NVIDIA@I3D：SRAA_子像素重构抗锯齿技术白皮书、文档、视频出笼

Edison

Subpixel Reconstruction Antialiasing

http://research.nvidia.com/publi ... uction-antialiasing

"Subpixel Reconstruction Antialiasing"
Matthäus G. Chajdas (Technische Universität München and NVIDIA), Morgan McGuire (NVIDIA), David Luebke (NVIDIA), in i3D, February 2011
Research Area:         3D Graphics
Author(s):         Matthäus G. Chajdas (Technische Universität München and NVIDIA), Morgan McGuire (NVIDIA), David Luebke (NVIDIA)
Date:         February 2011
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Abstract:         

Subpixel Reconstruction Antialiasing (SRAA) combines single-pixel (1x) shading with subpixel visibility to create antialiased images without increasing the shading cost.

SRAA targets deferred-shading renderers, which cannot use multisample antialiasing.

SRAA operates as a post-process on a rendered image with superresolution depth and normal buffers, so it can be incorporated into an existing renderer without modifying the shaders.

In this way SRAA resembles Morphological Antialiasing (MLAA), but the new algorithm can better respect geometric boundaries and has fixed runtime independent of scene and image complexity. SRAA benefits shading-bound applications.

For example, our implementation evaluates SRAA in 1.8 ms (1280x720) to yield antialiasing quality comparable to 4-16x shading. Thus SRAA would produce a net speedup over supersampling for applications that spend 1 ms or more on shading; for comparison, most modern games spend 5-10 ms shading. We also describe simplifications that increase performance by reducing quality.

rickerlian

Edison 发表于 2011-5-6 23:53
在 SRAA 下，高分辨率的是那些用于 shading 的"几何参数"， shading 的时候就是和屏幕分辨率一样，只是在遇 ...

我对此说法有异议，能否给出这段文字在paper的原文描述

因为

1.根据我对paper的理解，SRAA是一种全处理的AA算法，并不像MSAA(及其衍生)算法，有选择性地采样(降低采样频率)；

2.paper在3.3 Assumptions and Limitations的第二段指出，如果遇到normal和depth都没有变化的区域，会导致画面模糊(子像素级别)，因为子像素重构权重被平均，由此可见，SRAA并没有对  normal和depth都没有变化的区域进行选择性采样，这样的区域仍然会进行子像素重构；paper中指出最后混合(downsample)输出是使用boxfilter，显然boxfilter也不具备选择性采样的能力；不过需要注意的是，SRAA最后混合输出可使用其他filter；

3.paper指出SRAA是一constant time算法，不会受场景三角形数量影响。我认为，不受三角形数量影响，符合全处理算法的特征，例如SSAA的处理时间也是constant time；而选择性处理的算法像MSAA就不能为constant time，因为在极端情况下，MSAA效率可能会下降到SSAA(情况如每个像素都有三角形且每个三角形都比一个像素还小)。

以下是我个人的一些观点，paper指出，shading1个sub pixel并reconstruct其他3个sub pixel的时间远远少于shading4个sub pixel，这就是SRAA的价值。paper还指出，SRAA与MLAA的结合，其实，就是用高分辨率Geometric Information指导MLAA的EdgeDetect过程。

交流交流~~~{biggrin:]

Edison

在 SRAA 下，高分辨率的是那些用于 shading 的"几何参数"， shading 的时候就是和屏幕分辨率一样，只是在遇到 subpixel 遇到不同的三角形时，参数会被先平均而后再计算 shading 。

rickerlian

下了paper来看，很不错的思路
我先描述一下，看看我的理解有没有错：4xSRAA分别有4个geometry sample(对来自deferred shading--Geometry Stage的normal或者depth buffer采样)及一个shaded sample(color buffer采样)，shade sample与其中一个geometry sample是重合的，其余3个geometry sample的颜色需要用相邻像素及几何信息(例如normal，depth)来决定：用相邻像素的几何信息来决定相邻像素的采样权重，根据权重对相邻像素采样并混合，得到这个geometry sample的颜色。最后，4个采样点的颜色再混合输出为一个像素。

获取geometry sample颜色的过程就是SRAA里面的SR，subpixel reconstruction。

概括来说，SRAA就是用高分辨率normal或者depth buffer(来自deferred shading--Geometry Stage)对正常分辨率的color buffer(可能来自Lighting Stage)进行upsample，得到与normal或depth buffer具有相同分辨率的color buffer，再downsample输出。

文中提到的cross bilateral filtering就是根据与原图相关的额外信息对原图进行过滤的方法，这里的额外信息就是指normal及depth buffer，没有这些几何信息，就无法对color buffer进行AA过滤。虽然有些方法可以猜测color buffer内几何图形的边界(根据颜色猜测，颜色对比强烈，就认为是边界)，但效果不理想，就像MLAA，会把同一个平面内的字体及背景颜色混合在一起。

Edison

如果你对这个技术不满意，可以提出自己的见解，这里是架构区而不是牢骚区。

solidusmic

这种特效一般不开.
现在的绝大部分游戏,
主流显卡主流游戏
1920x1200下
调低shader关ＡＡ
才能跑顺畅。

扯这些，空中楼阁

等到条件允许，能实现大范围应用了，
新可替代技术又出来。　

Edison

Edison

作者认为下一个方向是 SRAA 与 MLAA 结合，原因是 MLAA 虽然会造成过分模糊，但是能对着色边缘实现求解，而 SRAA 则不能。

We believe the next step is to combine ideas from SRAA and MLAA. SRAA uses relatively inexpensive geometric information to improve expensive shading results and is able to produce very good edge antialiasing. MLAA’s heuristics often produce overblurring (Figure 2), but it is able to resolve shading edges that SRAA cannot. These include texture, shadow, and specular highlight boundaries. An algorithm that combines heuristic shading weights with accurate geometric weights may be able to achieve higher quality than either alone in practice.

Edison

Frostbite 2 游戏引擎（Battlefield 3 采用引擎）截图：

http://graphics.cs.williams.edu/papers/SRAAI3D11/large-detail.jpg

图片说明：
SRAA reconstructs subpixel edges while preserving sharp texture and shading features. The large image was processed by SRAA. The details compare the 1x input, the SRAA output, and the 16x shaded reference. Scene courtesy of DICE from the Frostbite 2 game engine. Zoom the electronic version of this paper to see pixel-scale detail. The reconstruction at the target resolution (19201080) took 2.5 ms.

Edison

2.X MB 的 PNG 格式图片（截取自 Crysis 2）：

http://graphics.cs.williams.edu/papers/SRAAI3D11/crysis2.png

图片说明：

This scene contains many sources of geometric aliasing with low shading frequency, which are particularly well suited for SRAA. For instance, it is able to correctly reconstruct the brick structure along the roof, as well as the bent fence at the far end. The image has been reconstructed using 4 subsamples on an ordered grid to a target resolution of 19201080 pixels in 2.5 ms. Scene courtesy of Crytek from Crysis 2.

Edison

白皮书出来了，从对比图片看，不会像 MLAA 那样对几何体内部的纹理造成干扰：

我说的是事实

看到标题就猜是mlaa，进来一看果不其然

yyzjp

ifu 发表于 2011-1-24 11:12
找个心理医生好好看看

哈哈，别这样啊。

Thomson Reuters 的3面成功了，改天就高高兴兴去上班咯。。。所谓东方不亮西方亮。。。

ifu

yyzjp 发表于 2011-1-24 10:35
昨天晚上做了个奇怪的梦，梦到我去Oracle上班，刚座下来发现Edison座我对面，我好奇的问：您是CHO吗，对方说 ...

找个心理医生好好看看

yyzjp

昨天晚上做了个奇怪的梦，梦到我去Oracle上班，刚座下来发现Edison座我对面，我好奇的问：您是CHO吗，对方说：是的。搞得我一阵狂喜，我说：您怎么会在这里上班呢？

都怪我，Oracle 3面失败后老做奇怪的梦。。。

disruptor

回复 66666 的帖子

速度快，基本无需什么显卡资源，属于一种后处理技术

66666

SRAA根CSAA比较有何优势呢？

3118595

抵制一切浆糊AA   不管是哪家的   当然如果实际使用好的话热烈欢迎-_-

那啥  这对显卡要求小点么？

SnakeLee

现在看，NV的后发“我们也有”系列都带点打脸属性，相对其竞争者而言

BDFMK2

MLAA的算法本来就可以改进的吧，只不过换个名字而已