Mit Aliasing werden (im Fall der Bildbe- und Verarbeitung) sichtbare Treppeneffekte an harten Kanten oder Farbübergängen in Grafiken bezeichnet, hervorgerufen durch Nichterfüllung des Nyquist-Shannon Sampling Theorems.
Moderne Grafikbearbeitungs-Software verwendet Algorithmen, die diesen Effekt durch das so genannte Anti-Aliasing ausgleichen.
Anti-Aliasing (Abkürzung: AA) ist eine Technik, bei der nicht nur einmal in der Mitte eines Pixel geprüft wird, welchen Farbwert dieser hat, sondern mehrmals und an verschiedenen Stellen (mehrere Samples).
Man stelle sich vor, ein Pixel ist zu 60% von einer Fläche bedeckt. Diese Fläche berührt die Mitte des Pixels. Der Pixel erhält nun die Farbe der Fläche, obwohl sie ihn nicht zu 100% berührt. Um ein perfektes Bild zu erschaffen, müsste man eigentlich einen Mittelfarbwert bilden, der sich zu 60% aus der Farbe der Fläche und zu 40% aus der Hintergrundfarbe bildet. (Dieses Beispiel wurde zum besseren Verständnis vereinfacht)
Prüft man nun mehrmals innerhalb eines Pixels den Farbwert, kommt man dem eigentlichen, optimalen Farbwert, mit steigenden Samples (Prüfungen) pro Pixel, immer näher. Die meisten aktuellen Grafikprogramme und inzwischen auch Betriebssysteme nutzen diese Technik bei Grafiken und bei Text zur Verbesserung der Optik.
In der Berechnung von 3-D Grafiken wird dieses Verfahren auch verwendet. Zunächst unterstützten nur sehr hochwertige und teure Grafikkarten diese Technik in Grafikschnittstellen wie OpenGL. Doch mit der Einfürung des Desktopgrafikchips VSA 100 von 3dfx, verwendet in den Grafikkarten Voodoo 4 4500, Voodoo 5 5500 und die nie offiziell erschienene Voodoo 5 6000, wurde dieses Feature auch für den normalen Anwender verfügbar. Bevor man auf das Anti-Aliasing einzelner Grafikkarten und Firmen eingeht sollte man die verschiedenen Techniken erklären:
Supersampling (SSAA): Supersampling ist eine Technik bei der man das Bild in einer höheren Auflösung berechnet und dann herunterrechnet, womit Farbmittelwerte entstehen. Z.B.: 4-faches AA. Das Bild wird in der Auflösung 800*600 angezeigt, aber in der 4-fachen Auflösung von 1600*1200 berechnet und dann auf 800*600 heruntergerechnet. Dadurch werden also indirekt 4 Samples pro Pixel berechnet. Dieses nennt man auch 2*2 Supersampling.
Der Vorteil dieser Technik ist, dass zumindest Ordered Grid (siehe unten) Supersampling nur per Treiber, d.h eigentlich mit jeder 3-D Grafikkarte, realisierbar ist. Außerdem werden nicht nur die Kanten geglättet sondern auch die Texturen (dies ist möglich da der Filter von Grafikkarten nicht perfekt ist, allerdings anisotropischer Filter kann bei neueren Grafikkarten aktiviert werden, der ein viel besseres Bild als der sonst übliche trilineare oder gar bilineare Filter bietet. Dieser Filter ist aber auch nicht ganz perfekt und kostet auch etwas Leistung.) Der Nachteil dieser Methode ist, dass sie sehr viel Leistung kostet.
Multisampling (SSAA): Bei dieser Technik werden nur die Farbwerte an den Kanten mehrmals überprüft und nicht die Texuren. Das kostet weniger Leistung, muss aber per Hardware untersützt werden.
Fragment Anti-Aliasing (FAA): Auch diese Technik glättet nur die Polygonkanten.(((Bitte noch Informationen ergänzen) Es ist aber möglich, dass nicht die Kanten an den Polygonenschnittkanten geglättet werden. Diese Technik kostet sehr wenig Leistung, muss aber auch per Hardware unterstützt werden.
OrderedGrid und RotatedGrid Anti-Aliasing(OGAA und RGAA): Bei OrderedGrid AA sind die Samples innerhalb des Pixels ind geordneter Reihenfolge angeordnet, so wie der Anordnung von mehreren ganzen Pixeln auf einem Bild. (Z.B. wie bei dem angeführten Beispiel von Supersampling). Bei Ordered Grid sind die Samplepositionen gedreht (um eine bestimmte Gradzahl (z.B.: 27,5° beim VSA-100). Dies wirkt dem normalen Pixelmuster entgegen und erhöht so die interne Auflösung von innerhalb des Pixels, so dass ein qualitativ deutlich hochwertigeres AA entsteht. Beide Methoden sind bei allen 3 derzeitigen Techniken möglich. Bei Supersampling wird dies mit einer Verzerrung des Pixelmusters herbeigeführt.
Nun die verwendeten Methoden bei einzelnen Grafikchips der Hersteller:
3Dfx: VSA-100: RGSSAA, Spectre (aka Rampage, nie erschienen): RGMSAA Voodoo 4 4500:max 2x, Voodoo 5 5000:max 4*, Voodoo 5 6000: max 8x. Max. 32x AA in speziellen Workstation Karten.
Nvidia: NV 10,11,15 (Geforce 1 und 2) OGSSAA. NV 17,20,25,30,31,34,35,36,38 (Geforce3,4,FX bis 5950) RGMSAA(bis 2x) /OGMSAA (u.a. 4x,16x) /OGSSAA (z.B. 4x). SSAA und MSSAA sind kombinierbar,so z.B 2xMSAA und 2xSSAA = 4*S AA. NV 40,41,42,43,45: (Bei erscheinen bitte ergänzen.)
ATI: r100,r200,rv250,rv280 (Radeon 7000,7200,7500,8500,9000,9100,9200) OGSSAA r300,r350,r360,rv350,rv360 (Radeon 9500,9600,9700,9800) RGMSSAA (2x,4x und 6x) r420,r500: (Bei erscheinen bitte ergänzen.)
Matrox: Parhelia: OGFAA (16x)/OGSSAA
Eine hervorragende Seite mit vielen Artikeln zu Anti-Alising, anisotropischen Filter und vielem mehr ist: http://www.3dcenter.de