保守形態抗鋸齒 (CMAA) - 2014 年 3 月更新

本文摘自英特爾公司的 Leigh Davies 在 IDZ 發表的一篇博文，重點介紹了 Leigh 及其同事 Filip Strugar 被稱為保守形態抗鋸齒的全新抗鋸齒技術工作成果。 以下為博文內容以及可供您檢查的項目 

本例演示了一項被稱為保守形態抗鋸齒的基於圖像的全新抗鋸齒技術，可在此處下載。 該技術最初由英特爾的 Filip Strugar 發用於 Codemasters® 的 GRID2，是一款針對傳統多樣抗鋸齒 (MSAA) 的高性能替代方案，能夠解決現有抗鋸齒技術藝術問題。 本例支持在一個實時渲染的場景下針對現有圖像對比 CMAA 與多項流行的技術和硬體 MSAA。 該場景使用簡單的 HDR 技術渲染，包括基本動畫，支持用戶不同的技術如何處理失真以及圖像靜態部分。

MSAA 長久以來就被用於減少電腦遊戲中的和顯著改善其視覺。 基本 MSAA 的運行方式是，每像素運行一次像素著色器，以高於正常解析度的解析度（通常為 2 倍到 8 倍）運行覆蓋和遮擋測試，然後合併結果。 雖然速度明顯高於超級採樣，但它與無抗鋸齒處理相比仍花費較多的成本，並且難以藉助技術來實施例如，本例使用了自定義全屏通以獲得正確的後 HDR 色調映射 MSAA [Humus 關於 ShaderX6 的文章] [6]。

MSAA 的替代方案是使用基於圖像的抗鋸齒 (PPAA)它通過形態抗鋸齒 (MLAA) 的 GPU 埠 [Reshetov 2009] [1]，以及「增強型子像素形態反鋸齒」(SMAA) [2] 和 NVidia 的「快速近似抗鋸齒」 (FXAA) [3] 等。 相於 MSAA，這些 PPAA 技術易於在 MSAA（例如延遲光照及其他不基於幾何的抗鋸齒）但缺乏足夠的子像素準確度且臨時穩定性較低的場景中運行。 它們還會引起可感知的紋理和文本模糊，因為邊緣檢測算法很難區分有意的顏色不連續與渲染不當導致的不想要的。
目前最流行的兩種 PPAA 算法是：

1. SMAA 是一種基於 MLAA 的算法，但具備多項創新和改進，質量/性能。 它可實施高級模式識別和局部對比度調整，較為昂貴的可使用臨時超級採樣來降低臨時不穩定性並改進質量。 本文中提及的 SMAA 算法版本最新的公共代碼 v2.7。
2. FXAA 產生效果的速度較快。 但是，FXAA 的顏色不連續性形狀檢測功能較為簡單，易引起的（通常是不想要的）圖像模糊。 默認情況下，它的 kernel 大小相有限，因此不能充分地對邊緣較長的形狀進行抗鋸齒處理，同時kernel 大小會影響性能。 除非另有說明，否則本文提及的 FXAA 算法版本是 v3.8（除 3.8 外，示例中添加了最新的 v3.11）。

在本例中，我們將介紹一項名為保守形態抗鋸齒 (CMAA) 的新技術。 CMAA 可滿足現有技術目前無法滿足的兩個要求：

1. 在集成 GPU 等中低 GPU 硬體上高效運行，同時提供高質量的抗鋸齒解決方案。 在採用 15 瓦第四代英特爾® 酷睿™ 處理器以 1600x900 的解析度開發技術時，滿足 300 萬的預算要求。
2. 最大限度減少，從而在大量應用中替代 2xMSAA，其中包括文本、圖案重複、幾何圖形（電線、網格圍欄、植物）和圖像移動等最糟糕的場景。

在英特爾第四代 顯卡硬體及更高版本上，CMAA 的計算成本介於 FXAA 和 SMAA 1x 之間（其成本是默認的 FXAA 3.11 的 0.9-1.2 倍，是 SMAA 1x 的 0.45-0.75 倍）。 與 FXAA 相比，CMAA 提供了顯著增強的圖像質量和臨時穩定性，因為它可正確處理達 64 個像素的邊緣線，而且採用一個只處理對稱不連續的算法以避免不想要的模糊（因此更為）。 與 SMAA 1x 相比，CMAA 的抗鋸齒能力較弱，因為它處理的形狀類型較少，但仍能減少模糊變形並高臨時穩定性（受輕微幀間圖像變化的影響較小）。

點擊查看全文：https://software.intel.com/zh-cn/articles/conservative-morphological-anti-aliasing-cmaa-update/?utm_source=CSDN.com&utm_medium=Text%20Link&utm_campaign=GameDev_PRC_Q215_CSDN