左上 ひだりうえ :未 み 经过反 はん 鋸齒 きょし 处理的 てき 图形;右 みぎ 上 じょう :经过反 はん 鋸齒 きょし 处理的 てき 图形;右 みぎ :5倍 ばい 放 ひ 大 だい 后 きさき 的 てき 经过反 はん 鋸齒 きょし 处理的 てき 图形;
反 はん 鋸齒 きょし (英語 えいご :anti-aliasing ,簡稱AA ),也译为抗 こう 锯齿或 ある 反 はん 走 はし 样、消 しょう 除 じょ 混 こん 叠、抗 こう 图像折 おり 叠失真 しん 等 とう 。它是一 いち 种消除 じょ 显示器 き 输出的 てき 画面 がめん 中 ちゅう 图物边缘出 で 现凹凸 おうとつ 锯齿的 てき 技術 ぎじゅつ ,那 な 些凹凸 おうとつ 的 てき 锯齿通常 つうじょう 因 いん 为高解析 かいせき 度 ど 的 てき 訊號以低解析 かいせき 度 ど 表示 ひょうじ 或 ある 无法准 じゅん 确运算出 さんしゅつ 3D图形坐 すわ 标定位 い 時 じ 所 しょ 導 しるべ 致的图形混 こん 叠 (aliasing)而产生 せい 的 てき ,反 はん 鋸齒 きょし 技 わざ 术能有效 ゆうこう 地 ち 解 かい 决这些问题。它通常 つうじょう 被 ひ 用 もちい 在 ざい 在 ざい 數字 すうじ 信號 しんごう 處理 しょり 、數 すう 位 い 攝 と 影 かげ 、電腦 でんのう 繪圖 えず 與 あずか 數 かず 码音效 こう 等 とう 方面 ほうめん ,柔 やわ 化 か 被 ひ 混 こん 叠的数字 すうじ 信号 しんごう 。
由 よし 於高解析 かいせき 度 ど 下 か 的 てき 來 らい 源 げん 訊號或 ある 連續 れんぞく 的 てき 類比 るいひ 訊號能 のう 夠儲存 そん 較多的 てき 資料 しりょう ,但 ただし 在 ざい 透過 とうか 取 と 樣 よう (sampling)時 じ 將 はた 較多的 てき 資料 しりょう 以較少 しょう 的 てき 資料 しりょう 點 てん 代替 だいたい ,部分 ぶぶん 的 てき 資料 しりょう 被 ひ 忽 ゆるがせ 略 りゃく 造成 ぞうせい 取 と 樣 よう 結果 けっか 失 しつ 真 しん ,當 とう 機器 きき 把 わ 取 と 樣 よう 後 ご 的 てき 數 すう 位 い 訊號轉換 てんかん 為 ため 人類 じんるい 可 か 辨別 べんべつ 的 てき 類比 るいひ 訊號時 じ 造成 ぞうせい 彼此 ひし 交疊且失真 しん ,在 ざい 聲音 こわね 中 ちゅう ,便 びん 會 かい 出現 しゅつげん 刺 とげ 耳 みみ 、不和 ふわ 諧的音調 おんちょう 或 ある 是 ぜ 噪音。同 どう 样,在 ざい 3D绘图时,每 まい 个图形 がた 由 よし 像 ぞう 素 もと 组成,每 まい 段 だん 瞬 まどか 间画面 めん 由 ゆかり 帧 组成,因 いん 为屏幕 まく 上 じょう 的 てき 像 ぞう 素 もと 有限 ゆうげん ,如果要 よう 表 ひょう 现出多 た 边形的 てき 位置 いち 时,因 いん 技 わざ 术所限 げん ,使用 しよう 绝对坐标定位 ていい 法 ほう 是 ぜ 无法做到的 てき ,只 ただ 能 のう 使用 しよう 在 ざい 近似 きんじ 位置 いち 采 さい 样来 らい 进行相 しょう 对定位 ていい 。由 よし 于没有 ゆう 足 あし 够的采 さい 样来表 ひょう 现出3D世界中 せかいじゅう 的 てき 所有 しょゆう 物品 ぶっぴん 的 てき 图形,所以 ゆえん 在 ざい 最 さい 后 きさき 图像显示上 じょう ,這些現象 げんしょう 便 びん 會 かい 造成 ぞうせい 在 ざい 物品 ぶっぴん 与 あずか 物品 ぶっぴん 中 ちゅう 过渡的 てき 边缘就会产生波浪 はろう 狀 じょう 、圓形 えんけい 、锯齿和 わ 闪烁等 とう 失 しつ 真 ま 现象,严重影 かげ 响了画面 がめん 的 てき 质量。[1]
全景 ぜんけい 反 はん 鋸齒 きょし (full scene Anti-aliasing,簡稱FSAA),它指的 てき 是 ぜ 利用 りよう 反 はん 鋸齒 きょし 技 わざ 术对输出到 いた 显示器 き 的 てき 全 ぜん 螢 ぼたる 幕 まく 画面 がめん 信号 しんごう 进行放 ひ 大 だい 与 あずか 采 さい 样分析 ぶんせき 并重新 しん 制作 せいさく 满屏画面 がめん 信号 しんごう 输出至 いたり 显示器 き ,而不是 ぜ 对画面 めん 某 ぼう 一部分使用反鋸齒技术。全景 ぜんけい 反 はん 鋸齒 きょし 对于3D游 ゆう 戏画面 がめん 有 ゆう 着 ぎ 很大的 てき 影 かげ 响,它能使 し 整 せい 个3D游 ゆう 戏画面 めん 变得细腻、清 きよし 晰与逼真,FSAA幾 いく 乎已成 なり 為 ため 目前 もくぜん 所有 しょゆう 上市 かみいち 遊戲 ゆうぎ 中 ちゅう 必然 ひつぜん 包含 ほうがん 的 てき 基本 きほん 功 こう 能 のう ,这是一种重要的技术应用。FSAA的 てき 實 じつ 現有 げんゆう 以下 いか 方法 ほうほう :
超 ちょう 级采样抗锯齿(Super-Sampling Anti-aliasing,簡稱SSAA)此是早期 そうき 抗 こう 锯齿方法 ほうほう ,比 ひ 较消耗 しょうもう 资源,但 ただし 简单直接 ちょくせつ ,先 さき 把 わ 图像映 うつ 射 い 到 いた 缓存并把它放大 だい ,再 さい 用 もちい 超 ちょう 级采样把放 ひ 大 だい 后 きさき 的 てき 图像像 ぞう 素 もと 进行采 さい 样,一般 いっぱん 选取2个或4个邻近 きん 像 ぞう 素 もと ,把 わ 这些采 さい 样混合 こんごう 起 おこり 来 らい 后 きさき ,生成 せいせい 的 てき 最 さい 终像素 もと ,令 れい 每 まい 个像素 もと 拥有邻近像 ぞう 素的 すてき 特 とく 征 せい ,像 ぞう 素 もと 与 あずか 像 ぞう 素之 もとゆき 间的过渡色彩 しきさい ,就变得 とく 近似 きんじ ,令 れい 图形的 てき 边缘色彩 しきさい 过渡趋于平滑 へいかつ 。再 さい 把 わ 最 さい 终像素 もと 还原回 かい 原 はら 来 らい 大小 だいしょう 的 てき 图像,并保存 ほぞん 到 いた 帧缓存 そん 也就是 ぜ 显存 中 なか ,替 がえ 代 だい 原 げん 图像存 そん 储起来 らい ,最 さい 后 きさき 输出到 いた 显示器 き ,显示出 で 一 いち 帧画面 めん 。这样就等于把一幅模糊的大图,通 つう 过细腻化后 きさき 再 さい 缩小成清 なるきよ 晰的小 しょう 图。如果每 ごと 帧都进行抗 こう 锯齿处理,游 ゆう 戏或视频中 ちゅう 的 てき 所有 しょゆう 画面 がめん 都 と 带有抗 こう 锯齿效果 こうか 。[2] 而将图像映 うつ 射 い 到 いた 缓存 并把它放大 だい 时,放 ひ 大 だい 的 てき 倍数 ばいすう 被 ひ 用 よう 于分别抗锯齿的 てき 效果 こうか ,如:图1,AA后 きさき 面 めん 的 てき x2、x4、x8就是原 げん 图放大 だい 的 てき 倍数 ばいすう 。
超 ちょう 级采样抗锯齿中 ちゅう 使用 しよう 的 てき 采 さい 样法一般 いっぱん 有 ゆう 两种:
顺序栅格超 ちょう 级采样(Ordered Grid Super-Sampling,簡稱OGSS),采 さい 样时选取2个邻近 きん 像 ぞう 素 もと 。
旋转栅格超 ちょう 级采样(Rotated Grid Super-Sampling,簡稱RGSS),采 さい 样时选取4个邻近 きん 像 ぞう 素 もと 。
多重 たじゅう 采 さい 样抗锯齿(Multisampling Anti-Aliasing,簡稱MSAA)是 ぜ 一种特殊的超级采样抗锯齿(SSAA)。MSAA首 くび 先 さき 来 らい 自 じ 于OpenGL。具体 ぐたい 是 ぜ MSAA只 ただ 对Z缓存(Z-Buffer)和 かず 模 も 板 ばん 缓存(Stencil Buffer)中 ちゅう 的 てき 数 すう 据 すえ 进行超 ちょう 级采样抗锯齿的 てき 处理。可 か 以简单理解 りかい 为只对多边形的 てき 边缘进行抗 こう 锯齿处理。这样的 てき 话,相 そう 比 ひ SSAA对画面 めん 中 ちゅう 所有 しょゆう 数 すう 据 すえ 进行处理,MSAA对资源 げん 的 てき 消耗 しょうもう 需求大幅 おおはば 減少 げんしょう ,不 ふ 过在画 が 质上可能 かのう 稍 やや 有 ゆう 不 ふ 如SSAA。[3]
這是最 さい 常見 つねみ 的 てき 反 はん 鋸齒 きょし ,差 さ 不 ふ 多 た 所有 しょゆう 遊戲 ゆうぎ 都 と 支援 しえん MSAA。
覆 くつがえ 盖采样抗锯齿(Coverage Sampling Anti-Aliasing,簡稱CSAA)是 ぜ nVidia G80系列 けいれつ 出現 しゅつげん 時 じ 一 いち 併出 へいしゅつ 現 げん 的 てき 抗 こう 鋸齒 きょし 技術 ぎじゅつ 。它的原理 げんり 是 ぜ 將 しょう 邊 べ 緣 えん 多邊形 たへんけい 裡 うら 需要 じゅよう 採 と 樣 よう 的 てき 子 こ 像 ぞう 素 そ 坐 すわ 標 しるべ 覆 くつがえ 蓋 ぶた 掉,抒原像 ぞう 素 そ 坐 すわ 標 しるべ 強制 きょうせい 安置 あんち 在 ざい 硬 かた 件 けん 和 わ 驅動 くどう 程 ほど 序 じょ 預 あずか 告 つげ 算 さん 好 このみ 的 てき 坐 すわ 標 しるべ 中 ちゅう 。這就好 このみ 比 ひ 採 と 樣 よう 標準 ひょうじゅん 統一 とういつ 的 てき MSAA,能 のう 夠最高 だか 效率 こうりつ 地 ち 執行 しっこう 邊 べ 緣 えん 採 と 樣 よう ,效率 こうりつ 提 ひさげ 升 ます 非常 ひじょう 明 あかり 顯 あらわ ,同時 どうじ 資源 しげん 佔用也比較低。
可 か 編 へん 程 ほど 過 か 濾抗鋸齒 きょし (Custom Filter Anti-Aliasing,簡稱CFAA)技術 ぎじゅつ 起源 きげん 於AMD-ATI的 てき R600家庭 かてい 。簡單 かんたん 地 ち 說 せつ CFAA就是擴大 かくだい 取 と 樣 よう 面積 めんせき 的 てき MSAA,比 ひ 方 かた 說 せつ 之 の 前 まえ 的 てき MSAA是 ぜ 嚴格 げんかく 選 せん 取 と 物體 ぶったい 邊 べ 緣 えん 像 ぞう 素 もと 進行 しんこう 縮 ちぢみ 放 ひ 的 てき ,而CFAA則 そく 可 か 以通過 つうか 驅動 くどう 和 わ 諧靈活 かつ 地 ち 選擇 せんたく 對 たい 影響 えいきょう 鋸齒 きょし 效果 こうか 較大的 てき 像 ぞう 素 もと 進行 しんこう 縮 ちぢみ 放 ひ ,以較少 しょう 的 てき 性能 せいのう 犧牲 ぎせい 換 かわ 取 ど 平滑 へいかつ 效果 こうか 。顯 あらわ 卡資源 げん 佔用也比較 ひかく 小 しょう 。
目前 もくぜん 最 さい 主流 しゅりゅう 的 てき 是 ぜ CSAA和 わ CFAA應 おう 該是最 さい 實用 じつよう 、最 さい 有效 ゆうこう 率 りつ 的 てき 全 ぜん 屏 へい 抗 こう 鋸齒 きょし 模 も 式 しき 。它們不 ふ 僅有良好 りょうこう 的 てき 平滑 へいかつ 效果 こうか ,同時 どうじ 對 たい 顯示 けんじ 資源 しげん 佔用率 りつ 也不高 だか 。
快速 かいそく 近似 きんじ 抗 こう 锯齿 (Fast Approximate Anti-Aliasing,簡稱FXAA)是 ぜ 由 よし Timothy Lottes開發 かいはつ 的 てき 一種 いっしゅ 反 はん 鋸齒 きょし 。FXAA佔用很少的 てき 電腦 でんのう 資源 しげん ,便 びん 可 か 獲得 かくとく 理想 りそう 的 てき 抗 こう 鋸齒 きょし 效果 こうか 。
時間 じかん 混 こん 疊 たたみ 抗 こう 鋸齒 きょし (Temporal Anti-Aliasing,簡稱TXAA)是 ぜ NVIDIA開發 かいはつ 的 てき 抗 こう 鋸齒 きょし 技術 ぎじゅつ ,TXAA是 ぜ 為 ため 減少 げんしょう 移動 いどう 時 じ 的 てき 鋸齒 きょし 現象 げんしょう 採用 さいよう 了 りょう 不同 ふどう 時間 じかん 幀的像 ぞう 素 もと 進行 しんこう 採 と 樣 よう ,跟前幾 いく 樣 よう 空間 くうかん 反 はん 鋸齒 きょし 比 ひ 起 おこり 來 らい ,TXAA大幅 おおはば 減少 げんしょう 了 りょう 移動 いどう 中 ちゅう 的 てき 破碎 はさい 影像 えいぞう 。
深度 しんど 學習 がくしゅう 抗 こう 鋸齒 きょし (Deep Learning Anti-Aliasing,簡稱DLAA)是 ぜ 利用 りよう 位 い 於遠端 はし 的 てき 深度 しんど 學習 がくしゅう 專用 せんよう TPU的 てき 深度 しんど 計算 けいさん 效能 こうのう ,預 あずか 先 せん 運算 うんざん 大量 たいりょう 的 てき 超 ちょう 級 きゅう 取 と 樣樣 さまざま 本 ほん 影像 えいぞう ,再 さい 將 すすむ 樣 さま 本 ほん 影像 えいぞう 與 あずか 在 ざい 本 ほん 機 き 端 はし 即時 そくじ 運算 うんざん 生成 せいせい 的 てき 影像 えいぞう 進行 しんこう 差異 さい 比較 ひかく ,然 しか 後 こう 通過 つうか 學習 がくしゅう 、觀察 かんさつ 其中的 てき 差 さ 距,來 き 重 おも 新 しん 實現 じつげん 完成 かんせい 前者 ぜんしゃ 的 てき 影像 えいぞう 質量 しつりょう ,以達到 いた 抗 こう 鋸齒 きょし 成果 せいか ,DLAA是 ぜ 一個需要遠端資源與本地資源互相配合,協同 きょうどう 工作 こうさく 產 さん 生 せい 抗 こう 鋸齒 きょし 效果 こうか 的 てき 抗 こう 鋸齒 きょし 技術 ぎじゅつ 。
NVIDIA公司 こうし 推出的 てき 近似 きんじ 技術 ぎじゅつ 稱 しょう 為 ため 「深度 しんど 學習 がくしゅう 超 ちょう 高取 たかとり 樣 さま 」(Deep Learning Super-Sampling,簡稱DLSS ),但 ただし NVIDIA的 てき DLSS並 なみ 非 ひ 用 よう 來 らい 提 ひさげ 高畫質 こうがしつ ,而是用 よう 來 らい 提 ひさげ 高 だか 如4K或 ある 8K等 とう 超 ちょう 高 こう 螢 ぼたる 幕 まく 解析 かいせき 度 ど 下 か 的 てき 幀率,NVIDIA將 はた 超 ちょう 級 きゅう 取 と 樣樣 さまざま 本 ほん 影像 えいぞう 的 てき 演算 えんざん 法 ほう 學習 がくしゅう 模型 もけい ,以驅動 くどう 程 ほど 式 しき 更新 こうしん 方式 ほうしき 送 おく 至 いたり 使用 しよう 者 しゃ 本 ほん 機 き 端 はし ,當 とう 使用 しよう 者 しゃ 以超高 だか 解析 かいせき 度 ど 執行 しっこう 遊戲 ゆうぎ ,啟 けい 用 よう DLSS後 ご ,渲染過程 かてい 將 しょう 會 かい 調 ちょう 用 よう 算法 さんぽう 學習 がくしゅう 模型 もけい 能 のう 夠預先 さき 計算 けいさん 的 てき 部分 ぶぶん ,直接 ちょくせつ 以經由 けいゆ 學習 がくしゅう 模型 もけい 產 さん 生 せい 的 てき 影像 えいぞう 替 かえ 換 かわ 本 ほん 需於本 ほん 機 き 端 はし 耗費大量 たいりょう 渲染時間 じかん 的 てき 影像 えいぞう ,進 しん 而減少 げんしょう 在 ざい 超 ちょう 高 こう 解析 かいせき 度 ど 時 じ 的 てき 渲染時間 じかん ,由 ゆかり 於本質 しつ 上 じょう 算 さん 是 ぜ 一個走捷徑的作法,因 いん 此DLSS雖然帶 たい 來 らい 了 りょう 較高的 てき 幀率,但 ただし 也有 やゆう 使用 しよう 者 しゃ 指出 さしで DLSS對 たい 於最終 さいしゅう 渲染結果 けっか 的 てき 畫質 がしつ 有 ゆう 破壞 はかい 性 せい 的 てき 影響 えいきょう 。