A jornada de hoje: antialiasing
- O antialiasing é uma forma de arte que evoluiu ao longo de décadas de matemática, técnicas criativas e inovação contínua.
- Existem várias abordagens, como SSAA, SMAA e DLAA, e cada uma busca alcançar o mesmo objetivo de maneiras diferentes.
- Este artigo examina como esses métodos funcionam e apresenta uma nova forma de resolver o problema: o antialiasing analítico.
Configuração
- Para entender os algoritmos de antialiasing, a implementação usa um canvas WebGL para desenhar um círculo em movimento.
- Se a resolução estiver alta demais para que o aliasing seja visível, é possível reduzi-la para observar o efeito.
Análise técnica
- Entender o código de GPU não é obrigatório, mas ajuda a compreender a parte analítica.
- O círculo não é desenhado geometricamente, mas sim por um shader.
SSAA
- SSAA significa super sampling anti-aliasing e funciona renderizando em uma resolução maior antes de fazer o downsampling.
- A implementação é simples, mas exige muita memória e processamento.
- É necessário um posicionamento adequado das amostras, além de uma integração profunda com o pipeline de renderização.
MSAA
- O MSAA realiza super sampling apenas na silhueta do modelo, em geometrias sobrepostas e nas bordas de texturas.
- É implementado por hardware, e o suporte varia conforme o hardware.
- Em certas situações, pode não ter custo de desempenho.
Antialiasing de pós-processamento
- Em 2009, o artigo de Alexander Reshetov deu origem ao MLAA.
- O FXAA é um algoritmo desenvolvido com inspiração no MLAA, com baixo custo de desempenho e implementação fácil.
- Ele é mais eficaz em cenas complexas.
Antialiasing analítico
- O antialiasing analítico aborda o problema ao contrário: como já conhece a forma necessária, desenha na tela pixels que já estão com antialiasing aplicado.
- Não requer buffers adicionais nem exigências de hardware, e pode rodar até em WebGL 1.0 básico ou OpenGLES 2.0.
- Ele calcula o tamanho do pixel para suavizar gradualmente as bordas da forma.
Implementação
- Com o uso de campos de distância com sinal, é possível saber a distância entre cada ponto amostrado e a forma desejada.
- Para calcular o tamanho do pixel, são usadas as funções
dFdx, dFdy e fwidth.
- A mistura é feita com alpha blending ou MSAA + Alpha to Coverage.
- É possível otimizar o desempenho usando
linearstep no lugar de smoothstep.
Conclusão
- O antialiasing analítico fornece bordas suaves ao fazer um fade preciso nas extremidades da forma.
- Há várias formas de implementação, permitindo escolher entre desempenho e precisão.
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