Interested Article - Избыточная выборка сглаживания

Избыточная выборка сглаживания или суперсемплинг ( англ. Supersample anti-aliasing, SSAA ) — это наиболее простая и, вместе с тем, ресурсоёмкая техника сглаживания .

Описание

В процессе растеризации графического примитива (треугольника, линии или точки) без сглаживания GPU определяет цвет каждого пикселя на основе выборки ( англ. sample ) из центра этого пикселя. Если центр пикселя лежит внутри примитива, то этот пиксель закрашивается цветом этого примитива.

Суперсэмплинг увеличивает число дискретных выборок на пиксель (как правило, в $2^{N}$ раз). В случае с $N=2$ выборка производится с удвоенной частотой по обеим осям и сохраняется в экранном буфере ( англ. back buffer ). При использовании SSAA N x размер этого буфера увеличивается в $N$ раз. Так, для разрешения 1280x1024 с SSAA 4x необходим экранный буфер такого же размера, как при разрешении 2560x2048 без SSAA. Очевидно, что каждому пикселю на экране в таком случае соответствует 4 пикселя в экранном буфере, поэтому пиксели экранного буфера называют субпикселями, не путать с субпикселями мониторов.

Если очередная выборка оказывается внутри растеризуемого примитива, её результат сохраняется в соответствующий субпиксель. В остальных случаях результат выборки игнорируется. После того, как все нужные выборки сохранены в экранном буфере, итоговый цвет пикселя определяется как усредненное значение цветов всех соответствующих ему субпикселей. В случае $\gamma =1$ ( см. гамма-коррекция ) формула выглядит следующим образом:

r={\frac {s_{0}+s_{1}+...+s_{n-1}}{n}}={\frac {\sum _{i=0}^{n-1}{s_{i}}}{n}}

где:

$r$ — итоговый цвет пикселя,
$n$ — количество выборок на пиксель,
$s_{i}$ — цвет $i$ -й выборки.

Расположение выборок

Выборки могут иметь разное физическое расположение внутри пикселя. Можно отметить следующие способы расположения:

Ordered Grid SuperSampling (OGSS) — выборки располагаются на обычной регулярной сетке .
Rotated Grid SuperSampling (RGSS) — выборки располагаются на повёрнутой сетке . Этом метод даёт особенно хороший результат на близких к горизонтальным и вертикальным линиях.
Sparse Grid SuperSampling (SGSS) — выборки располагаются на регулярной сетке, как в OGSS. В отличие от последнего, выборка производится лишь на некоторых узлах сетки . Это первый метод сглаживания, являющийся компромиссом между скоростью работы и качеством изображения .
Custom Filter Anti-Aliasing (CFAA) — выборки располагаются не только внутри , но и вне пикселя .