Language
Country/Area
No result found
تكنولوجيا تحسين الصور المذهلة: كيف تعمل الترشيح المتباين على كسر قيود الترشيح التقليدي؟
في أواخر تسعينيات القرن العشرين، وبسبب قيود نطاق عرض الذاكرة، أصبح استخدام الترشيح المتباين الخواص شائعًا وأصبح ميزة قياسية لبطاقات الرسوميات الاستهلاكية. تعد هذه التقنية شائعة في أجهزة الرسوميات الحديثة (وبرامج تشغيل الفيديو)، ويمكن للمستخدمين تمكين تقنية التصفية هذه من خلال إعدادات برنامج التشغيل أو واجهات فهرس اللعبة.يمكن أن تحافظ عملية الترشيح المتباينة الخواص على "الوضوح" الذي تفقده تقنية mipmap التقليدية في عملية تجنب التعرجات.
مقارنة مع الخوارزمية المتساوية الخواص
تمكنك الفلترة متباينة الخواص من الحصول على تقنية فلترة نسيجية سريعة مضادة للتعرج، مما يحافظ على تفاصيل نسيجية حادة في جميع زوايا المشاهدة. تقوم تقنية mipmap المتساوية الخواص التقليدية بتقسيم الدقة على كل محور إلى النصف مع انخفاض دقة كل طبقة. وبالتالي، عند عرض المستويات الأفقية بزوايا مائلة، ستؤدي نتيجة التقليل إلى نقص في الدقة الأفقية بسبب انخفاض تردد الصورة في المحور الرأسي.
على سبيل المثال، عند تطبيق الترشيح المتباين على نسيج بحجم 256x256، فلن يصبح فقط 128x128، بل أيضًا دقة غير مربعة مثل 256x128 و32x128.
باستخدام الترشيح المتباين الخواص في mipmap، من الممكن اكتشاف الصور ذات العينات المتباينة الخواص عندما يكون تردد صورة الملمس مختلفًا لكل محور ملمس. بهذه الطريقة، لن يصبح أحد المحاور مشوشًا بسبب تردد الشاشة للمحور الآخر، مع تجنب التعرجات في نفس الوقت.
درجة التباين
أثناء عملية العرض، يمكن تطبيق درجات مختلفة من الترشيح المتباين الخواص، حيث تشير الدرجة إلى أقصى نسبة متباينة الخواص التي تدعمها عملية الترشيح. على سبيل المثال، ستعمل الترشيح المتباين الخواص 4:1 ("أربعة إلى واحد") على تعزيز وضوح القوام المنحرف بشكل أكبر خارج نطاق 2:1. من الناحية العملية، يعني هذا أنه في حالة القوام المشوهة للغاية، سيظهر مرشح 4:1 أكثر حدة بمرتين من مرشح 2:1.
ومع ذلك، فإن معظم المشاهد لن تتطلب تصفية 4:1، فقط البكسلات الأكثر انحرافًا والأبعد عادةً ما تتطلب تقنيات تصفية أكثر وضوحًا.
يعني هذا أنه مع زيادة درجة الترشيح المتباين، ستكون هناك عائدات متناقصة على تحسين الجودة التي تراها العين المجردة، مع وجود عدد صغير نسبيًا فقط من وحدات البكسل شديدة الانحراف التي تُظهر نسيجًا أكثر وضوحًا.
طرق التنفيذ
يتم إجراء الترشيح المتباين الخواص الحقيقي بشكل متناسب على أساس فوري لكل بكسل. في أجهزة الرسومات، عندما يتم إجراء أخذ العينات المتباينة، يتم عادةً إجراء العديد من المجسات حول النقطة المركزية للنسيج، استنادًا إلى الشكل المتوقع لتلك البكسل. استخدمت طرق البرمجيات السابقة في الغالب جداول المساحة المجمعة. عادةً ما يكون كل مسبار ترشيح متباين الخواص عبارة عن عينة mipmap مفلترة في حد ذاته، وبالتالي فإن هذه العملية تزيد من تعقيد أخذ العينات.
ومع ذلك، فإن هذا التعقيد في الترشيح ليس مطلوبًا دائمًا. هناك عدة طرق لتقليل عبء العمل على أجهزة عرض الرسومات. في أجهزة الرسومات، من الأكثر شيوعًا تجميع قيم البكسل المفلترة من صف واحد فقط من عينات mipmap.على سبيل المثال، قد تتطلب ستة عشر عينة ثلاثية الخطوط متباينة الخواص 128 عينة، في حين تتطلب تصفية خريطة mipmap ثلاثية الخطوط أخذ أربع عينات لكل خريطة mipmap، متبوعة بستة عشر عينة متباينة الخواص أخرى.
الأداء والتحسين
قد يؤدي عدد العينات المطلوبة إلى جعل الترشيح المتباين يتطلب نطاقًا تردديًا مكثفًا للغاية. نظرًا لأن القوام المتعددة شائعة، فقد يكون حجم كل عينة أربعة بايتات أو أكثر، وبالتالي قد تحتاج كل بكسل متباين الخواص إلى جلب 512 بايت من ذاكرة القوام. لسوء الحظ، قد تحتوي شاشات التلفزيون الحالية بسهولة على أكثر من مليوني بكسل، ومعدلات إطارات التطبيق المطلوبة عادة ما تكون أعلى من 60 إطارًا في الثانية.
ولحسن الحظ، هناك عدد من العوامل التي يمكنها تحسين الأداء. تشارك المجسات نفسها عينات الملمس المخزنة مؤقتًا، سواء عبر وحدات البكسل أو داخلها. حتى مع الترشيح المتباين الخواص لـ 16 عينة، ليست كل العينات الـ 16 ضرورية، لأن ملء البكسل البعيد والمائل فقط سيكون متباين الخواص بدرجة كبيرة.وبالتالي، فإن متطلبات النطاق الترددي لعمليات عرض الملمس يمكن أن تصل إلى مئات الجيجابايت في الثانية، وهو أمر ليس غير شائع عندما يتعلق الأمر بعمليات الترشيح المتباينة الخواص.
في هذا السياق، نجحت تقنية الترشيح المتباين الخواص في تلبية متطلباتنا فيما يتعلق بجودة الصورة بدرجة غير مسبوقة، الأمر الذي يجعلنا نتساءل: في أي اتجاه ستتطور تكنولوجيا التصوير في المستقبل؟ هل ستصبح أكثر واقعية واستثنائية؟
