Games-101 闫令琪 5-6讲 光栅化处理 （笔记整理）

首先是第四讲Transformation没讲完的一点点内容 Viewport transformation

Viewport transformation

在projection结束后，所有几何体都已经被放在了一个[1, 1]^3中，下面就是如何把成像显示在屏幕上的过程
视角和宽高比的定义

视角（Vertical Field of View）：取屏幕的上下边缘的中心点与（0，0）所成角度
宽高比（Aspect ratio）：屏幕宽度和高度之比
利用这两个概念就可以轻松确定屏幕的各个要素

(图片来源：课程配套ppt)

屏幕的定义

（图片来源：课程配套ppt）

我们其实只要对原矩阵乘上矩阵$M_{Viewport}$
$$\left[\begin{array}{cccc}width/2& 0& 0& width/2\\ 0& height/2& 0& height/2\\ 0& 0& 1& 0\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]$$

Rasterization

本质上就是一个把图像识别并显现出来的一个过程
Drawing to Raster Displays

一些常见光栅化设备

Oscilloscope（早期）
CRT（示波器）
Frame Buffer（显存缓冲显示）
LCD（液晶显示）——利用光线的方向穿过液晶时方向转变，实现像素点不同的显示
LED——不同颜色提前设定，只有是否显示两种状态
Electrophoretic (Electronic Ink) Display——Kindle内部原理，刷新率低，但效果真实

Triangle——基础图形

Sampling——取样

由于取样速度跟不上信号变化速度导致图像失真，或者走样（或者是频率）

Aliasing（Jaggies）——锯齿

AntiAliasing——抗锯齿（AntiAlised Sampling）

方法一：提高分辨率

方法二：取样前模糊化（Blurring）处理

Filtering（滤波）= Convolution（卷积）

取样时对每一个像素块进行平均化处理，然后根据值的大小用不同灰度显示

卷积定理——两种选择结果相同
（时域下卷积，频域下乘积）

（图片来源：课程配套PPT）

Repeating的理解

从另一层面上讲：Sampling本质上是重复频域内容的结果

https://www.researchgate.net/figure/The-evolution-of-sampling-theorem-a-The-time-domain-of-the-band-limited-signal-and-b_fig5_301556095
Aliasing本质上是部分频域出现交叉的结果，所以我们也就明白了为什么模糊化处理可以抗锯齿。

（图片来源：课程配套PPT）

方法三：超级样本（Supersampling）MSAA

对一个像素点进行更小的拆分，根据包含在图形内部的点的个数来作为这一点处的取样值，但是会有一定的代价（cost）

（图片来源：课程配套PPT）

Today AntiAliasing

FXAA

图像化处理，对含锯齿的图像进行后期处理

TAA

根据上一帧的情况，作为这一帧图像的主要数据，但是主要应用于静态图像，动态图有别的处理方式。

DLSS

(Deep Learning Super Sampling)
通过人工智能的帮助，大量数据训练后即可对一些锯齿位置进行近乎准确的猜测，达到我们的目的。