antialiasing tratto da: han-wei shen. cos’è un alias? alias - in telecomunicazione un falso...
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Antialiasingtratto da:Han-Wei Shen
Cos’è un alias?
Alias - In telecomunicazione un falso segnale dovuto a interferenza tra frequenza del segnale e frequenza di campionamento aliasing c’è ovunque in computer graphics poichè il
rendering è un processo di campionamento Esempi:
linee a dente di sega (jagged lines) false tramature di texture
Rendering è un processo di campionamento
Rendering è un processo di campionamento
rendere una curva
Veloce rassegna di campionamento di segnali
Due passi nella rappresentazione digitale di un segnale: campionamento e ricostruzione
Aliasing può derivare da entrambi i passaggi
Alias provocato da sotto-campionamento
una ruota sembra girare in senso inverso
Osserva solo a 1/4 della frequenza
problema di sotto campionamento
Alias provocato da sotto-campionamento
segnale 1D
segnale effettivosegnale campionato
Alias provocato da sotto-campionamento
segnale 2d: moirée
aliasing moderato aliasing più forte
Quanto basta?
qual’è la giusta frequenza di campionamento?
teorema del campionamento (o limite di Nyquist) - la frequenza di campionamento deve essere almeno doppia della massima frequenza del segnale
due campioni in questo periodo
Si può evitare totalmente aliasing
Dato il limite di Nyquist ? In realtà no – la frequenza massima potrebbe
essere infinita, segnale non limitato in banda La maggior parte delle scene grafiche non
sono bandlimited: bordi netti non possono mai venire campionati correttamente in modo digitale (point sampling)
Come si può correggere o limitare l’aliasing
Ricostruzione
Dopo aver campionato (idealmente) in modo corretto, dobbiamo ricostruire il segnale continuo
Si procede usando filtri di ricostruzione
Filtri di ricostruzione
Filtri più comuni:
Box filter Tent filter
Sinc filter = sin(x)/x
Box filter
Molto semplice ma non molto buono
Tent Filter
Basato su interpolazione lineare. Migliore ma ancora non smooth
Sinc Filter
Filtro passa basso ideale:
Ri-campionamento
Minification and Magnification – ricampiona il segnale a risoluzioni diverse
Magnification
Minification
(note the minification is done badly here)
Magnification
facile da usare, ricampiona semplicemente il segnale ricostruito
Segnale ricostruito Ricampionamento a maggiore frequenza del segnale ricostruito
Minification
Più difficile La frequenza del segnale è troppo alta per
evitare aliasing Soluzioni possibili:
Accresci l’ampiezza del filtro passa basso del filtro ideale sinc - sfoca l’immagine
Prima sfoca l’immagine (con qualunque metodo), poi ricampionala
Tecniche di Antialiasing in tempo reale
Tecniche pratiche usate in hardware grafico
Algoritmo basati su spazio schermo
Approccio comune: campiona più fittamente la scena e calcola la media (sovracampionamento)
Idea risultato
Differenti schemi di sovracampionamento
Formula comune: c(i,x,y): colore del campione i per pixel(x,y); wi: peso
Diversi schemi di sovracampionamento
FSAA (full screen anti-aliasing)
Rendi la scena a una risoluzione molto più alta poi fanne la media
Nvidia GeForce 2: usa ordered grid supersampling (OGSS)
3dfx voodo 5: rotated grid supersampling (RGSS) – elimina meglio alias
2x or 4x: numero di subpixels per ciascun pixel Costoso: l’intera scena può dover essere resa
più volte!
OGSS
RGSS
Multisampling AA
Nvidia GeForce3 – per accrescere performance
2x RGSS e 4x OGSS Non si inviano più texture for subpixels – usa
la stessa texture di colore per i subpixels Usata solo sui pixel di contorno – GPU ha più
intelligenza (è la maggiore differenza dal sovra campionamento)
Quincunx multisampling
Genera 2 campioni per pixel Fatti prestare qualcosa dal vicino
Qualità comparabile al metodo 4x
a metà del costo
Confronto 4X - Quincunx
4X FSAA 4X Quincunx
ATI - SMOOTHVISIONTM
usa un pattern di campionamento jittered
Ogni pixel ha (2x, 4x, 8x) locazioni di campionamneto alternative pre-programmate, jittered.
Pseudo-random-look (La visione umana è meno sensibile a configurazioni di campionamento casuali)
Possibili locazioni perSMOOTHVISION 4x
ATI - SMOOTHVISIONTM
Quake3 screen shot
4x multi-sampling SMOOTHVISION™ 2x High-Quality mode