O anti-aliasing pode acabar?

Durante todo o mês de fevereiro, o TecMundo Games publicou uma série de artigos esmiuçando o anti-aliasing, efeito mais do que necessário para qualquer game que se proponha a apresentar belos gráficos. Este recurso, porém, pode se tornar completamente obsoleto em um futuro não muito distante.

Esta, pelo menos, é a opinião de entusiastas da tecnologia de ponta e pesquisadores, que estudam formas de aumentar ainda mais a resolução das telas disponíveis no mercado. A ideia é que a densidade de pixels seja tão alta que os serrilhados das curvas existentes na imagem sejam tão pequenos a ponto de serem imperceptíveis a olho nu.

Isso não significa, claro, que você deve descartar seu televisor ou monitor FullHD e correr para a loja mais próxima, em busca do que há de mais novo em termos de resolução. Provavelmente, você nem vá encontrar displays deste tipo à venda por aí.

Mas por que os serrilhados ocorrem mesmo? Relembrando o conceitoComo explicamos neste artigo, as imagens exibidas nas telas são formadas pelos pixels, que nada mais são do que pontos que ficam coloridos de acordo com os impulsos elétricos recebidos. A contagem de pontos na tela é menor do que o máximo enxergado pelo olho humano, o que resulta em serrilhados muito perceptíveis, principalmente em áreas com alto contraste.

Para contornar este problema, foi criada a técnica de anti-aliasing. A tecnologia trabalha as cores das bordas da imagem de maneira muito sutil, utilizando tons intermediários e gerando um efeito degradê. O resultado é uma ilusão de ótica que passa a impressão de que as cenas possuem curvas perfeitas.

Existem diversos tipos de anti-aliasing, como o Multi-Sampling, o Morfológico e o Super-Sampling. Apesar de serem técnicas diferentes, todas trabalham com um objetivo comum: tornar as bordas das imagens mais suaves e melhorar o visual dos games como um todo.

Os cálculos necessários para esta melhoria, porém, exigem mais poder de processamento do computador. A ideia geral é que, além de estar gerando as imagens, a máquina precisa também calcular as cores intermediárias e aplicá-la às bordas. Por isso, quanto mais potente o anti-aliasing, mais robusto deve ser o sistema, de forma a rodar o game com perfeição.

Dot pitchMais um problema para ser resolvidoO caminho para tornar o anti-aliasing uma tecnologia obsoleta é trilhado por meio do aumento da resolução das telas. Um aumento na quantidade de pontos que formam um display significa também uma redução no que é chamado de dot pitch.

Como já explicamos nos artigos anteriores, as imagens na tela são formadas pelos pixels que brilham em três cores primárias: verde, azul e vermelho. Ao se aproximar de um televisor, por exemplo, é possível vê-los com clareza. O dot pitch nada mais é do que a distância entre dois elementos da mesma cor, como demonstrado na imagem abaixo:

Fonte da imagem: WikipediaQuanto maior o espaço entre eles, menor a definição. Este efeito pode acontecer até mesmo em telas de alta resolução pois, mesmo com a maior quantidade de pontos por imagem, elas não possuem uma alta densidade de pixels. Por exemplo, um televisor comum, de 27 polegadas, funcionando a uma resolução FullHD de 1920 x 1080, apresenta uma proporção de 81,6 ppi, ou pontos por polegada na sigla em inglês.

Apesar de não existirem estudos conclusivos sobre o assunto, a maioria dos dados concordam que o limite máximo de detalhamento enxergado pelo olho humano varia entre 320 e 477 ppi. Ou seja, a atual resolução padrão para filmes e games em alta definição está muito abaixo do “suportado” pela nossa retina, exigindo que o observador esteja a grandes distâncias da tela para assistir às imagens com perfeição.

Fonte da imagem: BitmobPortanto, não adianta apenas aumentar a resolução das telas, é preciso investir também em uma maior densidade de pixels por polegada. Desta forma, mesmo que os serrilhados ainda estejam lá, eles serão imperceptíveis por aparecem em um nível menor do que o observado pelo olho humano. Mais uma vez, a solução não faz com que o problema desapareça, mas apenas o esconde.

Retina DisplayO nome da revoluçãoHá alguns parágrafos, falamos que é impossível encontrar televisores ou monitores com resoluções tão altas a ponto de esconder naturalmente os serrilhados criados pela imagem. A tecnologia, porém, já está disponível na loja de sua operadora celular favorita, pode ser carregada no seu bolso e se chama iPhone 4.

Fonte da imagem: FaerywinkleNa verdade, a inovação trazida pelo aparelho se chama Retina Display. É uma tela desenvolvida pela Apple e fabricada pela LG, e tem esse nome por possuir o nível de detalhes máximo que o olho humano pode processar. Esta afirmação vem da alta densidade de pixels do display: cerca de 326 pontos por polegada.

Dita apenas em palavras, a afirmação pode até soar como marketing ou simples exagero. Quando se compara a tela LCD de um notebook comum com a Retina Display do iPhone 4, porém, fica clara a diferença de densidade de pixels dos dois dispositivos. A imagem abaixo, obtida com um microscópio, evidencia esta qualidade:

Fonte da imagem: Hoje é um Bom DiaCom uma resolução de 960 x 640 pixels e 3.5 polegadas, a tela do iPhone 4 é uma das melhores em termos de definição no mercado atual. Mas todo este potencial não seria nada sem softwares de peso que aproveitassem tudo que a tecnologia pode oferecer.

Poderio gráfico, no bolso

Quando se fala em jogos potentes para iPhone, é impossível não pensar em Infinity Blade. O RPG de ação desenvolvido pela Epic Games apresentou aos donos do celular da Maçã gráficos nunca antes vistos em um aparelho móvel. Utilizando a Unreal Engine como motor, o título se tornou o aplicativo que mais vendeu em seus primeiros quatro dias na iTunes App Store, ultrapassando a marca das 270 mil cópias.

No jogo, o objetivo é chegar ao último andar de um castelo e acabar com o God King, principal vilão do game. A história se repete a cada rodada e, caso o jogador morra, assumirá o papel do descendente do guerreiro assassinado, seguindo em busca de vingança. A cada geração, os inimigos surgem com dificuldade maior, tornando a missão cada vez mais complicada.

O mais impressionante do game, porém, é a ausência praticamente total de serrilhados, um feito impressionante para um título com tal poderio gráfico. É possível perceber bordas pesadas aqui e ali mas, de maneira geral, a alta densidade do Retina Display faz seu trabalho com perfeição.

Outro título para iPhone que merece ser citado é Chaos Rings, da Square Enix. Com uma história simples, que envolve batalhas ferozes em dungeons, o jogo apresenta personagens que buscam a imortalidade. O título carrega toda a tradição da criadora de Final Fantasy para o iPhone, e é um RPG de respeito para o portátil.

Apesar de não apresentar gráficos tão limpos quanto Infinity Blade, Chaos Rings traz personagens e cenários mais detalhados, com texturas ricas em cores e diversos elementos na tela ao mesmo tempo. Com jogabilidade mais tradicional, divide com seu concorrente da Epic Games o título de títulos que mais utilizam o poderio gráfico do celular da Apple.

Altíssima definiçãoO que o futuro nos reservaUm novo formato de vídeo digital já está em fase experimental, e está sendo promovido por grandes nomes do entretenimento mundial: os canais BBC, NHK e RAI. Chamado Ultra High Definition Television, ou UHDTV, a tecnologia promete elevar as imagens em alta definição para um novo patamar e dobrar a resolução padrão atual.

O objetivo é chegar a 4320p, uma resolução de 7680 x 4320 pixels. Estes números são pouco maiores do que os exibidos nas grandes telas IMAX, consideradas o máximo da tecnologia cinematográfica atual. O resultado são imagens maiores, cores mais vibrantes e uma maior imersão nos filmes projetados.

Fonte da imagem: IMAXA altíssima resolução resultaria em uma densidade de aproximadamente 280 ppi em um monitor de 27 polegadas, muito próxima do limite do olho humano. Com isso, a utilização dos efeitos de anti-aliasing poderiam ser reduzida drasticamente e, em alguns casos, até descartada.

Apesar de algumas transmissões experimentais da UHDTV já terem sido realizadas em países da Europa e Ásia, a previsão é que a tecnologia comece a chegar às lojas e televisores comuns apenas em 2017. Ou seja, se depender da ultra-alta definição, o anti-aliasing ainda terá muito tempo de vida.

Outras opções para aumentar a resolução das telas também estão em estudo, mas a maioria delas existe ainda na teoria ou em pequenas aplicações, sem testes práticos realizados. Um exemplo que vale ser citado são os displays FLD, que trabalham com a manipulação de ferro líquido e possuem uma alta densidade de pixels. Sua aplicação, porém, seria mais indicada para dispositivos portáteis devido à dificuldade de se trabalhar com os elementos que compõem a imagem.

Os empecilhos para aplicaçãoComo fugir da carga do processamentoComo nem tudo são flores, a utilização de resoluções altíssimas trará uma série de outros problemas que também terão de ser solucionados pelos desenvolvedores de games. O principal deles é o alto poder de processamento demandado por imagens cada vez maiores.

Rodar Crysis 2 com todos os efeitos no máximo, em uma resolução de 7680 x 4320 pixels, não será tarefa fácil para muitos computadores. A alta densidade pode acabar com a necessidade do anti-aliasing, mas resultará em muito mais elementos para serem processados. Tudo será maior e mais definido. E mais pesado.

Um caminho que pode ser seguido pelas desenvolvedoras é diminuir o detalhamento gráfico ou a quantidade de elementos interagindo ao mesmo tempo na tela. Apesar de apresentar uma redução na fidelidade visual, este método permitiria que os games se adaptassem rapidamente aos padrões da altíssima resolução.

Outro fator a ser considerado é a dificuldade de se produzir uma tela com uma densidade de pixels tão alta quanto a dos portáteis. Atingir 300 ppi em uma tela de 3 polegadas é bem diferente de obter a mesma proporção em um televisor de 40.

Com um cálculo rápido, é possível perceber que, para atingir o mesmo número de ppi do Retina Display, um monitor de 27 polegadas deveria exibir no mínimo uma resolução horizontal de 8100 pixels. Por enquanto, não existem estudos de tecnologias que utilizem tal número de pontos em uma tela.