# SRP_FXAA

**Repository Path**: alienity/SRP_FXAA

## Basic Information

- **Project Name**: SRP_FXAA
- **Description**: 在Unity上实现的FXAA
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: MulanPSL-2.0
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 1
- **Forks**: 0
- **Created**: 2021-04-04
- **Last Updated**: 2022-05-29

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# SRPAntiAliasing

MSAA是直接硬件支持的，使用pattern在一个像素上做多次fragment计算，最后对去结果做平均的方式，这是在输出之前对结果做滤波，但是这个方法的缺点是占用的显存会变成原来的pattern采样点的倍数。当然这个MSAA多重采样的性质也可以用到别的需要这个这特特性的地方，比如Voxel化

FXAA和SMAA都是形态学方法抗锯齿，简单而言就是找到边界，在边界位置做低通滤波，即采样求平均值，就可以做到抗锯齿

TAA则是采用Temporal的方法，做时间上的滤波，需要注意上一帧的数据在当前帧是否被遮挡住了

## FXAA

FXAA的核心思路就是查找当前边界并做滤波，通常称为形态学方法，实现参考FXAA3.11
1. 边缘检测用灰度值，或者要效率高点直接使用Green通道也行，虽然效果会差一点（其实可以看颜色频谱分布，绿色在中间，而且所占的频谱范围更广）
2. **Local Contrast Check**: 采样上下左右的点的灰度值，计算出最大contrast，如果对比度不大，就可以直接判断当前像素点不在边缘上
   
   ![NESW cross plus middle pixel.](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/c2c002c07e3a3b852c073ccebe60c6ab.png#pic_center)

   ```c
   l.contrast < max(_ContrastThreshold, _RelativeThreshold * l.highest); 
   ```
3. **Sub-pixel Aliasing Test**: 对当前像素周围所有像素，计算当前的Sub-pixel混合权重，让blend更平滑一点
   
   ![Linear vs. squared smoothstep.](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/b2b49fed6a11df177785801f6b962dd2.png#pic_center)
   
   ```c
    float DeterminePixelBlendFactor (LuminanceData l) {
        float filter = 2 * (l.n + l.e + l.s + l.w);
        filter += l.ne + l.nw + l.se + l.sw;
        filter *= 1.0 / 12;
        filter = abs(filter - l.m);
        filter = saturate(filter / l.contrast);

        float blendFactor = smoothstep(0, 1, filter);
        return blendFactor * blendFactor * _SubpixelBlending;
    }
   ```
4. 边缘检测
   1. Vertical/Horizontal Edge Test：用类似于Sobel算子的核计算水平和竖直方向的梯度，梯度更大的方向作为边缘的方向
   2. End-of-edge Search：因为边缘有可能是曲线，所以我们需要找到真正需要Blend的侧面，而且求出blend的权重，需要把uv朝着真正的边界偏移半个像素，并朝着两边分别查找边 End-of-edge ，最后权重为 ```0.5 - shortestDistance / (pDistance + nDistance)```
   ![No, current, and desired edge blending.](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/8634496227289c0ee50f5110382128b0.png#pic_center)
5. 比较 Sub-pixel Aliasing Test 计算出的Blend系数与边缘检测得到的Blend系数，选择更大的那个作为混合的权重
   ```c
    float pixelBlend = DeterminePixelBlendFactor(l);
    EdgeData e = DetermineEdge(l);
    float edgeBlend = DetermineEdgeBlendFactor(l, e, uv);
    float finalBlend = max(pixelBlend, edgeBlend);
   ```

![未做AA](https://img-blog.csdnimg.cn/20210408030009375.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2Rlbmd5aWJpbmc=,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center)![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/20210408030355833.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2Rlbmd5aWJpbmc=,size_16,color_FFFFFF,t_70#pic_center)

#### 引用

[1] [https://catlikecoding.com/unity/tutorials/advanced-rendering/fxaa/](https://catlikecoding.com/unity/tutorials/advanced-rendering/fxaa/)

[2] [https://developer.download.nvidia.cn/assets/gamedev/files/sdk/11/FXAA_WhitePaper.pdf](https://developer.download.nvidia.cn/assets/gamedev/files/sdk/11/FXAA_WhitePaper.pdf)

[3] [https://docs.nvidia.com/gameworks/content/gameworkslibrary/graphicssamples/d3d_samples/fxaa311sample.htm](https://docs.nvidia.com/gameworks/content/gameworkslibrary/graphicssamples/d3d_samples/fxaa311sample.htm)