在一些應用中，高質量的過濾是至關重要的，可以用像素shader代碼執行任何過濾。GPU著色程序不用于CPU的主要之處在于：一般來說，CPU數學操作比紋理訪問更快，而在GPU中恰恰相反。圖像過濾的目的很簡單：對于給你的輸入圖像A，我們想要創建新的圖像B。把源圖像A變換到目標圖像B的操作就是圖像濾波。最一般的變換是調整圖像大小，銳化，變化顏色，模糊圖像等。

源像素的圖案和它們對圖像B像素的相對貢獻，就稱為過濾核心（kernel）。把核心應用到源圖像的過程叫做卷積。如果核心只是把像素簡單的進行平均，我們稱這個模型為盒式濾波器。

我們可以把kernel作為參數直接代入shader，如下圖所示及代碼所示。

中心在W11的3x3過濾核心

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float4 convolve3x3PS(vertexOutput IN,uniform sampler2D ColorMap,uniform float W00, uniform float W01, uniform float W02,uniform float W10, uniform float W11, uniform float W12,uniform float W20, uniform float W21, uniform float W22,uniform float Sum,uniform float StepHoriz,uniform float StepVert) : COLOR {float2 ox = float2(StepHoriz, 0.0);float2 oy = float2(0.0, StepVert);float2 PP = IN.UV.xy - oy;float4 C00 = tex2D(ColorMap, PP - ox);float4 C01 = tex2D(ColorMap, PP);float4 C02 = tex2D(ColorMap, PP + ox);PP = IN.UV.xy;float4 C10 = tex2D(ColorMap, PP - ox);float4 C11 = tex2D(ColorMap, PP);float4 C12 = tex2D(ColorMap, PP + ox);PP = IN.UV.xy + oy;float4 C20 = tex2D(ColorMap, PP - ox);float4 C21 = tex2D(ColorMap, PP);float4 C22 = tex2D(ColorMap, PP + ox);float4 Ci = C00 * W00;Ci += C01 * W01;Ci += C02 * W02;Ci += C10 * W10;Ci += C11 * W11;Ci += C12 * W12;Ci += C20 * W20;Ci += C21 * W21;Ci += C22 * W22;return (Ci/Sum); }

通過輔助圖像，我們可以進行優化。充分利用紋理中的rgba通道，可以調用一個tex2D函數訪問四個相鄰像素而不必調整紋理索引。現在的卷積shader變得很短：

float4 convolve3x3GrayHPS(vertexOutput IN,uniform sampler2D GrayMap,uniform sampler2D NeighborMap,uniform sampler2D CornerMap,uniform float W00, uniform float W01, uniform float W02,uniform float W10, uniform float W11, uniform float W12,uniform float W20, uniform float W21, uniform float W22,uniform float Sum) : COLOR {float gray = tex2D(GrayMap, IN.UV).x;float4 ntex = tex2D(NeighborMap, IN.UV);float4 ctex = tex2D(CornerMap, IN.UV);float Ci = ctex.x * W00;Ci += ntex.z * W01;Ci += ctex.y * W02;Ci += ntex.x * W10;Ci += gray * W11;Ci += ntex.y * W12;Ci += ctex.z * W20;Ci += ntex.w * W21;Ci += ctex.w * W22;return (Ci/Sum).xxxx; }

本文隨后介紹了雙立方過濾等其他過濾技術以及反走樣的理論，這里就不細講了。

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雙立方過濾的核心函數

可以寫一個函數為每個采樣像素計算過濾值，但是因為在過濾范圍中不需要高頻精度，所以查詢表就能工作得很好，可以簡單地把這些數值寫進小的浮點紋理，不但精度適當，而且查詢速度快（典型的空間換時間）。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的GPU Gems1 - 24 高质量的过滤的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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