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图形开发笔记 - 抗锯齿篇(5)SMAA

发布网友 发布时间:2024-09-17 06:02

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热心网友 时间:2024-10-20 11:49

SMAA(Enhanced Subpixel Morphological Antialiasing)是一种后处理抗锯齿技术,建立在Jimenez优化改造后的MLAA(形态学抗锯齿)算法之上。其主要目的是解决图像边缘的锯齿问题,提高视觉效果。

处理流程包括三个步骤:边缘检测、计算权重因子、混合周围像素。SMAA在此基础上做了改进,加入了针对尖锐几何特征的处理、对角线模式识别和对局部对比度的考虑,并优化了距离搜索算法。

SMAA的第一步是图像边缘检测。在常规边缘检测的基础上,SMAA考虑了局部对比度,扩大了比较范围,更准确地检测边缘。边缘信息绘制到纹理(edgesTex),存在左边缘的像素r值设为1,存在上边缘的像素g值设为1。

在形状检测及权重计算阶段,SMAA针对水平方向和垂直方向的锯齿进行了处理。首先检测像素到边缘左右两端的距离以及边缘的形状,从而得到权重因子。在搜索边界时,SMAA使用硬件的双线性插值机制,一次获取4条边的情况,避免了错过交叉边的问题。同时,提供了一张查找表(searchTex),快速获取回退距离。

在形状检测阶段,SMAA判断交叉边的朝向,确定边缘形状。通过硬件线性插值机制,只需一次采样即可获取交叉边信息。得到端点坐标和距离后,计算权重因子,这一步与Jimenez版MLAA保持一致,省去了像素截断面积的计算。

整张贴图分为25个小格,对应不同的形状和权重因子。权重因子用于颜色混合,以抗锯齿。为了保留尖锐形状,SMAA引入了对真正转角的检测,通过调整权重因子实现。

SMAA还改进了对角模式的处理,通过检测对角线,使矢量化更加准确。这一步与水平垂直方向的处理类似,分为查找距离、提取交叉边信息和综合信息获取权重。

颜色混合阶段,根据权重信息将像素与其邻接像素混合,实现抗锯齿效果。混合时考虑了当前像素与上下左右四个邻接像素的权重,决定混合的方向。像素颜色的混合利用硬件线性插值机制实现。

SMAA相比MLAA的主要优点在于对锯齿的精细处理和良好的效果,但缺点是需要三个Pass,性能开销较高。

开源实现可在Unity中找到,相关参考资料包括:SMAA技术文档、反走样技术相关文章。
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