Antialiasing tratto da: Han-Wei Shen.

Presentazione sul tema: "Antialiasing tratto da: Han-Wei Shen."— Transcript della presentazione:

1 Antialiasing tratto da: Han-Wei Shen

2 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

3 Rendering è un processo di campionamento

4 Rendering è un processo di campionamento
rendere una curva

5 Veloce rassegna di campionamento di segnali
Due passi nella rappresentazione digitale di un segnale: campionamento e ricostruzione Aliasing può derivare da entrambi i passaggi

6 Alias provocato da sotto-campionamento
una ruota sembra girare in senso inverso Osserva solo a 1/4 della frequenza problema di sotto campionamento

7 Alias provocato da sotto-campionamento
segnale 1D segnale effettivo segnale campionato

8 Alias provocato da sotto-campionamento
segnale 2d: moirée aliasing moderato aliasing più forte

9 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

10 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

11 Ricostruzione Dopo aver campionato (idealmente) in modo corretto, dobbiamo ricostruire il segnale continuo Si procede usando filtri di ricostruzione

12 Filtri di ricostruzione
Filtri più comuni: Tent filter Box filter Sinc filter = sin(px)/px

13 Box filter Molto semplice ma non molto buono

14 Tent Filter Basato su interpolazione lineare. Migliore ma ancora non smooth

15 Sinc Filter Filtro passa basso ideale:

16 Ri-campionamento Minification and Magnification – ricampiona il segnale a risoluzioni diverse Minification Magnification (note the minification is done badly here)

17 Magnification facile da usare, ricampiona semplicemente il segnale ricostruito Segnale ricostruito Ricampionamento a maggiore frequenza del segnale ricostruito

18 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

19 Tecniche di Antialiasing in tempo reale
Tecniche pratiche usate in hardware grafico

20 Algoritmo basati su spazio schermo
Approccio comune: campiona più fittamente la scena e calcola la media (sovracampionamento) risultato Idea

21 Differenti schemi di sovracampionamento
Formula comune: c(i,x,y): colore del campione i per pixel(x,y); wi: peso Diversi schemi di sovracampionamento

22 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

23 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)

24 Quincunx multisampling
Genera 2 campioni per pixel Fatti prestare qualcosa dal vicino Qualità comparabile al metodo 4x a metà del costo

25 Confronto 4X - Quincunx 4X FSAA 4X Quincunx

26 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 per SMOOTHVISION 4x

27 ATI - SMOOTHVISIONTM 4x multi-sampling Quake3 screen shot
2x High-Quality mode Quake3 screen shot