帧数与画质兼得 黑科技MFAA抗锯齿解析

真是黑科技？MFAA抗锯齿技术解析

   提到英伟达最新推出的MFAA抗锯齿技术，就不得不先说说前辈MSAA抗锯齿技术，因为MFAA正是基于MSAA优化而来。MSAA的工作原理是把当前分辨率成倍提高,然后再把画面缩放到当前的显示器上。这样的做法实际上就是在显示尺寸不变的情况提高分辨率，让单个像素变得极小，这样就能够大幅减轻画面的锯齿感了。不过是由于对整个显示画面的放大，因此它消耗的显示资源也是非常大的。

   不过MSAA是寻找出物体边缘部分的像素，然后对它们进行缩放处理。由于只是物体的外层像素进行缩放处理，忽略掉了不会产生锯齿的内部像素，所以显卡不会像处理SSAA（超级采样抗锯齿）那样需要庞大的计算量，因此MSAA比起SSAA来更有效。

MSAA抗锯齿技术工作原理图解（图片来自官方视频）

而本文的主角MFAA的原理又是怎样呢？上一代GPU包含抗锯齿固定采样格式，存储在只读存储器(ROM)当中。例如，当游戏玩家选择 2x 或 4x MSAA时，就会使用预先存储的采样格式。Maxwell架构推出了用于光栅化的可编程采样位置，它们被存储在随机存取存储器(RAM)中。如此一来便为更灵活、更创新的全新抗锯齿技术创造了机会，这类抗锯齿技术能够独特地解决现代游戏引擎所带来的难题，例如高画质抗锯齿对性能的更高要求。

MFAA技术解析（图片来自英伟达官网）

Maxwell基于RAM的采样位置技术依然可以用标准的MSAA和TXAA格式来编程，但是现在驱动程序或应用也可能会把定制的位置载入到RAM中，这些定制的位置在帧与帧之间甚至在单一帧之内都会各不相同。正是凭借这一技术，英伟达开发了多帧采样抗锯齿(MFAA)。

通过在时间和空间两方面交替使用抗锯齿采样格式，4x MFAA的性能代价仅相当于2x MSAA，但是抗锯齿效果却与 4xMSAA相当。

MFAA技术解析（图片来自英伟达官网）

简单来说MFAA与MSAA运行原理是接近的，可以说是优化版而已。他们都是把一个像素点放大至原来的数倍，让渲染图像的采样点也增至原来的数倍，然后再通过压缩技术合成到当前显示器大小。不过MSAA是把每一帧图像都进行采样点采样，而MFAA则是把采样点分为两份，随着帧画面交替合成，达到最终的效果。由于MFAA的单帧采样运算数据只有MSAA的一半，所以理论上来说达到同样的抗锯齿画质，MFAA资源消耗更低。

MFAA抗锯齿工作原理解析（图片来自官方视频）

事实上虽然Maxwell架构的产品已经发布有段时间了，但是支持MFAA的驱动GeForce 344.75在前几日才刚刚发布。该驱动作为稳定的WHQL认证正式版，让用户更加放心，并且还对多款游戏进行优化，包括《孤岛惊魂4》《魔兽世界：德拉诺之王》、《The Crew》等，但最关键的一点是它支持全新的抗锯齿技术MFAA，也正是由于它的更新，让笔者可以带来这篇对比文章。

想体验MFAA带来的抗锯齿效果，需要注意以下几点。首先你需要有一块最新的搭载Maxwell架构的显卡，暂时MFAA仅支持桌面平台的GTX 980/970以及移动平台的GTX 980M/970M，并且暂时不支持双显卡SLI技术，相信日后会完善这一功能。然后，并不是所有的游戏都支持这一技术，下表中的游戏才能够支持MFAA抗锯齿技术，各位玩家在应用时需要注意下。

支持MFAA抗锯齿技术游戏列表（图片来自互联网）

即便是安装了上述这些游戏，在游戏内部的画质设置中也不会出现MFAA的选项。开启方法为，在NVIDIA控制中心3D设置里找到MFAA选项，选择“ON”即可。既可以全局打开，也可以针对某个游戏单独启用。开启后，进入游戏选择MSAA，此时实际上就是MFAA的抗锯齿效果了。

开启MFAA抗锯齿

GeForce 344.75驱动推出后，很多网友在第一时间测试，并发表评论说MFAA绝对是老黄的黑科技。并提及 2x MFAA可以媲美 4x MSAA，到底有没有这么霸道呢？下文笔者将带来游戏实测。

英伟达官网还放出下面这段技术解析视频，各位有兴趣可以观看研习。