'안티 에일리어싱 (Anti-Aliasing)'이란?

주로 컴퓨터 게임을 할 때 그래픽이 깨지고 조각나 보이는 부분을 발견하고 불평한 경험이 누구에게나 있을 것이다. 마치 노이즈가 발생한 듯 우둘투둘하게 나타나는 이 선을 가리켜 일명 ‘계단 효과(Staircase Effect)’라고 부른다. 안티 에일리어싱(Anti-Aliasing, AA)은 게임이나 영상에서 나타나는 계단 현상, 즉 톱니 모양의 가장자리 선(jaggies)을 부드럽게 만드는 기술을 말한다.

 

모니터에 보이는 이미지는 작은 사각형 모양의 점인 픽셀로 이루어져 있지만, 사람의 손이나 자연물에는 직선이 없다. 모니터에서 오직 직선이나 사각형만을 그려도 된다면 별 문제가 없지만, 곡선까지 가지 않고 사선만 그려봐도 벌써 온전한 이미지 표현이 어렵다. 작은 사각형 모양의 픽셀이 모서리만을 맞대고 이어져 빈 공간이 생기거나 필요 없는 공간까지 점유하게 되기 때문이다. 디지털 출력물의 특성 상 완벽하게 제거하기 어려운 단점이다.

 

 

모니터에서 나타나는 사선을 확대하면 작은 사각형 점이 이어진 형태가 보인다. 따라서 매끄러운 선이나 질감을 표현할 수 없고, 부자연스럽게 인식된다. 안티 에일리어싱은 픽셀이 연결되면서 표현하는 선에서 빠진 데이터를 보충하고 주변에 중간 색의 픽셀을 추가해 육안으로 볼 때 위화감 없이 자연스럽게 이미지를 표현하는 기술이다. 근본적으로 매끈한 사선이나 곡선을 만들 수는 없지만 최대한 근사값을 나타내는 원리다.

 

 

안티 에일리어싱 기술은 크게 2가지로 나뉜다. 첫 번째는 샘플 레이트를 높이는 것이다. 멀티 샘플링 안티 에일리어싱(Multi-Sampling Anti-Aliasing, MSAA)이나 SSAA(Super-Sampling Anti-Aliasing)이 대표적인 방법이다. MSAA는 픽셀 당 추출하는 샘플 지점을 2개 이상 만들어 여러 개의 중간색 픽셀을 나타내 계단 현상을 완화하는 방식이다. 각각의 프레임마다 최소 2번 이상의 샘플링이 필요해 많은 자원을 요구한다는 단점이 있다.

두 번째로는 가장자리를 희미하게 만들어 거슬리지 않게 후처리하는 방식으로 엔비디아의 FXAA(Fast Approximate Anti-Aliasing), MFAA(Multi-Frame Anti-Aliasing)와 AMD의 MLAA(Morphological Anti-Aliasing) 등 종류가 다양하다. 후처리 안티 에일리어싱은 블러 필터를 사용해 선과 배경의 경계를 흐릿하게 만들고 색 대비를 줄이는 방식이다. MSAA보다 적은 자원을 사용해 컴퓨터 부담을 줄이면서도 비슷한 결과물을 나타낸다. 엔비디아는 지난 2014년 MFAA를 발표하면서 MSAA와 결과물이 비슷하지만 PC 성능이 약 30%나 개선됐다고 밝히기도 했다. 

단순한 선을 넘어 수많은 이미지를 표현하는 게임이나 컴퓨터 그래픽 영상이 사용자의 눈에 적합하고 자연스럽게 인식되기 위해서는 많은 자원이 필요하다. 그렇기 때문에 안티 에일리어싱 효과는 저사양 PC나 그래픽 카드에서 무리하게 적용할 경우 프레임 레이트 저하를 가져오는 원인이 되기도 한다. 더 많은 중간색을 나타내고 주변 색차를 줄이는 과정에서 연산 작업량이 대폭 증가하기 때문이다.

 

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출처

안티 에일리어싱 (Anti-Aliasing)