抗锯齿像素渲染

Question

我正在尝试实现抗锯齿像素渲染。我的基本思路是渲染4个像素而不是1个像素，然后根据每个“真实”像素到“虚拟”像素的距离给予其一个权重：

void put_aa_pixel(double x, double y)
{
    int x0 = int(x);
    int x1 = x0 + 1;
    int y0 = int(y);
    int y1 = y0 + 1;

    double weight_x1 = x - x0;
    double weight_x0 = 1 - weight_x1;
    double weight_y1 = y - y0;
    double weight_y0 = 1 - weight_x1;

    put_pixel(x0, y0, int((weight_x0 * weight_y0) * 255));
    put_pixel(x1, y0, int((weight_x1 * weight_y0) * 255));
    put_pixel(x0, y1, int((weight_x0 * weight_y1) * 255));
    put_pixel(x1, y1, int((weight_x1 * weight_y1) * 255));
}

将x和y权重相乘可以得到虚拟像素在每个实际像素内部的重叠区域。我天真地以为这会给我带来完美的抗锯齿效果，但是我的测试程序中移动的像素仍然显示出令人不快的闪烁。它看起来比没有任何抗锯齿的简单像素要糟糕得多。

然而，当我从乘法转换为加法时，效果显得好多了：

    put_pixel(x0, y0, int((weight_x0 + weight_y0) * 127.5));
    put_pixel(x1, y0, int((weight_x1 + weight_y0) * 127.5));
    put_pixel(x0, y1, int((weight_x0 + weight_y1) * 127.5));
    put_pixel(x1, y1, int((weight_x1 + weight_y1) * 127.5));

添加权重似乎没有任何几何意义。那么为什么这样做会更好？第一个版本有什么问题吗？还有更好的方法吗？

- fredoverflow

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我只是想知道，为什么不使用像OpenGL这样的图形库，它可以为您完成所有这些工作呢？ - Matt Phillips

@Matt：我想了解东西是如何运作的 ;) - fredoverflow

直观来说，你的 x 和 y 权重表示从虚拟像素到实际像素沿轴的距离。因此，实际距离为 sqrt(w_x^2 + w_y^2)。这解释了为什么求和比乘法更好 - 它更接近这个形式。 - lapk

@AzzA：当然可以！你为什么不把它作为一个答案呢？;) - fredoverflow

Answer 1

根据要求:)

直观地说：您的x和y权重表示从虚拟像素到实际像素沿轴的距离。因此，实际距离是sqrt(w_x^2 + w_y^2)。这就解释了为什么求和会更好——它更接近这种形式而不是乘法。

- lapk

Answer 2

我的代码中潜藏着一个半年的bug：

double weight_x1 = x - x0;
double weight_x0 = 1 - weight_x1;
double weight_y1 = y - y0;
double weight_y0 = 1 - weight_x1;   // BUG

你能看出这个错误吗？是的，这是一个经典的复制粘贴错误：

double weight_y0 = 1 - weight_y1;   // FIXED

修复了错误后，原始的乘法方法看起来非常好。

- fredoverflow