簡介

在白色背景上繪製一條黑色線條時，計算機或 GPU 在最基本層面上只會確定應該將哪些畫素設定為黑色。這對於水平或垂直線條非常有效。然而，如果線條是斜線，你將立即看到線條不平滑，而是鋸齒狀的。然而，如果我們不僅使用黑色和白色，而且還策略性地放置灰色畫素，我們就可以欺騙我們的眼睛，使線條看起來更加平滑。這被稱為抗鋸齒。有各種方法可以對線條、其他形狀甚至文字進行抗鋸齒。最古老的技巧是在放大兩倍的情況下繪製線條，然後將得到的黑白影像縮小到原始大小，取每個 2x2 畫素組的平均值。結果影像將有 5 種灰色陰影（包括黑色和白色），並且是一個很大的改進。當然，你也可以將線條放大三倍、四倍甚至更多倍（對於 10、17 或更多種灰色陰影）。這種技術被稱為超取樣。它非常耗時，因為你必須渲染更大的影像，而且它只提供有限數量的陰影。然而，它最大的優點是這種技術非常簡單，並且適用於 *任何* 型別的影像，無論是線條、文字還是 3D 場景。

使用累積緩衝區進行超取樣

我們可以使用累積緩衝區實現相同的技術。然而，問題是累積緩衝區不比普通的顏色緩衝區大，它的大小完全相同。相反，我們可以多次渲染同一個場景，但每次都稍微偏移一點。假設我們從以下設定模型-檢視-投影矩陣並渲染幀的程式碼開始

glm::mat4 modelview = glm::lookAt(...);
glm::mat4 projection = glm::perspective(...);
glm::mat4 mvp = projection * modelview;
glUniformMatrix4fv(uniform_mvp, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(mvp));
draw_scene();
glSwapBuffers();

如果我們想要進行 2x2 抗鋸齒，我們分別將場景偏移 (0, 0)、(0.5, 0)、(0, 0.5) 和 (0.5, 0.5) 個畫素。這很容易做到；在我們對頂點應用模型-檢視-投影矩陣之後，我們有了螢幕座標，其中 (0, 0) 對應於視窗的左下角，(1, 1) 對應於視窗的右上角。因此，為了偏移 (0.5, 0.5) 個畫素，我們需要應用 (0.5 / w, 0.5 / h) 個單位的平移，其中 w 和 h 是視窗的寬度和高度（以畫素為單位）。這就是結果

glm::mat4 modelview = glm::lookAt(...);
glm::mat4 projection = glm::perspective(...);

for(int i = 0; i < 4; i++) {
  glm::vec3 shift = glm::vec3((i % 2) * 0.5 / w, (i / 2) * 0.5 / h, 0);
  glm::mat4 aa = glm::translate(glm::mat4(1.0f), shift);
  glm::mat4 mvp = aa * projection * modelview;
  glUniformMatrix4fv(uniform_mvp, 1, GL_FALSE, glm::value_ptr(mvp));
  draw_scene();
  glAccum(i ? GL_ACCUM : GL_LOAD, 0.25);
}

glAccum(GL_RETURN, 1);
glSwapBuffers();

練習

將此技術應用於任何之前的教程。
嘗試 3x3、4x4、8x8 和 16x16 畫素抗鋸齒。你認為在質量上沒有提升的點在哪裡？
這真的與渲染更大的影像然後縮小它相同嗎？那麼小於一個畫素的線條呢？
你可以將此技術與運動模糊有效地結合起來嗎？