliasing (TAA)SMAATX2 vs. Sin AA en Black Ops III; TX2 una técnica de SMAA temporal. Imagen: Nvidia.SMAATX2 vs. Sin AA en Black Ops III; TX2 una técnica de SMAA temporal. Imagen: Nvidia.

Usa los mismos principios que en otras técnicas para suavizar la aspereza de los bordes en nuestro juego, pero refuerza el aspecto final teniendo en cuenta cuadros consecutivos y aplicando diversos filtros sobre el resultado final.


Con motivo de ello, tiene un efecto sobre el rendimiento mayor que la técnica en la que se basan y consigue una imagen más suave, por lo que es ideal para algunos títulos. Sin embargo, como con el SSAA, puede emborronar excesivamente la imagen final. Variaciones como el SMAATX2 añaden al SMAA algunas de las características del filtrado temporal del TAA, mientras que otras, como el TXAA, son exclusivas de algunas gráficas.


El efecto de estas técnicas sobre el rendimiento en nuestros juegosComo siempre, toda esta teoría se visualiza mejor al arrojar algunos números. Para ello nos apoyaremos, de nuevo, en Shadow of the Tomb Raider por su amplia selección de estos efectos. En las pruebas comprobamos cómo afectan al rendimiento los diferentes efectos en resolución 1080p y compararemos el impacto con jugar a resoluciones 1440p y 4K sin estas técnicas aplicadas, para crear una imagen mental del resultado.


Cómo afecta el Anti-Aliasing al rendimiento de los videojuegos

Cuando hablamos del efecto negativo sobre el rendimiento de nuestros equipos por parte de estas técnicas, no lo hacemos en balde. Teniendo en cuenta que la mayoría se basan en el sobre-muestreo de las imágenes renderizadas, tenemos que entender que, a efectos prácticos, lo que estamos haciendo afecta al videojuego tanto o más que una subida de la resolución directa. No en vano, se trata de una de las opciones más repudiadas en aquellos que buscan mejorar el rendimiento de sus videojuegos.


Cuando deberías usar esta opción gráficaConforme aumentamos la resolución a la que jugamos nuestros videojuegos, el suavizado de bordes va perdiendo relevancia. Los efectos de post-procesado tienen una incidencia mayor sobre el rendimiento que una subida directa de la resolución en los casos más extremos, por lo que (salvo en el caso de FXAA y derivados) deberían usarse como último recurso siempre y cuando nos sobre potencia en nuestro equipo para jugar a la resolución que deseamos.


La técnica aplicada también es importante. Existen varios tipos que no hemos nombrado por sus peculiaridades o exclusividad, dejando espacio a aquellas más extendidas. Generalmente, estos efectos tendrán un mejor resultado y optimización que los métodos generalistas, pero dependerá de qué tipo de técnica empleen.


Por último, hay que destacar que el AA, como tantos otros efectos de post-procesado, pueden aplicarse incluso fuera de las opciones de juego, a través de la modificación de los archivos y el uso de herramientas externas; por ello, todo es cuestión de aplicar aquél que deseemos sobre nuestros videojuegos (siempre que tengamos la capacidad) para adquirir el efecto deseado.