games101 笔记03（光栅化）

光栅化

把屏幕栅格化，对每个栅格的内容进行采样

屏幕显示设备（成像设备）

• 阴极射线管：早期的电视光栅化设备CRT(Cathode Ray Tube) 电子打到显示设备上，伤眼睛，一行一行扫描输出，优化的时候隔行扫描（每帧切换奇偶行扫描，高速运动会造成撕裂）
• LED 发光二极管
• 电子墨水屏：通电黑白可以翻转，看起来自然，刷新率很低
• LCD 液晶显示器：FrameBuffer 映射到屏幕上。通过液晶的扭曲来控制光的状态（光的波动性）
  

屏幕空间

把屏幕按像素栅格化，分辨率1920*1080 是指水平1920个像素，竖直1080像素，再通过显示设备显示对应栅格上的颜色，每个栅格也称为像素。下面这个图是以屏幕左下角作为坐标系，UE里面坐标系是在左上角

把投影空间内容是在-1到1中，通过拉伸和平移适配到屏幕上

三角形光栅化

已经得到要画的三角形如下，对像素进行采样
减少遍历的方法1：基于轴向的包围盒AABB

方法2：每一层只遍历可能在里面的像素点

锯齿

光栅化后发现三角形形状走样(锯齿)

几种采样瑕疵

信号变换速度太快，采样速度跟不上变换的速度

摩尔纹:去除奇数行奇数列

眼睛采样率不够的情况会看到错误的旋转方向

抗锯齿

采样之前先模糊（滤波），再进行采样

时域：图片信息（可以转换成一堆波长的叠加）
频域：图片的波的信息（频率、振幅）

傅里叶变换：任何周期函数，都可以看作是不同振幅，不同相位正弦波的叠加，用于时域和频域的转换

时域转频域，中心定义为低频区域，两边是高频区域，亮度表示信息量，不用去想和原图的对应关系，只要知道高频区域和信息多少，以及可以通过滤波进行去除一些频率信息就行。

高通滤波,只剩下边界

低通滤波（去除边界）
在空间域做卷积，相当于在频域做乘积

低通过滤器时域和频域对应关系，选择的box 越大对应越多的卷积空间，模糊力度越强，对应的低通效果越好，所以越亮

时域上采样等价于频域上进行复制，时域采样越稀疏，频域复制越紧凑会导致时域复制的内容叠在一起，走样

去掉高频部分再进行采样，防走样，走样就是对应时域中两个形状叠在一起

抗锯齿

MSAA (多重采样，并没有提升分辨率)
多个采样点（多次采样平均值=模糊），计算出采样点在三角形的面积

FXAA(快速近似抗锯齿，图像的后处理，换掉锯齿边界)
TAA （时分采样，复用上一帧的采样信息）

超分辨率：
DLSS(低分辨率采样，机器学习来猜测缺少的信息提升分辨率：DLSS 会对多个分辨率较低的图像进行采样，并使用先前帧的运动数据和反馈来重建原生质量图像)
DLAA(基于AI的抗锯齿)

• MSAA （MultiSampling Anti-Aliasing）分辨率不变，采样次数变多，多次采样混合，画面效果（混合多会糊）不如SSAA
• FXAA （Fast Approximately -Aliasing）分辨率不变，采样后对周围像素进行混合，相当于只是对原图进行模糊化（速度快，消耗低）
• TAA 时分抗锯齿
• TSR 减少高复杂几何体闪烁

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