MSAA的理解（个人向）

科技前沿 • 2025-01-08 19:54 • 阅读 38

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1. 大致流程

这里直接给出流程

首先，深度/模板缓冲，颜色缓冲都是4x于原本的缓冲区。
除了深度/模板缓冲，颜色缓冲，还有个Coverage Mask 的纹理，它的大小应该是等于原缓冲区，它的R G B A通道分别对应4个子像素采样点的覆盖情况
光栅化阶段，对于当前三角形片元，针对每一个子像素采样点（如上图，是4个）
1. 进行覆盖判断（Coverage Mask）：当前子像素采样点，是否在这个三角形片元内
2. 裁剪（scissor reject）完再执行是必须的，要得到coverage mask，不仅仅看4个sample中是否被三角形覆盖到（光栅化），还要看是否在scissor内部。
如果Coverage Mask 的值是(0,0,0,0)，则不进行后续操作——流程终止。
执行像素着色器，进行光照计算。只要覆盖了，无论覆盖多少个采样点，都使用当前片元的颜色进行fragment shading
进行遮挡判断（深度测试）。

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深度怎么来的？光栅化的时候应该做了：对三角形片元的三个顶点的深度，进行线性插值，得到像素中心处的深度（举个例子：红色梯形的三个覆盖采样点 $(0, 2, 3)$ ，其深度都是一致的，都是当前片元，根据像素中心绿点，插值得到的深度）；然后和4个子像素采样点的深度进行比较（GL_Less）（上一个三角形片元的深度）
深度测试通过，而且Coverage Mask 也通过的，则将fragment shading得到的颜色，copy到对应的color buffer 4x的位置，例如：只覆盖了采样点1，那么就只给采样点1复制颜色
一般来说，绘制一个物体之后，不会立马进行resolving，而是继续绘制场景
时机成熟后（例如：场景都画完了），进行Resolving操作，其中，像素的颜色可以简单的使用如下方法求出（均值方法）：
$C_{final}=\frac{\sum_{i=1}^{4}{C_{sample\_i}}}{4}$
而Depth\Stencil 则可以使用 Min、Max、Sample0 三种模式。

像超采样一样，过采样的信号必须重新采样到指定的分辨率，这样我们才可以显示它。这个过程叫解析（resolving）。在它最早的版本里，解析过程是在显卡的固定硬件里完成的。一般使用的采样方法就是一像素宽的box过滤器。

在这里插入图片描述

2. SSAA和MSAA

SSAA所抵抗的抗锯是两个方面：
- 一个方面是：光栅化阶段会产生锯齿（比如三角图元的边界）
- 另一个方面是pixel shader stage（shader的本质是：通过shader输入参数，利用一个公式计算出结果，这个公式其实是个连续函数，而我们的shader执行次数确是有限的，所以本质上跟几何锯齿的产生原因一样，都是用离散有限的数据，表示一个连续的事物，如果要抗shader锯齿，那也自然而然是提升shader执行的次数频率，SSAA正是这样做的）。
MSAA只是做了几何阶段的抗锯齿（多生成了片元），而忽略shader方面的锯齿（这个就是为什么只算一次fragmen的原因，因为他不做shader方面的抗锯齿，所以MSAA的渲染质量其实是比SSAA要低的，其实shader产生的锯齿大多数情况下都没有几何锯齿那样明显，所以MSAA用这个细微的损失换来了性能上的提升）

3. 参考资料

深入剖析MSAA
MSAA的几个疑问
现代图形API的MSAA

MSAA的理解（个人向）

1. 大致流程

2. SSAA和MSAA

3. 参考资料

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