抗锯齿taa和smaa哪个不卡？帧数与画质兼得黑科技MFAA抗锯齿解析

1不就玩个游戏嘛？为毛需要抗锯齿

玩游戏最重要的是什么？剧情？游戏性？帧数？画质？不可否认，无论其他部分是否进步，这些年来游戏画质的进步的确是有目共睹。随着光影特效的愈发逼真，画面锯齿成为制约游戏画质的一道坎，而且也成为很多游戏发烧友最在乎的一点。

还好显卡厂商不会让锯齿肆虐，应运而生的抗锯齿技术，解决了很多游戏发烧友的困扰。各位常见的MSAA、TXAA、FXAA等抗锯齿技术，各有各的优势，当然理论上来说最新推出的技术一定能够取长补短具备更多的优势。而随着Maxwell架构新品的发布，NVIDIA推出了多帧采样抗锯齿 (MFAA)，官方宣称该技术可在MSAA画质的基础上实现提升，同时减小对帧数的影响，很多网友对于这个抗锯齿技术满怀期待。大家都想知道，它能否像官方宣传的那样让帧数与画质兼得。下文笔者将通过技术解析以及实际游戏测试，对比MFAA是否比MSAA更具有优势。

抗锯齿技术给游戏画面带来质的飞跃

不就玩个游戏嘛？为毛需要抗锯齿

首先，我们需要理解为什么游戏画面会出现锯齿。如今的3D游戏不管是场景物体还是里面的人物，都是由无数个多边形组成的的立体图形。而多边形的轮廓，受分辨率采样影响最终是会出现锯齿状的图形。如果想要让锯齿消失，该怎么办呢？举个例子，如同电脑上画圆一样，六边形看起来不像圆，但是如果加到20边形，200边形或者20000边形，是不是就看不到棱角，看起来像是圆形了呢。同理就需要让组成该物体的多边形尽可能的多，以至于让肉眼看不到轮廓的锯齿。但由于游戏画面并不是静态模型，它需要大量的即时演算工作，而且随着分辨率的提升，显卡核心并不能承受这么繁重的工作。所以如今流行的抗锯齿技术，就应运而生了。

《NBA2K15》游戏实测100%截图 抗锯齿效果对比（点击可查看大图）

《NBA2K15》游戏实测200%截图 头部以及手部细节抗锯齿效果对比（点击可查看大图）

通过上面《NBA2K15》的游戏截图可以看出，虽然在游戏特效部分都开到最高画质，但是否开启抗锯齿功能对画质影响非常大。在100%截图中就可以清晰的看到差别，而放大到200%差距更加明显。其实抗锯齿简单来说就是对图像边缘进行柔化处理，让图像边缘看起来更加平滑，更接近实物，它能有效的提高游戏画质。工作原理就是将图像边缘及其两侧的像素颜色进行混合，然后用新生成的具有混合特性的点来替换原来位置上的点以达到柔化物体外形、消除锯齿的效果。

本文对比的两个抗锯齿技术为多重采样抗锯齿（下文简称MSAA抗锯齿）和多帧采样抗锯齿 (下文简称MFAA抗锯齿)。MSAA抗锯齿推出已久，也得到了很多用户的认可，而MFAA则是基于它优化而来。那到底MFAA抗锯齿技术表现如何呢？是否像英伟达自己宣传的那样，能够用更低的耗能，提供更好的画质，请继续往下看。

2真是黑科技？MFAA抗锯齿技术解析

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。

3GTX970M实测《孤岛危机3》MFAA效果

GTX970M实测《孤岛危机3》MFAA效果

笔者本次采用的测试平台为搭载GTX 970M高性能显卡的微星GS60产品，该显卡作为移动平台的次旗舰产品，支持最新的MFAA抗锯齿技术。GTX 970M基于28nm工艺制程，核心代号为GM204属于MAXWELL架构，是GTX 870M的接班人，然而与之相比其性能提升在60%以上。拥有1280个流处理器和48个ROP单元，924MHz核心频率，显存位宽为192bit，配有3GBGDDR5独立显存。

GTX 970M参数

通过下图的显卡性能排名可以看出，虽然GTX 970M作为最新的移动平台次旗舰产品，但是性能并不弱。作为GTX 870M的接班人，性能轻松超越上一代旗舰GTX 880M 22%之多，可见本次Maxwell架构的威力。

GTX 970M性能排名

支持MFAA技术的笔记本平台已经准备好，在游戏方面笔者选用了能够代表FPS游戏画质最高水平的《孤岛危机3》来进行测试。笔者将游戏画质调节到1920x1080分辨率，材质解析度非常高，系统规格为高的设置下，进行如下测试。通过调节英伟达控制中心的MFAA开关以及游戏内抗锯齿模式，来实现下面的画质对比。

测试场景选择充斥大量草丛的画面，远处有与天空颜色差别开的电网，如果不开抗锯齿不管是草丛的边缘还是电网的边缘，锯齿都非常明显。下图为调节到最高8倍MFAA抗锯齿的画质，各位点击大图可以看到画质非常精细，而锯齿也控制到位。

8X MFAA抗锯齿效果（点击查看原图）

由于文章页图片压缩的原因，各位可能没法清晰的看到差别，可以通过点击图片查看原图的方法，自己对比这几种抗锯齿模式的画质。

下面为不同抗锯齿模式的画质对比，为了便于看出细节画质的差别，笔者将游戏截图放大至200%，并截取相同区域。通过观察草丛边缘以及电网的边缘可以看出，2x MFAA的效果比2x MSAA好一些，基本上接近4x MSAA的效果。而4x MFAA的效果比4x MSAA好一些，接近8x MSAA的效果。虽然达不到官方宣称的翻倍的效能，但是的确相比以往的抗锯齿技术有一定的提升。

放大至200%后MFAA与MSAA 2倍与4倍抗锯齿画质对比（点击查看原图）

放大至200%后MFAA与MSAA 8倍看锯齿画质对比（点击查看原图）

既然通过实测看到2x MFAA的确能够接近4x MSAA的画质，那帧数是否像网上说的那么霸道呢？通过下面的帧数对比可以看出，画质接近的2x MFAA与4x MSAA分别能够得到48帧与35帧的表现，10帧以上的提升，这对于游戏玩家来说绝对可以称之为黑科技。

MSAA与MFAA抗锯齿模式帧数对比

通过该游戏的实际测试，能够明显看出MFAA所具备的优势。虽然没有达到理论上的翻倍效果，但是进步也比较明显。由于效能的提高，让用户有了体验更高画质的机会，同等硬件性能上可以得到更好的游戏画质，不得不说科技的进步的确让人欣喜。当然笔者除了《孤岛危机3》还测试了另一款近期的大作《刺客信条：大革命》，下面来看看MFAA的表现如何？

4真的是革命？测《刺客信条：大革命》

真的是革命？测《刺客信条：大革命》

近期育碧刚刚发布了《刺客信条：大革命》这一大作，虽然网上充斥着爆显存、爆内存的负面评论，但是不能掩盖的是它的画质的确能够代表次世代游戏的水平。笔者相信选择它来测试MFAA与MSAA的画质，绝对值得。

与上一款游戏的测试相似，笔者截选了一个建筑物线条较多的场景，将游戏画质设置为高，然后分别采用MFAA与MSAA抗锯齿模式进行画质与帧数的对比。下图为8倍MFAA抗锯齿的画质，可以看到无论是建筑物还是人物的边缘，锯齿都控制的很到位。

《刺客信条：大革命》MFAA-8x画质截图

下面为不同抗锯齿模式的画质对比，为了便于看出细节画质的差别，笔者将游戏截图放大至200%，并截取相同区域。通过观察建筑物棱线的边缘可以发现，2X MFAA的抗锯齿效果比2X MSAA略好，但不如4X MSAA，处于中间水平。而4X MFAA表现则比4X MSAA略好。8X MFAA与8X MSAA效果基本上相同。

放大至200%后MFAA与MSAA 2倍与4倍抗锯齿画质对比（点击查看原图）

放大至200%后MFAA与MSAA 2倍与4倍抗锯齿画质对比（点击查看原图）

帧数表现方面与上一款测试游戏不同，2x MFAA帧数比2x MSAA略低，比4x MSAA略高，这也符合它画质介于它们之间的表现。4x MFAA虽然画质比4x MSAA好，但帧数略低一些，所以也算是能效平衡了。所以在《刺客信条：大革命》上，MFAA并没有表现出惊人的黑科技特性。当然或许也和这款游戏刚刚推出，还在修正阶段有关系。育碧也正在积极针对网上反馈的一些BUG，制作相应的补丁。

MSAA与MFAA抗锯齿模式帧数对比

通过两款游戏的实际测试，可以看出英伟达基于最新Maxwell架构推出的MFAA抗锯齿技术，对于抗锯齿这一技术来说具有积极的一面。理论上它能够在媲美MSAA抗锯齿效果的同时，耗费更少的资源，这一方向也是未来游戏画面抗锯齿技术的一条路。

总结：

游戏发烧友有很多种，有为了体验游戏剧情的文艺党，也有为了挑战游戏性的任性党，还有致力于追求以假乱真的极致游戏画面的画面党。通常在评论一款游戏的好坏时，如果这三派人互喷起来一般都是画面党处于下风。这是为什么呢？因为他们的追求逼格不够高。

但不可否认，如今游戏剧情以及游戏性，相比以往的游戏来说并没有什么进步，或许还有退步。但游戏画面绝对是有空前绝后的进步。这也是画面党引以为豪的一点，因为他们一直跟着游戏在进步。作为一个纯粹的画面党，最不能忍受的就是渣画质，而其中最令人发指的是满屏的大锯齿。本来游戏已经做好了各种光影特效、以及优质的3D建模，但如果细节处都是大锯齿，也就是网友常说的“狗牙”，那这对于画面党来说绝对是虐心的一件事。而正如本文所测试的MFAA抗锯齿一样，显卡厂商一直致力于推出更多新技术来改善玩家的游戏体验。

每年在新品显卡发布时都会伴随有一些新的显示技术，这些显示技术能够切实的给用户带来改变。如今MFAA的推出，则是给了玩家一个增强画质的新选择。当然现阶段游戏对与MFAA的优化以及驱动的优化还不到位，以至于有些游戏或许达不到宣传的效果，但是相信假以时日这个技术一定能够给用户更多福利。如果现在你就想体验MFAA的魅力，那前提是你得拥有一块最新的显卡，暂时只有GTX 980/970以及GTX 980M/970M这四块显卡支持。所以有钱任性的发烧友们，你们应该不会吝惜口袋里的钞票吧？