Билинейная или трилинейная какая лучше?

Гайд. За что отвечают настройки графики в играх и как они влияют на FPS

Разрешение экрана

Думаю, с понятием разрешения знакомы уже более-менее все игроки, но на всякий случай вспомним основы. Все же, пожалуй, главный параметр графики в играх.

Изображение, которое вы видите на экране, состоит из пикселей. Разрешение — это количество пикселей в строке, где первое число — их количество по горизонтали, второе — по вертикали. В Full HD эти числа — 1920 и 1080 соответственно. Чем выше разрешение, тем из большего количества пикселей состоит изображение, а значит, тем оно четче и детализированнее.

Влияние на производительность

Очень большое.Увеличение разрешения существенно снижает производительность. Именно поэтому, например, даже топовая RTX 2080 TI неспособна выдать 60 кадров в 4K в некоторых играх, хотя в том же Full HD счетчик с запасом переваливает за 100. Снижение разрешения — один из главных способов поднять FPS. Правда, и картинка станет ощутимо хуже.

В некоторых играх (например, в Titanfall) есть параметр так называемого динамического разрешения. Если включить его, то игра будет в реальном времени автоматически менять разрешение, чтобы добиться заданной вами частоты кадров.

Вертикальная синхронизация

Если частота кадров в игре существенно превосходит частоту развертки монитора, на экране могут появляться так называемые разрывы изображения. Возникают они потому, что видеокарта отправляет на монитор больше кадров, чем тот может показать за единицу времени, а потому картинка рендерится словно «кусками».

Вертикальная синхронизация исправляет эту проблему. Это синхронизация частоты кадров игры с частотой развертки монитора. То если максимум вашего монитора — 60 герц, игра не будет работать с частотой выше 60 кадров в секунду и так далее.

Есть и еще одно полезное свойство этой опции — она помогает снизить нагрузку на «железо» — вместо 200 потенциальных кадров ваша видеокарта будет отрисовывать всего 60, а значит, загружаться не на полную и греться гораздо меньше.

Впрочем, есть у Vsync и недостатки. Главная — очень заметный «инпут-лаг», задержка между вашими командами (например, движениями мыши) и их отображением в игре.

Поэтому играть со включенной вертикальной синхронизацией в мультипеере противопоказано. Кроме того, если ваш компьютер «тянет» игру при частоте ниже, чем заветные 60 FPS, Vsync может автоматически «лочиться» уже на 30 FPS, что приведет к неслабым таким лагам.

Лучший способ бороться с разрывами изображения на сегодняшний день — купить монитор с поддержкой G-Sync или FreeSync и соответствующую видеокарту Nvidia или AMD. Ни разрывов, ни инпут-лага.

Влияние на производительность

В общем и целом — никакого.

Сглаживание(Anti-aliasing)

Если нарисовать из квадратных по своей природе пикселей ровную линию, она получится не гладкой, а с так называемыми «лесенками». Особенно эти лесенки заметны при низких разрешениях. Чтобы устранить этот неприятный дефект и сделать изображения более четким и гладким, и нужно сглаживание.

Здесь и далее — слева изображение с отключенной графической опцией (или установленной на низком значении), справа — с включенной (или установленной на максимальном значении).

Технологий сглаживания несколько, вот основные:

  • Суперсэмплинг (SSAA) — самое эффективное сглаживание, но вместе с тем — жутко требовательное к ресурсам. Работает оно просто: ваша видеокарта рендерит картинку в гораздо более высоком разрешении, чем задано в настройках, а потом «ужимает» его обратно. Чем выше это значение, тем лучше сглаживание и тем выше нагрузка на компьютер. Грубо говоря, при значении SSAA 4X ваш ПК будет вынужден за одно и то же время обсчитать одну и ту же сцену четыре раза, а не один.
  • MSAA — мультисемплинг. По эффективности схож с SSAA, но работает совершенно по-другому (объяснить его простыми словами довольно сложно, но это, пожалуй, и не нужно), а потому менее требователен к ресурсам. Если компьютер позволяет, именно это сглаживание стоит пробовать включать в первую очередь. Картинка лишь едва-едва потеряет в четкости, зато лесенки почти исчезнут.
  • FXAA (Быстрое сглаживание) — более простой способ сглаживания. На всю картинку попросту накидывается размытие. Вообще не влияет на производительность, но добавляет в изображение очень много «мыла». В большинстве случаев уж лучше терпеть «лесенки», но тут кому как.
  • TXAA («Временное сглаживание») / MLAA («Морфологическое сглаживание») — то же самое, что MSAA, но еще эффективнее. Первый тип поддерживается видеокартами Nvidia, второй — AMD. Если в игре есть один из этих вариантов, лучше всего использовать именно его. Почти идеальный баланс между эффективностью и производительностью.

Влияние на производительность

От ничтожного (FXAA) до колоссального (SSAA). В среднем — умеренное.

Качество текстур

Один из самых важных параметров в настройках игры. Поверхности всех предметов во всех современных трехмерных играх покрыты текстурами, а потому чем выше их качество и разрешение — тем четче, реалистичнее картинка. Даже самая красивая игра с ультра-низкими текстурами превратится в фестиваль мыловарения.

Влияние на производительность

Если в видеокарте достаточно видеопамяти, то практически никакого. Если же ее не хватает, вы получите ощутимые фризы и тормоза. 4 гигабайт VRAM хватает для подавляющего числа современных игр, но лучше бы в вашей следующей видеокарте памяти было 8 или хотя бы 6 гигабайт.

Анизотропная фильтрация

Анизотропная фильтрация, или фильтрация текстур, добавляет поверхностям, на которые вы смотрите под углом, четкости. Особенно ее эффективность заметна на удаленных от игрока текстурах земли или стен.

Чем выше степень фильтрации, чем четче будут поверхности в отдалении.

Этот параметр влияет на общее качество картинки довольно сильно, но систему при этом практически не нагружает, так что в графе «фильтрация текстур» советуем всегда выставлять 8x или 16x. Билинейная и трилинейная фильтрации уступают анизотропной, а потому особенного смысла в них уже нет.

Влияние на производительность

Тесселяция

Технология, буквально преображающая поверхности в игре, делающая их выпуклыми, рельефными, натуралистичными. В общем, тесселяция позволяет отрисовывать гораздо более геометрически сложные объекты. Просто посмотрите на скриншоты.

Влияние на производительность

Зависит от игры, от того, как именно движок применяет ее к объектам. Чаще всего — среднее.

Качество теней

Все просто: чем выше этот параметр, тем четче и подробнее тени, отбрасываемые объектами. Добавить тут нечего. Иногда в играх также встречается параметр «Дальность прорисовки теней» (а иногда он «вшит» в общие настройки). Тут все тоже понятно: выше дальность — больше теней вдалеке.

Влияние на производительность

Зависит от игры. Чаще всего разница между низкими и средними настройками не столь велика, а вот ультра-тени способны по полной загрузить ваш ПК, поскольку в этом случае количество объектов, отбрасывающих реалистичные тени, серьезно вырастает.

Глобальное затенение (Ambient Occlusion)

Один из самых важных параметров, влияющий на картинку разительным образом. Если вкратце, то AO помогает имитировать поведения света в трехмерном мире — а именно, затенять места, куда не должны попадать лучи: углы комнат, щели между предметами и стенами, корни деревьев и так далее.

Существует два основных вида глобального затенения:

SSAO (Screen space ambient occlusion). Впервые появилось в Crysis — потому тот и выглядел для своего времени совершенно фантастически. Затеняются пиксели, заблокированные от источников света.

HBAO (Horizon ambient occlusion). Работает по тому же принципу, просто количество затененных объектов и зон гораздо больше, чем при SSAO.

Влияние на производительность

Глубина резкости (Depth of Field)

То самое «боке», которое пытаются симулировать камеры большинства современных объектов. В каком-то смысле это имитация особенностей человеческого зрения: объект, на который мы смотрим, находится в идеальном фокусе, а объекты на фоне — размыты. Чаще всего глубину резкости сейчас используют в шутерах: обратите внимание, что когда вы целитесь через мушку, руки персонажа и часть ствола чаще всего размыты.

Впрочем, иногда DoF только мешает — складывается впечатление, что у героя близорукость.

Влияние на производительность

Целиком и полностью зависит от игры. От ничтожного до довольно сильного (как, например, в Destiny 2).

Bloom (Свечение)

Этот параметр отвечает за интенсивность источников света в игре. Например, с включенным Bloom, свет, пробивающийся из окна в помещение, будет выглядеть куда ярче. А солнце создавать натуральные «засветы». Правда, некоторые игры выглядят куда реалистичнее без свечения — тут нужно проверять самому.

Влияние на производительность

Чаще всего — низкое.

Motion Blur (Размытие в движении)

Motion Blur помогает передать динамику при перемещениях объекта. Работает он просто: когда вы быстро двигаете камерой, изображение начинает «плыть». При этом главный объект (например, руки персонажа с оружием) остается четким.

В чем разница между билинейной, трилинейной и анизотропной фильтрацией текстур?

Asher Dunlap

N.W.A.- Выразите себя (официальное видео)

Многие игры предлагают настройку фильтрации текстур. Что мне выбрать, если я хочу получить лучшее качество, даже если это означает более низкую производительность?

  1. Билинейный
  2. Трехлинейный
  3. Анизотропный

То, как вы их перечислили (Билинейное -> Трилинейное -> Анизотропное), является правильным порядком от наименьшего к наилучшему качеству изображения и в порядке увеличения мощности обработки.

Проще говоря, переход от билинейной к трилинейной позволит избежать проблем, связанных с изменением размера текстуры (например, при движении к стене текстура не будет резко меняться через определенные промежутки времени, когда вы приближаетесь к ней). При переходе от трилинейной к анизотропной текстуры на объектах, которые простираются от вас, будут выглядеть более резкими, чем они были бы в противном случае.

Далее следует более подробное объяснение, но обратите внимание, что это очень техническая тема, и ее полное рассмотрение, вероятно, выходит за рамки Gaming.StackExchange.

Основная проблема заключается в том, что художники, работающие с 3D-текстурами, создают набор 2D-изображений фиксированного размера. Эти изображения затем «рисуются» на 3D-объектах. Однако, как только эта текстура будет применена к трехмерному объекту, ее можно будет вращать и просматривать с разных углов и расстояний. Фильтрация текстур пытается сопоставить отдельные шаги искусства, доступные в непрерывной области того, как вы можете его просматривать.

Читайте также  Очиститель воды для дома какой лучше?

Например, художник может создать изображение размером 64×64, которое будет использоваться в качестве текстуры для простого объекта. Однако, когда вы смотрите на этот объект в игровом мире, вы приближаетесь к нему очень близко, и он заполняет весь ваш экран, который может иметь ширину в несколько тысяч пикселей. Теперь движку нужно сделать простое 2D-изображение с низким разрешением и сделать его намного больше, не жертвуя качеством.

Билинейный и трилинейный — это «изотропные» методы фильтрации для mip-отображения, в отличие от «анизотропной». В Википедии есть достойная статья на эту тему, но я попытаюсь подвести итог.

По сути, когда вы увеличиваете текстуру (то есть приближая к ней плеер / камеру), пиксели текстуры должны отображаться на несколько пикселей выходного изображения. Билинейное отображение — это один из способов вычисления или интерполяции значения цвета выходного пикселя на основе размера выходного многоугольника и пикселей из входной текстуры.

Трилинейное отображение учитывает тот факт, что текстуры часто имеют несколько размеров в зависимости от расстояния, на котором вы находитесь от текстурированного объекта. Наш художник ранее мог создавать текстуры нескольких разных размеров, чтобы к объектам, находящимся близко к камере, можно было применить текстуры с более высоким разрешением, чтобы они выглядели лучше. В дополнение к интерполяции пикселей текущего размера текстуры, трилинейная фильтрация также может интерполировать между текстурами разных размеров.

(«MIP-карту» или копию изображения с несколькими разрешениями, см. Эту статью в Википедии)

Анизотропная фильтрация учитывает, что из-за ориентации камеры выходной многоугольник не может быть прямоугольным. Этот метод фильтра выполняет некоторые дополнительные математические вычисления, чтобы вычислить влияние угла камеры на размеры выходной текстуры.

Опять же, в Википедии есть хороший пример этого в статье об анизотропной фильтрации. Вы также можете сами почувствовать разницу, поиграв с настройками графики в Google Планета Земля, откуда был сделан снимок экрана.

Фильтрация анизотропная: для чего нужна, на что влияет, практическое использование

Технологии отображения 3D-объектов на экране мониторов персональных компьютеров развиваются вместе с выпуском современных графических адаптеров. Получение идеальной картинки в трёхмерных приложениях, максимально приближённой к реальному видео, является основной задачей разработчиков железа и главной целью для ценителей компьютерных игр. Помочь в этом призвана технология, реализованная в видеокартах последних поколений — анизотропная фильтрация в играх.

Что это такое?

Каждому компьютерному игроку хочется, чтобы на экране разворачивалась красочная картина виртуального мира, чтобы, взобравшись на вершину горы, можно было обозревать живописные окрестности, чтобы, нажимая до отказа кнопку ускорения на клавиатуре, до самого горизонта можно было увидеть не только прямую трассу гоночного трека, а и полноценное окружение в виде городских пейзажей. Объекты, отображаемые на экране монитора, только в идеале стоят прямо перед пользователем в самом удобном масштабе, на самом деле подавляющее большинство трёхмерных объектов находится под углом к линии зрения. Более того, различное виртуальное расстояние текстур до точки взгляда также вносит коррективы в размеры объекта и его текстур. Расчётами отображения трёхмерного мира на двумерный экран и заняты различные 3D-технологии, призванные улучшить зрительное восприятие, в числе которых не последнее место занимает текстурная фильтрация (анизотропная или трилинейная). Фильтрация такого плана относится к числу лучших разработок в этой области.

На пальцах

Чтобы понять, что даёт анизотропная фильтрация, нужно понимать основные принципы алгоритмов текстурирования. Все объёкты трёхмерного мира состоят из «каркаса» (трехмерной объёмной модели предмета) и поверхности (текстуры) — двумерной картинки, «натянутой» поверх каркаса. Малейшая часть текстуры — цветной тексель, это как пиксели на экране, в зависимости от «плотности» текстуры, тексели могут быть разных размеров. Из разноцветных текселей состоит полная картина любого объекта в трёхмерном мире.

На экране текселям противопоставлены пиксели, количество которых ограничено доступным разрешением. Тогда как текселей в виртуальной зоне видимости может быть практически бесконечное множество, пиксели, выводящие картинку пользователю, имеют фиксированное количество. Так вот, преобразованием видимых текселей в цветные пиксели занимается алгоритм обработки трёхмерных моделей — фильтрация (анизотропная, билинейная или трилинейная). Подробнее обо всех видах — ниже по порядку, так как они исходят одна из другой.

Ближний цвет

Самым простым алгоритмом фильтрации является отображение цвета ближайшего к точке зрения каждого пискеля (Point Sampling). Всё просто: луч зрения определённой точки на экране падает на поверхность трёхмерного объекта, и текстура изображений возвращает цвет ближайшего к точке падения текселя, отфильтровывая все остальные. Идеально подходит для однотонных по цвету поверхностей. При небольших перепадах цвета тоже даёт вполне качественную картинку, но довольно унылую, так как где вы видели трёхмерные объекты одного цвета? Одни только шейдеры освещения, теней, отражений и другие готовы раскрасить любой объект в играх как новогоднюю ёлку, что же говорить о самих текстурах, которые порою представляют собой произведения изобразительного искусства. Даже серая бездушная бетонная стена в современных играх — это вам не просто прямоугольник невзрачного цвета, это испещрённая шероховатостями, порою трещинами и царапинами и другими художественными элементами поверхность, максимально приближающая вид виртуальной стены к реальным или выдуманным фантазией разработчиков стенам. В общем, ближний цвет мог быть использован в первых трёхмерных играх, сейчас же игроки стали гораздо требовательнее к графике. Что немаловажно: фильтрация ближнего цвета практически не требует вычислений, то есть очень экономична в плане ресурсов компьютера.

Линейная фильтрация

Отличия линейного алгоритма не слишком существенны, вместо ближайшей точки-текселя линейная фильтрация использует сразу 4 и рассчитывает средний цвет между ними. Единственная проблема, что на поверхностях, расположенных под углом к экрану, луч зрения образует как бы эллипс на текстуре, тогда как линейная фильтрация использует идеальный круг для подбора ближайших текселей независимо от угла обзора. Использование четырёх текселей вместо одного позволяет значительное улучшить прорисовку удалённых от точки обзора текстур, но всё равно недостаточно, чтобы корректно отразить картинку.

Mip-mapping

Эта технология позволяет слегка оптимизировать прорисовку компьютерной графики. Для каждой текстуры создаётся определённое количество копий с разной степенью детализации, для каждого уровня детализации выбирается своя картинка, к примеру, для длинного коридора или обширной залы ближние пол и стены требуют максимально возможной детализации, тогда как дальние углы охватывают всего лишь несколько пикселей и не требуют значительной детализации. Эта функция трёхмерной графики помогает избежать размытия дальних текстур, а также искажения и потери рисунка, и работает вместе с фильтрацией, потому что видеоадаптер при расчёте фильтрации самостоятельно не в состоянии решить, какие тексели важны для полноты картины, а какие — не очень.

Билинейная фильтрация

Используя вместе линейную фильтрацию и MIP-текстурирование, получаем билинейный алгоритм, который позволяет ещё лучше отображать удалённые объекты и поверхности. Однако всё те же 4 текселя не дают технологии достаточной гибкости, к тому же билинейная фильтрация не маскирует переходы на следующий уровень масштабирования, работая с каждой частью текстуры по отдельности, и их границы могут быть видны. Таким образом, на большом удалении или под большим углом текстуры сильно размываются, делая картинку неестественной, как будто для людей с близорукостью, плюс для текстур со сложными рисунками заметны линии стыка текстур разного разрешения. Но мы же за экраном монитора, не нужна нам близорукость и разные непонятные линии!

Трилинейная фильтрация

Эта технология призвана исправить прорисовку на линиях смены масштаба текстур. Тогда как билинейный алгоритм работает с каждым уровнем mip-mapping по отдельности, трилинейная фильтрация дополнительно просчитывает границы уровней детализации. При всём этом растут требования к оперативной памяти, а улучшение картинки на удалённых объектах при этом не слишком ощутимо. Само собой, границы между ближними уровнями масштабирования получают лучшую обработку, нежели при билинейной, и более гармонично смотрятся без резких переходов, что сказывается на общем впечатлении.

Анизотропная фильтрация

Если просчитывать проекцию луча зрения каждого экранного пикселя на текстуре согласно углу обзора, получатся неправильные фигуры — трапеции. Вкупе с использованием большего количества текселей для расчётов итогового цвета это может дать гораздо лучший результат. Что даёт анизотропная фильтрация? Учитывая, что пределов количества используемых текселей в теории нет, такой алгоритм способен отображать компьютерную графику неограниченного качества на любом удалении от точки обзора и под любым углом, в идеале сравнимую с реальным видео. Фильтрация анизотропная по своим возможностям упирается лишь в технические характеристики графических адаптеров персональных компьютеров, на которые и рассчитаны современные видеоигры.

Подходящие видеокарты

Режим анизотропной фильтрации был возможен на пользовательских видеоадаптерах уже с 1999 года, начиная с известных карт Riva TNT и Voodoo. Топовые комплектации этих карт вполне справлялись с просчётом трилинейной графики и даже выдавали сносные показатели FPS с использованием анизотропной фильтрации х2. Последняя цифра указывает на качество фильтрации, которое, в свою очередь, зависит от количества текселей, занятых в расчёте итогового цвета пикселя на экране, в данном случае их используется целых 8. Плюс ко всему, при расчётах используется соответствующая углу зрения область захвата этих текселей, а не круг, как в линейных алгоритмах ранее. Современные видеокарты способны обрабатывать фильтрацию анизотропным алгоритмом на уровне х16, что означает использование 128 текселей для расчётов итогового цвета пикселя. Это сулит значительное улучшение отображения удалённых от точки обзора текстур, а также и серьёзную нагрузку, но графические адаптеры последних поколений снабжены достаточным количеством оперативной памяти и многоядерными процессорами, чтобы справляться с этой задачей.

Влияние на FPS

Преимущества понятны, но как дорого обойдётся игрокам анизотропная фильтрация? Влияние на производительность игровых видеоадаптеров с серьёзной начинкой, выпущенных не позднее 2010 года, очень незначительно, что подтверждают тесты независимых экспертов в ряде популярных игр. Фильтрация текстур анизотропная в качестве х16 на бюджетных картах показывает снижение общего показателя FPS на 5-10%, и то за счёт менее производительных компонентов графического адаптера. Такая лояльность современного железа к ресурсоёмким вычислениям говорит о непрестанной заботе производителей о нас, скромных геймерах. Вполне возможно, что не за горами переход на следующие уровни качества анизотропии, лишь бы игроделы не подкачали.

Читайте также  Конденсат между стеклами пластиковых окон что делать?

Конечно, в улучшении качества картинки участвует далеко не одна только анизотропная фильтрация. Включать или нет ее, решать игроку, но счастливым обладателям последних моделей от Nvidia или AMD (ATI) не стоит даже задумываться над этим вопросом — настройка анизотропной фильтрации на максимальный уровень не повлияет на производительность и добавит реалистичности пейзажам и обширным локациям. Немногим сложнее ситуация у хозяев встроенных графических решений от компании Intel, так как в этом случае многое зависит от качеств оперативной памяти компьютера, её тактовой частоты и объёма.

Опции и оптимизация

Управление типом и качеством фильтрации доступно благодаря специальному ПО, регулирующему драйвера графических адаптеров. Также расширенная настройка анизотропной фильтрации доступна в игровых меню. Реализация больших разрешений и использование нескольких мониторов в играх заставили производителей задуматься об ускорении работы своих изделий, в том числе за счёт оптимизации анизотропных алгоритмов. Производители карт в последних версиях драйверов представили новую технологию под названием адаптивная анизотропная фильтрация. Что это значит? Эта функция, представленная AMD и частично реализованная в последних продуктах Nvidia, позволяет снижать коэффициент фильтрации там, где это возможно. Таким образом, фильтрация анизотропная коэффициентом х2 может обрабатывать ближние текстуры, тогда как удалённые объекты пройдут рендеринг по более сложным алгоритмам вплоть до максимального х16-коэффициента. Как обычно, оптимизация даёт существенное улучшение за счёт качества, местами адаптивная технология склонна к ошибкам, заметным на ультранастройках некоторых последних трёхмерных видеоигр.

На что влияет анизотропная фильтрация? Задействование вычислительных мощностей видеоадаптеров, по сравнению с другими технологиями фильтрации, намного выше, что сказывается на производительности. Впрочем, проблема быстродействия при использовании этого алгоритма давно решена в современных графических чипах. Вместе с остальными трёхмерными технологиями анизотропная фильтрация в играх (что это такое мы уже представляем) влияет на общее впечатление о целостности картинки, особенно при отображении удалённых объектов и текстур, расположенных под углом к экрану. Это, очевидно, главное, что требуется игрокам.

Взгляд в будущее

Современное железо со средними характеристиками и выше вполне способно справиться с требованиями игроков, поэтому слово о качестве трёхмерных компьютерных миров сейчас за разработчиками видеоигр. Графические адаптеры последнего поколения поддерживают не только высокие разрешения и такие ресурсоёмкие технологии обработки изображений, как фильтрация текстур анизотропная, но и VR-технологии или поддержку нескольких мониторов.

Какие брекеты лучше выбрать? Сравнение видов брекет-систем и цен на них

Сколь бы стремительно ни развивались методы и технологии, применяемые в ортондонтии, установка брекет-систем для исправления прикуса остается наиболее эффективным способом лечения. Ассортимент конструкций представлен более чем 10 различными брекетами. Одни из них незаметны при разговоре, улыбке, на фото, другие видны, но не бросаются в глаза.

Какие бывают и как работают брекеты, чем они отличаются, как правильно выбрать конструкцию для себя? Чтобы разобраться в этом вопросе, нужно структурировать варианты и определиться с их плюсами/особенностями.

В каких случаях ставят брекеты

Сама суть подобного лечения состоит в принудительном выравнивании зубного ряда – это первое, что нужно знать о брекетах тем, кто сомневается в необходимости их установки. Только данные системы гарантируют визуальный эффект за 10–12 месяцев, могут сработать даже в сложных случаях скрученности или кривизны зубов у взрослых.

В каких случаях ставят брекеты? Распространенными показаниями к установке являются:

  • нарушенный прикус;
  • асимметрия лица;
  • наличие зубных щелей;
  • кривизна или скрученность зубов;
  • перенесенные травмы челюсти или другие патологии, спровоцировавшие височно-челюстные аномалии (при жевании может присутствовать хруст, характерный дискомфорт);
  • неровность зубного ряда – выступающие вперед или заглубленные отдельные зубы.

Детям и взрослым устанавливаются различные типы брекетов. Их выбор – всегда совместная работа лечащего ортодонта и пациента.

Какой бы вариант вы ни выбрали, наши мастера проведут подробную консультацию с учетом целей и индивидуальных приоритетов каждого пациента. В зависимости от того, на какие зубы ставят брекеты (вид нарушения прикуса), мы поможем подобрать оптимальный вариант, подготовим к процедурам, выполним все работы по установке без дискомфорта, боли, страха.

Разновидности брекетов

Тактика выбора начинается с изучения отличий и преимуществ разновидностей брекетов. Единой их классификации в ортодонтии нет, но есть условное деление по трем признакам.

  1. В зависимости от материала пластины это может быть металлический, керамический, сапфировый вид. Существуют также пластиковые и золотые конструкции, но первые легко красятся и не отличаются прочностью, а вторые изготавливаются только в Германии и требуют особо кропотливой работы.
  2. По способу установки системы делят на внутренние (лингвальные, невидимые) и наружные (классические).
  3. Что это такое брекеты с точки зрения их конструкции? Большинство систем представлены тремя основными компонентам. Основа – металлическая дуга, на которую через специальные пазы нанизываются пластины-крылья, приклеиваемые к каждому зубу. Между пластиной и дугой присутствует еще один элемент – лигатура, прокладка. Классические конструкции – лигатурные, существуют и безлигатурные виды брекетов: они толще, но закрывают меньшую площадь зуба.

Как выбрать брекет-систему. Обзор.

Что нужно знать про брекеты из металла

Металлические системы отличаются высокой прочностью. Опыт, накопленный по работе с ними, колоссален, потому установка таких конструкций обходится дешевле. По каким признакам лучшие брекеты – это металлические конструкции?

  1. Цена. У нас постоянно действуют скидки, акции при выборе такого лечения – стоимость установки (с чисткой, снятием) может начинаться с 7–10 тысяч рублей.
  2. Эффективность. Металлические накладки дают более быстрый визуальный эффект. Плюс в особо сложных случаях только они могут обеспечить качественное выравнивание всего ряда, поскольку дают наивысшее давление на каждый зуб.
  3. Простота работы.

Единственная особенность металлических конструкций, которая не всех устраивает, состоит в том, что они заметны.

Керамические брекет-системы

Керамические виды брекетов на фото и в жизни невооруженным глазом не видны. Они выбираются под цвет зубов. По прочности, долговечности/устойчивости к крошению, трещинам керамика почти не уступает металлу.

Большой плюс керамики – ровная гладкая матовая поверхность. Она хорошо приклеивается к зубу, без проблем служит до конца срока лечения, не бликует на солнце, в фокусе фотоаппарата. Стоимость керамических систем выше, чем металлических, но эстетический эффект у них лучше.

Сапфировые виды брекет-систем

Сапфировые виды брекет-систем выполняются из искусственных кристаллов сапфира. В отличие от керамических сапфировые конструкции не подбираются под цвет эмали, они прозрачны, а потому с ними заметны имеющиеся дефекты зуба. Их рекомендуют ставить людям с белоснежной улыбкой.

Искусственный сапфир прочен, устойчив к крошению, он не окрашивается, имеет более легкую структуру, потому привыкнуть к легким конструкциям проще. Плюс они не требуют сложного ухода. Эстетический эффект на фото и цены видов брекетов из искусственного сапфира помогут получить более точное представление о преимуществах их установки.

Невидимые брекеты

По методу фиксации все системы делят на вестибулярные (наружные) и лингвальные. Последние фиксируются на задней стороне зубов, они совсем незаметны, отсюда еще одно название – невидимые.

Особенности конструкций внутренней установки:

  • изготовление строго по индивидуальному слепку (иногда для идеальной подгонки требуется 2–3 примерки);
  • абсолютная невидимость;
  • более сложная процедура установки (и соответствующая стоимость изделий);
  • влияние на дикцию (пока не пройдет период привыкания).

Как свидетельствуют отзывы от врачей о плюсах и минусах брекетов лингвального типа фиксации, сам процесс привыкания к системе занимает чуть больше времени. Но сроков носки это не продлевает – по всем параметрам эффективности невидимые брекет-системы аналогичны видимым. Изготавливаться они могут с металлическими, керамическими или сапфировыми пластинами.

Безлигатурные системы

Одним из трендов современной ортодонтии и все более частым предпочтением наших пациентов становятся безлигатурные (самолигирующие) облегченные конструкции. В таких системах не предусмотрена дополнительная прокладка между металлической дугой и крыльями, наклеиваемыми на зуб.

Фиксация элементов конструкции осуществляется благодаря специальной замковой технологии – качество лечения (исправления прикуса – то, зачем нужны брекеты) не страдает. Среди плюсов безлигатурных систем:

  • более простая гигиена ротовой полости;
  • удобный режим лечения (в лигатурных системах требуется постоянная замена лигатур, с самолигирующими брекетами меньше нужно посещать врача);
  • быстрый эффект (трение между пазами и дугой ниже, зуб лучше зафиксирован).

Генерация и построение изображений ландшафта в реальном времени

Главная > Реферат >Информатика

Мипмапы

Мипмапы (MipMaps) или Мип-карты — предрассчитанный, оптимизированный набор изображений связанных с одной текстурой и предназначенный для увеличения скорости рендеринга и улучшения качества изображения.

Каждое следующее изображение в наборе вдвое меньше предыдущего. То есть самое первое имеет размер равный размеру текстуры, второе вдвое меньший, третье — вчетверо и т.д. до размера 1х1 тексель.

Смысл такого вот предрассчитанного набора состоит в том, что при текстурировании будет выбираться изображение с наиболее подходящим размером.

Предположим, что на модель натянута текстура размером 512х512. Модель стоит далеко от камеры и геометрические размеры на экране у нее малы (скажем 3 пикселя)

При отключенном мипмапинге видеокарте придётся выбирать, какой тексель из большой текстуры будет использован для расчёта цвета точки. Этот выбор может меняться при изменении ракурса камеры, что приведёт к мерцанию объектов вдали.

При включенном мипмапинге видеокарта выберет более подходящий размер текстуры, и будет производить выборку из него, что избавит нас от артефактов изображения.

При применении Трилинейной Фильтрации или Билинейной фильтрации с мипмапингом можно получить более размытые текстуры на поверхностях вдали или под углом. Для улучшения качества желательно применять Анизотропную фильтрацию.

Использование мипмапинга также повышает быстродействие, так как более эффективно используется текстурная кэш-память видеокарты, и меньше данных приходиться передавать по шине.

Генерацию мип-уровней можно сделать несколькими способами:

Самое простое, это указать видеокарте сгенерировать мип-уровни, но качество не будет очень хорошим, так как для генерации, скорее всего, будет использоваться простой Box фильтр (Используется в нашей программе).

Читайте также  Из какого кирпича лучше строить баню?

Другой вариант — генерировать мипмапы самому, своими реализациями фильтров, или воспользовавшись пакетами для редактирования изображений, которые уже имеют нужную функциональность. Таким образом, можно выбирать, какой фильтр даёт наилучший результат, и ещё больше поднять качество.

Ещё один вариант требует намного больше труда, чем предыдущие два. Он заключается в рисовании всех мип-уровней вручную. В зависимости от опыта художника качество может измениться в ту или иную сторону.

Принцип действия

Создаётся так называемая MIP-пирамида — последовательность текстур с разрешением от максимального до 1×1. Например: 1×1, 2×2, 4×4, 8×8, 16×16, 32×32, 64×64, 128×128, 256×256 и 512×512. Каждая из этих текстур называется MIP-уровнем или уровнем детализации

На всех этих текстурах находится одно и то же изображение. Таким образом, MIP-текстурирование увеличивает расход видеопамяти на треть: .

При наложении текстур вычисляется расстояние до объекта, соответственно находится номер текстуры как ,

где resolution — разрешение виртуальной камеры (количество пикселей, которое будет в объекте размером в 1 ед., расположенном в 1 ед. от камеры),

texelsize — размер текселя в единицах трёхмерного мира,

dist — расстояние до объекта в тех же единицах,

mip bias — число, позволяющее выбирать более или менее детальную текстуру, чем даёт формула. Эта цифра округляется до целого, и текстура с соответствующим номером (нулевая — самая детальная, первая — вдвое меньшая и т. д.) накладывается на объект.

Недостатки, способы решения

Расход видеопамяти увеличивается на треть. Впрочем, видеопамять сейчас достаточно дешева. К тому же, если объект далеко, его детальную текстуру можно и выгрузить в оперативную память.

MIP-текстурирование не решает проблему текстур, находящихся под острым углом к зрителю (например, дорога ). У таких текстур разрешение по одной оси сильно отличается от разрешения по другой — и, например, по оси X изображение явно размыто, в то время как по оси Y видны мерцания, свойственные завышенному разрешению текстуры.

Есть сразу несколько способов решения этого (начиная с наименее качественного):

1. Установить наиболее комфортное значение mip bias — числа, которое отвечает за выбор номера текстуры в пирамиде. Если оно отрицательное, видеоплата берёт более детальные текстуры, если положительное — менее детальные.

2. Воспользоваться анизотропной фильтрацией — методом текстурирования, который направлен именно на решение этой проблемы.

Наконец, видна чёткая граница между MIP-уровнями. Это решается трилинейной фильтрацией.

Билинейная фильтрация — процесс извлечения нескольких пикселей исходной текстуры с последующим усреднением их значений для получения окончательного значения пикселя. Понятие «билинейная фильтрация», точно так же, как и сходное понятие «трилинейная фильтрация», применимо только к двумерным текстурам. Для трехмерных, например, данное понятие неприменимо, а понятие трилинейной фильтрации имеет совершенно другое значение. Пример исходного кода функции билинейной фильтрации.

Трилинейная фильтрация — усовершенствованный вариант билинейной фильтрации. Цвет пикселя высчитывается как средневзвешенное восьми текселей: по четыре на двух соседних MIP-текстурах. В случае, если формулы MIP-текстурирования дают самую крупную или самую маленькую из MIP-текстур, трилинейная фильтрация вырождается в билинейную.

MIP-текстурирование, повышая чёткость изображения и процент попаданий в кэш на дальних расстояниях, имеет серьёзный недостаток: ясно видны границы раздела между MIP-уровнями. Трилинейная фильтрация позволяет исправить этот недостаток ценой некоторого снижения резкости текстур.С недостаточной резкостью борются, устанавливая отрицательный mip bias — то есть, текстуры берутся более детальные, чем нужно было бы без трилинейной фильтрации.

Алгоритм, использующий Z-буфер

Это один из простейших алгоритмов удаления невидимых поверхностей. Работает этот алгоритм в пространстве изображения. Идея z-буфера является простым обобщением идеи о буфере кадра. Буфер кадра используется для запоминания атрибутов (интенсивности) каждого пикселя в пространстве изображения, z-буфер – это отдельный буфер глубины, используемый для запоминания координаты z, или глубины каждого видимого пикселя в пространстве изображения.

Главное преимущество алгоритма – его простота. Кроме того, этот алгоритм решает задачу об удалении невидимых поверхностей и делает тривиальной визуализацию пересечений сложных поверхностей. Сцены могут быть любой сложности. Поскольку габариты пространства изображения фиксированы, оценка вычислительной трудоемкости алгоритма не более чем линейна. Поскольку элементы сцены или картинки можно заносить в буфер кадра или в z-буфер в произвольном порядке, их не нужно предварительно сортировать по приоритету глубины. Поэтому экономится вычислительное время, затрачиваемое на сортировку по глубине. При этом, алгоритм z-буфера, будучи реализованный аппаратно, является самым быстрым алгоритмом удаления невидимых поверхностей.

Основной недостаток алгоритма – большой объем требуемой памяти. Если сцена подвергается видовому преобразованию и отсекается до фиксированного диапазона координат г значений, то можно использовать z-буфер с фиксированной точностью. Для обработки информации о глубине достаточно 32 бит. z-буфер размером 1280*1024*32 бит требует 40 Mb памяти. Но в настоящее время этот недостаток перестал быть актуальным из-за удешевления и миниатюризации элементов памяти.

Альтернативой созданию специальной памяти для z-буфера является использование для этой цели видео памяти.

Другой недостаток алгоритма z-буфера состоит в трудоемкости и высокой стоимости устранения лестничного эффекта, а также реализации эффектов прозрачности и просвечивания.

При визуализации изображения, как пиксельная информация, так и глубина усредняются. В этом методе требуются очень большие объемы памяти. Например, изображение размером 512х512х24 бита, использующее z-буфер размером 20 бит на пиксель, разрешение которого повышено в 2 раза по осям х и у, и на котором устранена ступенчатость методом равномерного усреднения, требует почти 6 Mb памяти.

Описание алгоритма z-буфера таково:

Заполнить буфер кадра фоновым значением интенсивности или цвета.

Заполнить z-буфер минимальным значением z.

Преобразовать каждый многоугольник в растровую форму в произвольном порядке.

Для каждого Пиксель(x, y) в многоугольнике вычислить его глубину z(х, у).

Сравнить глубину z(x, у) со значением Z буфер(x, у), хранящимся в z-буфере в этой же позиции.

Если z(х, у) > Z буфер(x, у), то записать атрибут этого многоугольника (интенсивность, цвет и т. п.) в буфер кадра и заменить Z буфер( х, у) на z(х, у).

В противном случае никаких действий не производить.

В качестве предварительного шага там, где это целесообразно, применяется удаление нелицевых граней.

Если известно уравнение плоскости, несущей каждый многоугольник, то вычисление глубины каждого пикселя на сканирующей строке можно проделать пошаговым способом. Напомним, что уравнение плоскости имеет вид

ах + by + cz + d = 0

Для сканирующей строки y = const. Поэтому глубина пикселя на этой строке, у которого х1 = x + Dх, равна

z1 – z = -(ах1 + d)/c + (ах + d)/с = а(х – х1)/с

Но Dx = 1, поэтому z1 = z – (а/с).

Освещение

В любом трёхмерном приложении использование какой-либо модели освещения всегда придаёт реалистичность обрабатываемой сцене. Как правило, в неё включается закон, по которому рассчитывается освещённость точки в пространстве, и метод закраски освещённого многоугольника. От выбора той или иной модели освещения зависит качество изображения, построенного компьютером, и скорость работы программы.

Обычно освещённость некоторой точки, принадлежащей грани в пространстве, складывается из рассеянной освещённости и диффузного отражения — потока света, отражающегося от поверхности объекта. Иногда к ним добавляют зеркальное отражение — поток света, отражающийся от внешней поверхности объекта под тем же углом, под которым он падал на эту поверхность. Однако в данной работе зеркальное отражение света не учитывается, так предварительно производится расчет карты освещенности, которая затем модулируется с текстурой и накладывается на трехмерный объект, а при расчете зеркальной компоненты света учитывается положение наблюдателя, которое может быть различным в определенный момент времени (нужно будет пересчитывать карту освещенности заново, что недопустимо). Кроме того, расчёт интенсивности зеркального отражения, например по модели Фонга, требует немалых вычислительных затрат. Для него требуется рассчитывать угол между вектором наблюдения и вектором отражения и возводить косинус этого угла в некоторую степень, зависящую от свойств поверхности.

Диффузное отражение присуще матовым поверхностям. Матовой можно считать такую поверхность, размер шероховатостей которой настолько велик, что падающий луч рассеивается неравномерно во все стороны. Такой тип отражения характерен, например, для гипса, песка, бумаги. Диффузное отражение описывается законом Ламберта, согласно которому интенсивность отраженного света пропорциональна косинусу угла между направлением на точечный источник света и нормалью к поверхности.

Рис. 2.1.7.1. Матовая поверхность

где — интенсивность источника света, — коэффициент, который учитывает свойства материала поверхности. Интенсивность отраженного света не зависит от расположения наблюдателя.

Матовая поверхность имеет свой цвет. Наблюдаемый цвет матовой поверхности определяется комбинацией собственного цвета поверхности и цвета излучения источника света (в данной работе цвет излучения источника считается белым, поэтому учитывается только цвет поверхности).

Для точечного источника света можно еще усовершенствовать модель отражения, если учесть, что энергия уменьшается пропорционально квадрату расстояния и пропорционально расстоянию.

Кроме того, в данной программе вместо интенсивности света используется расширенная величина цвет света, которая состоит из трех компонент (R, G, B)

Итак, цвет в данной точке для одного источника направленного освещения рассчитывается по следующей формуле:

Для точечного источника света:

Где I – это интенсивности источников света (R, G, B)

K d — способность материала отражать диффузный свет (тоже имеет R, G, B)

d – Расстояние от источника света до рассматриваемой точки поверхности,

c 1 , c 3 , c 3 – произвольные коэффициенты угасания, которые находятся эмпирическим путем

Для определения косинуса угла между вектором нормали к поверхности и вектором, определяющим положение источника света в пространстве, следует воспользоваться скалярным произведением. Пусть имеется вектор нормали и две точки – , принадлежащая поверхности, и , определяющая положение источника. Вектор, направленный от точки поверхности к источнику света, имеет следующие координаты: . Тогда

Однако в программе используются, как правило, единичные вектора нормалей, что в данном случае позволяет уменьшить количество требуемых вычислений. В итоге: