多重采样反走样（MSAA）

多重采样反走样（Multisample anti aliasing）技术，简称MSAA，是实时渲染中解决抗锯齿问题的一个常用方法。今天将对该算法的思想予以介绍。

Aliasing

想了解该算法的思想，就要首先明白锯齿是如何产生的。渲染中的锯齿又称走样（Aliasing），是渲染管线在进行光栅化时，由于屏幕像素的离散限制所产生的锯齿状边缘。举个例子，下图使我们在渲染一个三角形：

对于每个像素，我们取它的中心点，根据中心点是否在三角形内来判断该像素是否渲染三角形。以这种方式来渲染的话，渲染结果就如下图所示：

可以看到，对于三角形的斜边，因为屏幕像素并不是无限的，因此以这种方式渲染必然会出现锯齿状边缘。这就是Aliasing。

SSAA

超采样反走样(SSAA)是一种支持抗锯齿的方法。它的做法也很简单：假设我们的屏幕像素为800600，那么我们只需要将渲染的texture扩大4倍（16001200），然后再把相邻像素值做一个过滤（比如平均等）得到最终的图像就可以解决这个问题了。利用该方法确实可以从根本上消除锯齿，但是这种方法大大提高了存储空间和计算量，所以一般不会使用这种技术。

MSAA

后来人们提出了多重采样的方法。它的思路如下：
对于每个像素，不要仅用一个中间点来判断三角形是否覆盖，而是取4个顶点来分别判断：

左图是不采用MSAA的做法，那么这个像素就没有被三角形所覆盖。右图用四个均匀分布的点来判断，那么有两个点就被三角形覆盖了。
下图是采用每像素4个点的三角形覆盖判断:

在具体的计算中，对于每个像素，fragment shader只需要算一次。对每个采样点赋以颜色值，最终将四个采样点的颜色平均就可以得到像素的颜色。如下图所示：

这样一来，就可以取到较好的抗锯齿效果。计算量不会有太大变化，但是存储量则要*4（因为多了四个采样点，每个采样点也要存颜色值）。
下图展示了原始图像和运用了MSAA的图像，可以看到抗锯齿的效果还是比较明显的：