图形学中走样(Aliasing)和反走样(Antialiasing)

Artficts共有三种表现形式:
1.锯齿:
2.摩尔纹:例如 相机拍摄电脑显示器(像素的 奇数行和奇数列去掉,结果就产生摩尔纹)
3.车轮效应: 高速转动的车轮

根本原因: 信号变化太快,采样的速度跟不上信号的速度!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

(1)走样:
图形学中走样(Aliasing)和反走样(Antialiasing)_第1张图片用像素的中心 采样三角形: 有些像素中心点在三角形内 有些像素的中心点在三角形外
走样: 像素的中心点 不在三角形内 则被舍弃,所以产生了走样

(1)反走样:
图形学中走样(Aliasing)和反走样(Antialiasing)_第2张图片 先模糊,后采样:离模糊近 显示白色; 离模糊远,显示原色

为什么: 采样速度跟不上信号变化速度会产生artficts???
频域:
(1)频率:

图形学中走样(Aliasing)和反走样(Antialiasing)_第3张图片

(1)傅里叶级数展开:
图形学中走样(Aliasing)和反走样(Antialiasing)_第4张图片

图形学中走样(Aliasing)和反走样(Antialiasing)_第5张图片
图形学中走样(Aliasing)和反走样(Antialiasing)_第6张图片
傅里叶变换:
傅里叶变换和傅里叶级数展开相似,
傅里叶变换: 任何一个函数 都可以 通过“傅里叶变换” 变成另一个函数。
逆傅里叶变换: 经过傅里叶变换的函数 通过“逆傅里叶变换” 变回原函数。

图形学中走样(Aliasing)和反走样(Antialiasing)_第7张图片
所谓的傅里叶变换:
(1)就是把函数变成不同频率的段
(2)把不同频率的段显示出来
图形学中走样(Aliasing)和反走样(Antialiasing)_第8张图片
(3)走样的本质:
图形学中走样(Aliasing)和反走样(Antialiasing)_第9张图片

(2)滤波
图形学中走样(Aliasing)和反走样(Antialiasing)_第10张图片
图形学中走样(Aliasing)和反走样(Antialiasing)_第11张图片
图形学中走样(Aliasing)和反走样(Antialiasing)_第12张图片
图形学中走样(Aliasing)和反走样(Antialiasing)_第13张图片
(4)卷积:
图形学中走样(Aliasing)和反走样(Antialiasing)_第14张图片图形学中走样(Aliasing)和反走样(Antialiasing)_第15张图片卷积定理:时域的卷积 = 频域的乘积,如下图所示
图形学中走样(Aliasing)和反走样(Antialiasing)_第16张图片

(此刻想到了: 硬件对信号做处理,与下图无关)

图形学中走样(Aliasing)和反走样(Antialiasing)_第17张图片(5)采样的基本原理:就是在重复一个原始信号的频谱
图形学中走样(Aliasing)和反走样(Antialiasing)_第18张图片
图形学中走样(Aliasing)和反走样(Antialiasing)_第19张图片

(6)什么是走样:频谱在复制搬运的过程中发生混叠(重叠,混合):就是走样
图形学中走样(Aliasing)和反走样(Antialiasing)_第20张图片
图形学中走样(Aliasing)和反走样(Antialiasing)_第21张图片从光栅化的角度来说:
一个三角形覆盖了很多密集的像素
(1) 采样的密集,走样少
(2)采样的稀疏,走样严重

图形学中走样(Aliasing)和反走样(Antialiasing)_第22张图片对每个像素: 求覆盖面的平均(没覆盖面的平均)
图形学中走样(Aliasing)和反走样(Antialiasing)_第23张图片
图形学中走样(Aliasing)和反走样(Antialiasing)_第24张图片
图形学中走样(Aliasing)和反走样(Antialiasing)_第25张图片
图形学中走样(Aliasing)和反走样(Antialiasing)_第26张图片
图形学中走样(Aliasing)和反走样(Antialiasing)_第27张图片
(7)MSAA的结论:
(1)不是通过提高分辨率
(2)不是通过提高采样率
(3)只是通过细分像素,近似出合理的 此像素在三角形内的覆盖率!!!!!!!!!!!达到模糊的效果
(4)最后一步: 采样
(5)MSAA是基于硬件的
代价: 一个像素细分成多块, 在计算三角形覆盖率的时候,计算量增大了!!!!!!

(8)最后:FXAA 屏幕后处理中: 先采样 后模糊,在低端设备上简单粗暴,效果还凑活!!!

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