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◆CGで画素ずらしアンチエイリアス処理

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2008/11/27
本記事よりさらに簡単に 効率的にジャギーを低減する(ノイズを高域に追いやる) 手法を◆酔歩サンプリングでジャギー追放に置きました。
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CGに於けるジャギー(エイリアス)の効果的でかつ効率的な抑圧を行う手法の提案。

縦横半画素ずつずらした画面を生成し、本来の画面と半画素ずらした 画面を用いてジャギー低減演算を行う。

従来CGのジャギー低減処理は一旦生成した画像に対し、元のCGモデル とは全く無関係に、単純にアンチエイリアス処理をかけていた。
ジャギーの発生の原因は適切なフィルターをかけないサンプリング処理に あり、一旦出来上がったジャギーに後からフィルタをかけても 望ましい結果は得られない。

本提案は最終生成画像と同解像度で半画素分ずらした画像データ を生成しアンチエイリアス処理または単純なコンボリューション フィルタ処理 に用いることにより、適切なサンプリング 前フィルタ処理を施すことと等しくなり、高画質な画像を生成可能とする。

本提案の処理概念を示す。

図-1は基本の画素空間を示している。

図-2は縦横に半画素ずつずらした空間である。

図-3はこの空間にあるCGモデルである。

図-4はCGモデルを基本の画素空間に描画したものであり、 CGモデルを表示する画素を半透明の緑で示している。 従来はこの画像に対しアンチエイリアス処理を行っていたが、 一旦できあがった斑(むら)を無くすことはできなかった。

図-5は縦横に半画素ずらした空間へ描画したものであり、 CGモデルを表示する画素を半透明の青で示している。

図-6は本来の画像と半画素ずらした画像を重ねたものである。 本来の画像にあった斑(むら)が解消されているのが分かる。 この情報を元に、本来の画像空間に描画することにより ジャギーの少ない画像を得る。

本提案では補助的に作成する画像は本来の画像と同じ解像度 ですむ。縦横2倍の解像度の画像を作成しこれにフィルタを かけることによりジャギー低減は可能であるが生成負荷が 高くなる。本提案では小さい負荷で効果的にジャギー低減 ができる。また、補助的画像は全体を保持する必要はなく 計算に利用する部分だけを持つことにより領域の負担も 小さくできる。

図-1

図-2

図-3

図-4

図-5

図-6

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Shadeに導入するのは簡単だと思うのでぜひ。

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