游戏画面设置中的“各向异性过滤”是做什么的？
玩游戏的时候，你可能会在画面设置里看到一个叫做“各向异性过滤”（Anisotropic Filtering，简称AF）的选项。这玩意儿说起来有点技术性，但其实它对咱们玩游戏时的观感影响挺大的。简单来说，它就是用来优化那些距离咱们比较远、角度比较倾斜的纹理的清晰度和细节的。
你想想，游戏里的地面、墙壁、甚至是远处的山峦，它们都是由一块块贴图构成的，也就是我们说的“纹理”。当这些纹理离你近的时候，你看上去自然很清晰，细节也都很分明。但问题就出在，当这些纹理离你远了，或者你的视角是斜着去看它们的时候，那些原本是方的纹理块，在你的屏幕上就会被“拉伸”成细长的形状。这时，如果直接用原始的贴图来显示，就会出现一种很明显的情况：近处看纹理是清晰的，但越往远处看，或者越是斜着看，纹理就越模糊、越有锯齿感，甚至会看到一棱一棱的“马赛克”一样的东西。这种视觉上的不连续感，会大大降低游戏的真实感和沉浸感。
这时候，“各向异性过滤”就派上用场了。它不像我们之前可能听过的“双线性过滤”或“三线性过滤”那样，只是简单地模糊一下纹理或者在几种模糊度之间切换。各向异性过滤它厉害的地方在于，它能根据纹理在屏幕上的“拉伸”程度和观察角度，智能地、有针对性地去处理纹理的采样。
具体怎么操作的呢？你可以把它想象成这样：平常我们看纹理，就像是用一个固定大小的方形模具去印。但各向异性过滤就不一样了，它会根据你看到的角度，把这个“模具”变成一个椭圆形的，或者说是一个长方形的模具，并且长方形的比例是根据纹理拉伸的程度来的。它会在这个长方形模具的范围里，更仔细地去“提取”纹理的颜色和细节。
这么一来，当你在游戏中斜着看远处的地面时，那些被拉长的纹理块，就能通过各向异性过滤更平滑、更清晰地被渲染出来。本来会因为拉伸而变得模糊不清的细节，比如地面的颗粒感、岩石的纹理、草地的层次，都会显得更加锐利和真实。你不会再看到那种泾渭分明的模糊区域，整个画面过渡会更自然。
当然，这种精细化的处理也是需要消耗一定的电脑性能的，也就是我们说的“显卡负担”。你会在设置里看到各种不同的选项，比如2x、4x、8x、16x等等。数字越大，代表过滤的精度越高，它会去采样更多的“长方形模具”来计算最终的颜色，所以画面会更细腻，但同时对显卡的要求也会更高。
一般来说，大部分玩家都会选择8x或者16x。在这个范围内，画面提升的效果会比较明显，而且大部分现代显卡都能比较轻松地应对。如果你的显卡性能不是那么强劲，又想获得更好的画面体验，可以尝试适当降低这个数值，比如调到4x。有时候，即使是比16x低一两个档次的设置，也可能在视觉上看不出明显的区别，却能为你节省不少性能，让游戏运行得更流畅。
总而言之，“各向异性过滤”就是游戏画面中的一个“细节打磨师”，它专门负责处理那些在斜视角下容易模糊的远景纹理，通过更智能的采样方式，让这些纹理保持应有的清晰度和细节，从而整体提升游戏的画面表现力，让我们玩起来眼睛更舒服，感觉也更真实。
你想想，游戏里的地面、墙壁、甚至是远处的山峦，它们都是由一块块贴图构成的，也就是我们说的“纹理”。当这些纹理离你近的时候，你看上去自然很清晰，细节也都很分明。但问题就出在，当这些纹理离你远了，或者你的视角是斜着去看它们的时候，那些原本是方的纹理块，在你的屏幕上就会被“拉伸”成细长的形状。这时，如果直接用原始的贴图来显示，就会出现一种很明显的情况：近处看纹理是清晰的，但越往远处看，或者越是斜着看，纹理就越模糊、越有锯齿感，甚至会看到一棱一棱的“马赛克”一样的东西。这种视觉上的不连续感，会大大降低游戏的真实感和沉浸感。
这时候，“各向异性过滤”就派上用场了。它不像我们之前可能听过的“双线性过滤”或“三线性过滤”那样，只是简单地模糊一下纹理或者在几种模糊度之间切换。各向异性过滤它厉害的地方在于，它能根据纹理在屏幕上的“拉伸”程度和观察角度，智能地、有针对性地去处理纹理的采样。
具体怎么操作的呢？你可以把它想象成这样：平常我们看纹理，就像是用一个固定大小的方形模具去印。但各向异性过滤就不一样了，它会根据你看到的角度，把这个“模具”变成一个椭圆形的，或者说是一个长方形的模具，并且长方形的比例是根据纹理拉伸的程度来的。它会在这个长方形模具的范围里，更仔细地去“提取”纹理的颜色和细节。
这么一来，当你在游戏中斜着看远处的地面时，那些被拉长的纹理块，就能通过各向异性过滤更平滑、更清晰地被渲染出来。本来会因为拉伸而变得模糊不清的细节，比如地面的颗粒感、岩石的纹理、草地的层次，都会显得更加锐利和真实。你不会再看到那种泾渭分明的模糊区域，整个画面过渡会更自然。
当然，这种精细化的处理也是需要消耗一定的电脑性能的，也就是我们说的“显卡负担”。你会在设置里看到各种不同的选项，比如2x、4x、8x、16x等等。数字越大，代表过滤的精度越高，它会去采样更多的“长方形模具”来计算最终的颜色，所以画面会更细腻，但同时对显卡的要求也会更高。
一般来说，大部分玩家都会选择8x或者16x。在这个范围内，画面提升的效果会比较明显，而且大部分现代显卡都能比较轻松地应对。如果你的显卡性能不是那么强劲，又想获得更好的画面体验，可以尝试适当降低这个数值，比如调到4x。有时候，即使是比16x低一两个档次的设置，也可能在视觉上看不出明显的区别，却能为你节省不少性能，让游戏运行得更流畅。
总而言之，“各向异性过滤”就是游戏画面中的一个“细节打磨师”，它专门负责处理那些在斜视角下容易模糊的远景纹理，通过更智能的采样方式，让这些纹理保持应有的清晰度和细节，从而整体提升游戏的画面表现力，让我们玩起来眼睛更舒服，感觉也更真实。
网友意见
不开的话, 由于贴图的时候画面会形变. 于是视角越倾斜, 越远处的东西就会越模糊.
众所周知, 渲染的时候有个往模型上贴图的过程: CPU会把贴图加载到显存里, 贴图的时候, 找到像素对应的纹理颜色贴上来. 但对于远处的东西, 需要取一大块区域, 然后模糊一下才行(不然会摩尔纹).
于是为了求快, 每个像素对应的纹理, 是直接按着正方形的区域去取的.
比如下图的1号区域(假设它是一个像素), 它明明对应纹理上一块斜四边形的"纹素", 实际上却把一整个方形(红框)里的东西贴过来[1]. 在在近处没有问题, 格子比较小, 但放远处, 这误差, 这问题还不大? 所以我们理当斜着取.
实际执行的时候计算机并不会"模糊一下", 而是一开始就加载了一级一级缩放过的材质贴图 (图3左), 这样在远处采样时, 可以直接用低清图去贴, 免得有摩尔纹(屏幕上对应远方的像素数量少, 采样频率低, 会混叠).
而各向异性过滤, 就是在每一级上, 多存一些图长宽上压缩比不同的图(所以叫各『向』『异』性), 这样就和"斜着取"近似了,) 就抵消了一部分采样时的形变. (按我理解, "过滤"一词, 指的就是对显存中纹理图的范围查询本身, 把贴图当数据, 需要筛选合适的纹理数据读出)
下图是显存里放着的纹理, 左边是没有各向异性过滤时, 分层放置的贴图, 占据的内存空间比较:
上述的图和解释, 都直接来源于GAMES101 现代计算机图形学入门 闫令琪老师, 最后一张图的前两张是我P的.
非要说吃运算资源的话, 大概是载入贴图的时候, CPU多费一些功夫去压缩, 会费一些内存的IO.
本回答是初学者的笔记 (涉及引擎和硬件如何真实实现的地方待修改)
参考
- ^ 篇幅有限, 这里用了很很含糊的说法.
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