Anti-aliasing
空间反锯齿(英语:Spatial anti-aliasing,简称反锯齿)是一种图形技术,广泛应用于 Valve开发的视频游戏(如半衰期系列)以及其他软件产品(包括
Steam平台和
起源电影制作器等)。该技术通过消除计算机生成图像中的锯齿边缘,有效提升画面的视觉质量。
计算机显示器本质上是由大量可设置任意颜色或亮度的正方形像素构成的网格。正因为如此,显示器无法绘制出一条绝对笔直的线条 —— 无论像素数量有多少,都无法形成完全平滑的对角线。这种现象会导致阶梯状边缘伪影的出现,且分辨率越低,这种锯齿现象就越明显,这在视频游戏领域通常被称为走样(Aliasing)。 反锯齿,旨在解决走样问题。简而言之,反锯齿技术通过平滑图像中的阶梯状边缘伪影,减少图像的像素感,同时不改变最终图像的分辨率。
反锯齿技术在 PC 平台已实现成熟应用,但主机领域长期受限于硬件架构,直至 传送门2 (PlayStation 3版首次引入 MLAA 形态学反锯齿)的问世才实现主机平台反锯齿技术的突破。传统反锯齿方案(如 MSAA 多重采样反锯齿)因需对每个像素进行多次采样,导致计算资源消耗极大;而后期游戏采用的后处理反锯齿技术(如 FXAA 快速近似反锯齿、TAA 时间性反锯齿、MLAA 形态学反锯齿)通过算法优化,在保持相近画质的前提下显著降低计算开销。值得注意的是, Xbox 360平台基于 起源2007开发的游戏均采用基于帧缓冲的软件反锯齿方案(Software AA),其边缘平滑效果与现代后处理反锯齿技术存在代际差距。
概述
传统反锯齿方法
- 与后处理反锯齿方法相比,能恢复丢失的细节并呈现更清晰锐利的效果
- 比后处理反锯齿方法更性能要求更高 (SSAA 比 MSAA 性能需求更高,但能产生更优效果)
- 大多数较新游戏(采用延迟渲染器)不支持这些反锯齿方法
- 仅 MSAA 特性: 若未启用 alpha覆盖 ,则不会对透明纹理应用反锯齿
超级采样反锯齿 (SSAA)
- 性能影响: 非常好
SuperSampling Anti-Aliasing, 在某些游戏中也被称为 全场景反锯齿(FSAA) 通常与术语 降采样(downscaling)混用。
- 严格来说,正确实现时两者存在差异:降采样作用于整个帧缓冲(包含 2D 和 3D 元素),而 SSAA/MSAA(超级采样反锯齿 / 多重采样反锯齿)仅对 3D 元素进行内部处理。这种实现方式可能带来较小的性能影响和更好的兼容性。
与多重采样反锯齿(MSAA)相比,超级采样反锯齿(SSAA)/ 全场景反锯齿(FSAA)能产生与 MSAA 相同的反锯齿效果,但可彻底消除 alpha 纹理中的阶梯状图案,并使容器道具上的透明文字更少模糊。此外,ReShade 深度缓冲检测功能与 SSAA 兼容。然而,尽管 SSAA 能提供极高画质,但其性能消耗远高 于 MSAA,且 Source 引擎默认未开放 SSAA 选项,但可通过以下方式启用:
在 NVIDIA 显卡上,此技术是以 OGSSAA(有序网格超级采样反锯齿)的形式实现的,并且只能借助第三方应用程序来开启,例如 Nvidia Profile Inspector,可使用以下模式:2x1、1x2、2x2、3x3、4x4。此外,OGSSAA 仅支持 Direct3D API。


降采样反锯齿
降采样(Downscaling)或下采样(Downsampling)是一种暴力反锯齿方法,通过以更高分辨率运行游戏,对 2D 元素(如 HUD 和 UI)和 3D 元素同时应用超级采样反锯齿(SSAA)。可通过显卡控制面板启用 NVIDIA DSR 或 AMD VSR 实现该技术。与 SSAA 不同,降采样会导致画面轻微模糊,且无法消除透明纹理 / 物体上的闪烁现象。
另一个降采样的缺点是,许多较老游戏的 UI(如 VGUI )在更高分辨率下会变得更小。不过,近期半衰期2和半衰期2:死亡竞赛(均自 20 周年更新起)以及军团要塞2已更新支持 VGUI 在高分辨率下正确缩放。而自求生之路起的所有游戏均能在 4K 或更高分辨率下正确缩放 UI(例外是求生之路中的 隐藏式字幕 功能不缩放,但求生之路2及后续作品已修复此问题)。
多重采样反锯齿 (MSAA)
- 性能影响: 中等 (2x, 4x) 到高 (8x)
MultiSample Anti-Aliasing 曾是游戏行业反锯齿技术的黄金标准(直到 2010 年代中后期,随着游戏开发从正向渲染转向延迟渲染架构,时间性反锯齿 TAA 逐步取代其地位)。作为历史产物,在
反恐精英:全球攻势 发布前,所有基于
起源 引擎的游戏仅支持 MSAA 反锯齿(NVIDIA Maxwell 架构前的显卡还可通过 CSAA 技术实现增强型反锯齿)。直到 2013 年
金源 推出时,才首次引入 MSAA 4x 模式并设置为默认启用状态。在该游戏中,玩家可通过添加 -nomsaa 启动参数禁用反锯齿功能。从技术原理来看,当多边形边缘跨越子像素采样点时,MSAA 会检测该像素周围多个采样点的相交情况,通过混合多边形颜色与背景色,实现边缘的平滑过渡。这种技术虽然能显著改善锯齿现象(尤其对未启用 alpha 覆盖 的透明纹理效果更佳),但无法彻底消除阶梯状边缘。若要实现完全平滑的画面效果,需结合 FXAA/SMAA 等后处理反锯齿技术。值得注意的是,采用 deferred rendering 技术的游戏若同时启用 MSAA,可能引发渲染异常或兼容性问题。不过对于主流玩家群体而言,MSAA 仍能提供可接受的视觉体验。
所有基于金源引擎(GoldSrc)、起源引擎(Source)和起源 2 引擎(Source 2)的游戏均提供三种 MSAA 反锯齿设置:
- 2x
- 4x - 自 SteamPipe 更新后的
金源 默认级别(可在显卡控制面板中增强),同时也是
20 周年纪念版后的默认设置
- 8x - 对老旧 / 低端硬件资源消耗极高 。该模式于起源引擎 2006 版首次引入。玩家可通过在起源引擎 2004 版中输入 mat_antialias 8 控制台命令强制启用,或通过显卡驱动设置强制开启。[1]
其原理是通过在特定位置添加更多子像素来提升多重采样精度,但会以性能损耗为代价。相较于 MSAA 或其他反锯齿方法,后处理反锯齿等替代方案对系统资源的需求更低。




超级全局采样反锯齿 (SGSSAA)(含透明反锯齿)
- 性能影响: 高 (2x, 4x) 到 非常高 (8x)
(仅存在于 之中) 稀疏网格超级采样反锯齿(Sparse Grid Super-Sampling Anti-Aliasing,简称 SGSSAA)是超级采样反锯齿(SSAA,或称为原始超级采样反锯齿 OGSSAA)的改进版本。该技术通过结合多重采样反锯齿(MSAA)和透明超级采样反锯齿(TrSSAA,专用于未启用 alpha 覆盖的透明纹理),实现图像反锯齿处理。启用 SGSSAA 需借助第三方工具(如 NVIDIA Profile Inspector),并通过修改 "反锯齿 - 兼容性(DX9)" 标志和细节层次偏移(LOD bias)来激活该功能。相较于 NVIDIA 动态超级分辨率(DSR),SGSSAA 在提供出色反锯齿效果的同时显著提升远景纹理清晰度,且比传统 SSAA 保留更多画面细节。对于透明纹理的处理效果,SGSSAA 也优于依赖 alpha 覆盖 技术(近距离观察时会产生明显抖动)的方案。






要在 半衰期2 (包括其章节) 和 半衰期:起源 中启用 SGSSAA,您需要在 NVIDIA Profile Inspector 中选择 "Half-Life 2" 配置文件,并在此处更改其设置。要在任何其他共享 hl2.exe 可执行文件名的 Source 游戏中启用 SGSSAA,请选择 "Half Life: Source"[sic]。
Game | Flag |
---|---|
All | LOD Bias: Set Negative LOD to "Allow", then set the following value: 2xSGSSAA (2 samples): -0.5 (or -0.375) 4xSGSSAA (4 samples): -1.0 (or -0.875) 8xSGSSAA (8 samples): -1.5 (or -1.375) |
起源2004 - 起源2013 | 0x000000C1 0x004000C1 (if ReShade is used) 0x004010C1 (传送门) |
求生之路 引擎分支 and above | 0x000000C0 0x004000C0 (if ReShade is used) 0x004010C0 (传送门2) |
覆盖采样反锯齿 (CSAA)[
已弃用]
覆盖采样反锯齿 (CSAA) 是 NVIDIA 独有的一种反锯齿方法,随 GeForce 8 系列显卡推出。它的目标是进一步减轻 MSAA 给系统带来的额外负担。NVIDIA 声称,CSAA 渲染的图像质量可以媲美 8x-16x MSAA,但系统负载却仅相当于 4x MSAA。CSAA 的实现方式是减少每个采样点所确定的设置数量(通过为覆盖率创建新的采样点),同时增加采样点的总数。
然而,随着 2014 年基于 Maxwell 架构的 GPU(如 GTX 750 Ti、GTX 800M/900 系列)以及更新的 NVIDIA 显卡(或 2014 年 2 月左右发布的驱动程序,影响 GeForce 400 系列及以上显卡)的发布,NVIDIA 完全放弃了对 CSAA 的支持,并且完全由多帧采样反锯齿 (MFAA) 取代。然而,MFAA 可能存在一些局限性,例如禁用 D3D11 驱动程序命令列表,在 DX11 Source 游戏中禁用多线程渲染(从而在 CPU 瓶颈时影响性能),以及当帧率低于 40 FPS 时,在运动中会产生拖影和模糊(类似于 TAA)。此外,MFAA 仅适用于 D3D10 或更高版本。
起源 从
起源2007 开始原生支持 CSAA。自 Maxwell 及更新的 NVIDIA 显卡起,CSAA 的支持已被移除。[2]
CSAA (覆盖采样反锯齿) 提供了 3 种不同的设置,其中包括:
- 8x (MSAA 4x performance)
- 16x (MSAA 4x performance)
- 16xQ (MSAA 8x performance)

后处理反锯齿方法
- 产生更模糊的结果,并且与传统方法相比,无法恢复丢失的细节
- Cheap , 与传统方法相比,几乎没有性能损失
- 仅在 起源2007 (软件反锯齿)、反恐精英:全球攻势 (FXAA) 中原生可用,但可以使用 Source shader editor 或 ReShade 轻松地将其应用于任何游戏。
- 确实对所有透明纹理应用反锯齿。.
软件反锯齿
(存在于自 以来)
自 起源2007 起,所有 Source 引擎游戏都引入了软件反锯齿 (Software AA),它可以模糊锯齿边缘(类似于 FXAA 或其他后处理反锯齿)。目前,它仅在 Source 2007 游戏上有效(已在 黑山 2012/mod 版本上测试)。
软件反锯齿也在 Source 引擎游戏的 Xbox 360 主机移植版中得到支持(并被使用)。与其他反锯齿不同,它只能通过控制台命令 (mat_software_aa_strength) 来切换。

然而,此错误不适用于主机移植版本(已在 Postal III 取消的 Xbox 360 移植版上确认,该移植版运行在 起源2009 上)。 (tested in:




FXAA
- 性能影响: 非常低
快速近似反锯齿 (FXAA) 是一种后处理反锯齿技术,性能成本非常低。与传统的反锯齿方法相比,这项技术的主要优势在于它不需要大量的计算能力,并且还能够平滑处理 alpha 混合纹理(又称透明纹理)。
它的主要缺点是会模糊最终图像,导致纹理看起来不那么锐利。而且,如果不同时使用 FXAA 和 MSAA (或通过降采样),它们无法恢复丢失的像素(或 alpha to coverage)。
Its main drawback is that it blurs the final image, so textures will look less sharp, and plus, they don't recover the missing pixel (or alpha to coverage) without using FXAA with MSAA simultaneously (or by downscaling).
传统的
起源 引擎(在
CS:GO 引擎分支 之前,或在第三方引擎分支中,例如
Xengine)本身不支持 FXAA。但由于 FXAA 是一种后处理效果,因此可以像使用 Source shader editor 或 ReShade 一样轻松地实现它。

此外,在 反恐精英:全球攻势 和 反恐精英2 上使用 ReShade 需要添加 -allow_third_party_software 和 -insecure 命令行选项,这将阻止您连接到任何受 VAC 保护的服务器。
形态学反锯齿 (MLAA)
- 性能影响: 非常低
形态学反锯齿 (MLAA) 是一种后处理反锯齿技术,通常在 AMD 显卡上可用,但也可以与其他任何显卡一起使用。它类似于 NVIDIA 的 FXAA,但性能成本更高,不过与 MSAA 相比,其资源需求更低。它在
PlayStation 3 版本的 传送门2 中被使用。


亚像素形态学反锯齿 (SMAA)
- 性能影响: 低
亚像素形态学反锯齿 (SMAA) 的工作原理类似于 FXAA 或 MLAA(后者是 SMAA 的基础),但与 FXAA 和 MLAA 相比,SMAA 可以产生更好的图像质量,同时性能影响也很小。目前没有 金源、起源 或 起源2 游戏使用这种反锯齿方法,但用户可以使用 ReShade 或 Source Shader Editor 添加 SMAA。
保守形态反锯齿(CMAA)
- 性能影响: 低
保守形态学反锯齿 (CMAA) 是一种基于图像的后处理技术,最初由英特尔的 Filip Strugar 开发。CMAA 使用 4 个主要步骤来减少锯齿:
- 颜色断裂检测
- 局部主导边缘检测
- 简单形状处理
- 对称长边缘形状处理
CMAA 虽然与 FXAA 相比性能影响略有增加,但仍然比 SMAA 的性能影响更小。CMAA 在保持高质量反锯齿效果的同时,还能保留文本清晰度,并且不会过度模糊几何图形。
CMAA 目前仅在 反恐精英2 中实现。
时间反锯齿方法
- 虽然产生的结果与 SSAA 相似,但 TAA/TSSAA 通过抖动图像来恢复丢失的细节,从而结合过去和当前帧的信息。而 TXAA 则通过使用 MSAA 来恢复丢失的细节。
- 时间性方法在运动时也会产生更模糊的图像,并产生重影效果,在较低的帧率和/或分辨率下尤为明显。
- 与后处理方法一样,廉价 ,与传统方法相比,几乎没有性能损失。
- 仅在 泰坦陨落 引擎分支 中可用,但可以使用 Source shader editor 或 ReShade 轻松地将其应用于任何游戏。
- 确实对所有透明纹理应用反锯齿。
时间性反锯齿 (TAA/TSSAA)
时间性反锯齿 (TAA) 是一种反锯齿技术,它通过在运动时平滑帧来减少闪烁或闪耀效果。TAA 有多种实现方式,但最常见的是 TSSAA (时间性超级采样反锯齿),它结合了来自过去帧(通常是 8 帧)和当前帧的信息,同时还略微抖动以平滑当前帧。每个像素在每帧中采样一次,但在每一帧中,采样点位于像素内的不同位置。在过去帧中采样的像素与在当前帧中采样的像素混合,以生成反锯齿图像。
虽然 TAA 的计算成本比 MSAA 更低,并且产生的图像与超级采样反锯齿 (SSAA) 或降采样相似,但其主要缺点是可能会导致图像出现重影和模糊,尤其是在运动时,在较低的帧率或分辨率下更为明显,具体取决于实现方式(此处有示例)。一些缺点可以通过添加锐化滤镜来缓解。
截至 2010 年代中期,TAA 已成为当前游戏行业的反锯齿标准(与针对较弱硬件的 FXAA 并列)。许多现代游戏(除了许多 VR 和移动游戏)开始使用 TAA,因为大多数现代游戏已从正向渲染过渡到延迟渲染。延迟渲染允许在不显著降低性能的情况下渲染大量光源。此外,MSAA 在延迟渲染中更难实现,但产生的效果却比使用正向渲染的游戏更差。一些游戏还使用 TAA 来隐藏抖动效果(例如 SSAO 或光线追踪)。
Apex Legends 以及
Titanfall 2 是唯二使用 TSSAA 的 Source 游戏,而 Titanfall 使用 TXAA,TXAA 需要 MSAA 才能正常工作。Portal with RTX 和所有其他 RTX Remix 游戏也通过 DLSS (或 DLAA) 使用 TSSAA 反锯齿。Valve 即将推出的 Source 2 游戏 Deadlock 通过 AMD FSR2、FSR 3 和 Nvidia DLSS 4.0 (或 DLAA) 支持 TAA。DLSS、XeSS 和 FSR 2.0 (及更高版本) 不仅应用 TAA 反锯齿 (使用 AI/Tensor Core),还通过以较低分辨率渲染图像然后缩放到更高分辨率来提高性能。
时间性超级采样反锯齿 (TXAA)
TXAA 是一种较早形式的 TAA,它通过将 MSAA 与 Nvidia 设计的时间性滤波器相结合,来创建更平滑的图像。TXAA 受 Nvidia GeForce GTX 600 系列或更高型号显卡支持,并且需要启用 MSAA 才能使用。
媒体

金源
起源
特写
This image shows how each anti-aliasing methods affect text, details, transparent textures (both non-alpha to coverage and alpha to coverage).
软件反锯齿
黑山
- Multisampling
- Post-processing
- Supersampling
Titanfall 2
起源2
支持情况
金源
起源
起源2
性能影响

以下是每种抗锯齿方法对性能的影响。大多数现代中高端 GPU 能够在开启 8x MSAA 的情况下不损失性能,并且在 Source 引擎游戏中能实现超过 60-100 帧 / 秒的帧率表现(这类游戏默认将帧率上限锁定为 300 帧 / 秒)。
控制台命令
Source 引擎
MSAA/CSAA
起源2013 games and older Source engine games have these console commands dedicated to anti-aliasing:
- mat_antialias (0-8)
- Goes from 0x to 8x MSAA.

This command also does nothing in 黑山 (since Xen update) as MSAA has been removed. MSAA is still available on previous versions of Black Mesa.
On

- mat_aaquality (0-4)
- It was used to set CSAA anti-aliasing settings. CSAA needs MSAA to produce the correct result. 8x and 16xQ is "mat_aaquality 2", 16x is "mat_aaquality 4".


软件反锯齿

Software AA is also supported (and used) in Xbox 360 port of Source engine games.





- mat_software_aa_blur_one_pixel_lines (0-1)
- How much software AA should blur one-pixel thick lines: (0.0 - none), (1.0 - lots)
Default: 0.5
- mat_software_aa_debug (0-3)
- Software AA debug mode: (0 - off), (1 - show number of 'unlike' samples: 0->black, 1->red, 2->green, 3->blue), (2 - show anti-alias blend strength), (3 - show averaged 'unlike' colour)
Default: 0
- mat_software_aa_edge_threshold (value)
- Software AA - adjusts the sensitivity of the software AA shader's edge detection (default 1.0 - a lower value will soften more edges, a higher value will soften fewer)
Default: 1.0
- mat_software_aa_quality (0-1)
- Software AA quality mode: (0 - 5-tap filter), (1 - 9-tap filter)
Default: 0
- mat_software_aa_strength (0-4)
- Software AA - perform a software anti-aliasing post-process (an alternative/supplement to MSAA). This value sets the strength of the effect: (0.0 - off), (1.0 - full)
注意:This can be set up to "4", but will cause dithering to be more visible around the edges.
Default: 0.0 (PC), 1.0 ()
- mat_software_aa_strength_vgui (0-1)
- Same as mat_software_aa_strength, but forced to this value when called by the post vgui AA pass.
Default: 1.0 (PC), 2.0 ()
- mat_software_aa_tap_offset (value)
- Software AA - adjusts the displacement of the taps used by the software AA shader (default 1.0 - a lower value will make the image sharper, higher will make it blurrier)
Default: 1.0
Source 2 引擎
反恐精英2 only:
- r_csgo_cmaa_enable (0-1)
- Enable CMAA2.
- r_csgo_cmaa_extra_sharp (0-1)
- Enable sharpening when CMAA2 enabled.

- r_csgo_cmaa_quality (0-3)
- Adjust CMAA2 quality from Off, Low, Medium, and High.
相关条目
外部链接
参考文献
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- Zh/Stubs
- Zh/Pages with Source 2009 bugs
- Zh/Pages with Source 2013 bugs
- Zh/Pages with Left 4 Dead engine branch bugs
- Zh/Pages with Alien Swarm engine branch bugs
- Zh/Pages with Portal 2 engine branch bugs
- Zh/Pages with CS:GO engine branch bugs
- Zh/TODO rev year 2025
- Zh/Graphics
- Zh/Shaders
- Zh/Glossary
- Zh/Technical