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CEDEC 2009 Imagire Day 2009

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シリコンスタジオ株式会社 技術資料
http://www.siliconstudio.co.jp/presentations/

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CEDEC 2009 Imagire Day 2009

  1. 1. コンテンツへコンテンツへ Imagire Day 2009
  2. 2. コンテンツへコンテンツへ 続・レンダリスト養成講座続・レンダリスト養成講座 シリコンスタジオ株式会社シリコンスタジオ株式会社 川瀬 正樹川瀬 正樹
  3. 3. コンテンツへコンテンツへ アンチアンチ 縮小バッファアーティファクト縮小バッファアーティファクト
  4. 4. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ コンテンツコンテンツ • 縮小バッファ縮小バッファ • 縮小バッファアーティファクト縮小バッファアーティファクト • 目標目標 • 縮小バッファブラー縮小バッファブラー • マッハバンドマッハバンド • 曲線補間による拡大曲線補間による拡大 • 縮小バッファ拡大ブラー縮小バッファ拡大ブラー • 被写界深度エフェクトへの応用被写界深度エフェクトへの応用 • 縮小ブレンドバッファPCF縮小ブレンドバッファPCF
  5. 5. コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファ縮小バッファ 続・レンダリスト養成講座続・レンダリスト養成講座 アンチ・縮小バッファアーティファクトアンチ・縮小バッファアーティファクト
  6. 6. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファの背景縮小バッファの背景 • 近年の近年の CGCG 技法はピクセル負荷が高い技法はピクセル負荷が高い – ポストエフェクトポストエフェクト • 数十回に及ぶ全画面の塗りつぶし数十回に及ぶ全画面の塗りつぶし – 大量の半透明パーティクル大量の半透明パーティクル • ⇒⇒ フィルがボトルネックとなることが多フィルがボトルネックとなることが多 いい
  7. 7. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファの概要縮小バッファの概要 • フレームバッファより小さいサイズで処フレームバッファより小さいサイズで処 理理 – 塗りつぶし面積を小さくすることで高速化塗りつぶし面積を小さくすることで高速化 – ½×½½×½ なら4倍高速に処理可能なら4倍高速に処理可能 – ¼×¼¼×¼ なら16倍高速に処理可能なら16倍高速に処理可能
  8. 8. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファの特徴縮小バッファの特徴 • メリットメリット – 面積に応じて処理が高速化面積に応じて処理が高速化 • デメリットデメリット – 固定のオーバヘッド固定のオーバヘッド • 縮小/拡大処理など縮小/拡大処理など – 解像度不足によるアーティファクトの発生解像度不足によるアーティファクトの発生
  9. 9. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファに向いた処理縮小バッファに向いた処理 • フィルがネックとなる処理フィルがネックとなる処理 • 低解像度化による問題が目立たないもの低解像度化による問題が目立たないもの – 比較的表面化しにくいもの比較的表面化しにくいもの • 典型的な使い方典型的な使い方 – ポストエフェクトポストエフェクト – 半透明描画(特にパーティクル)半透明描画(特にパーティクル) – etc.etc.
  10. 10. コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファアーティファク縮小バッファアーティファク トト 続・レンダリスト養成講座続・レンダリスト養成講座 アンチ・縮小バッファアーティファクトアンチ・縮小バッファアーティファクト
  11. 11. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファのアーティファ縮小バッファのアーティファ クトクト • 低解像度に起因する画質低下低解像度に起因する画質低下 • 情報量が少ない状態から拡大するため情報量が少ない状態から拡大するため • 縮小バッファは本質的にこの問題をもつ縮小バッファは本質的にこの問題をもつ
  12. 12. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ アーティファクトの例アーティファクトの例 • グレアエフェクトの場合グレアエフェクトの場合 – 縮小バッファでグレア生成縮小バッファでグレア生成 – バイリニア補間でフレームバッファサイズにバイリニア補間でフレームバッファサイズに 拡大拡大
  13. 13. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ グレア生成結果(グレア生成結果( 1/8×1/81/8×1/8 サイサイ ズ)ズ)
  14. 14. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ バイリニア補間による拡大バイリニア補間による拡大
  15. 15. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ グレアエフェクトの例グレアエフェクトの例 • さまざまな解像度で生成したグレアさまざまな解像度で生成したグレア • 縮小バッファのサイズ縮小バッファのサイズ – 1/2×1/21/2×1/2 – 1/4×1/41/4×1/4 – 1/8×1/81/8×1/8
  16. 16. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 1/2×1/21/2×1/2
  17. 17. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 1/4×1/41/4×1/4
  18. 18. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 1/8×1/81/8×1/8
  19. 19. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 解像度不足によるエイリアス解像度不足によるエイリアス 1/21/2 縮小バッファ縮小バッファ 1/41/4 縮小バッファ縮小バッファ 1/81/8 縮小バッファ縮小バッファ
  20. 20. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 鋭さ/きめ細かさの表現力低鋭さ/きめ細かさの表現力低 下下 1/21/2 縮小バッファ縮小バッファ 1/41/4 縮小バッファ縮小バッファ 1/81/8 縮小バッファ縮小バッファ
  21. 21. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 1/8×1/81/8×1/8 別のタイプのグレア別のタイプのグレア
  22. 22. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ マッハバンド現象マッハバンド現象 格子状に明るい線(帯)や暗い線があるように見える格子状に明るい線(帯)や暗い線があるように見える
  23. 23. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファアーティファク縮小バッファアーティファク トト • 解像度不足によるエイリアス解像度不足によるエイリアス • 鋭さ/きめ細かさの表現力低下鋭さ/きめ細かさの表現力低下 • マッハバンドマッハバンド • etc.etc. • 縮小バッファが小さいほど目立つ縮小バッファが小さいほど目立つ
  24. 24. コンテンツへコンテンツへ 目標目標 続・レンダリスト養成講座続・レンダリスト養成講座 アンチ・縮小バッファアーティファクトアンチ・縮小バッファアーティファクト
  25. 25. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 動機動機 • 縮小バッファはとにかく画質が低い!縮小バッファはとにかく画質が低い! – この低解像度感をなんとかしたい!この低解像度感をなんとかしたい! • できるだけ小さい縮小バッファを使いたできるだけ小さい縮小バッファを使いた いい – 高速化のため高速化のため – 小さい縮小バッファほどアーティファクトが小さい縮小バッファほどアーティファクトが 目立つ目立つ – 縮小バッファのサイズを視認させたくない縮小バッファのサイズを視認させたくない
  26. 26. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 目標とするところ目標とするところ • アーティファクトを軽減したいアーティファクトを軽減したい – 解像度が低いため本質的な解決は不可能解像度が低いため本質的な解決は不可能 • 基本的にはごまかし処理となる基本的にはごまかし処理となる • パフォーマンス低下は最小限でパフォーマンス低下は最小限で – あまり遅いと縮小バッファの意味がないあまり遅いと縮小バッファの意味がない – ⇒⇒ 縮小バッファの解像度を上げる方がよい縮小バッファの解像度を上げる方がよい
  27. 27. コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファブラー縮小バッファブラー 続・レンダリスト養成講座続・レンダリスト養成講座 アンチ・縮小バッファアーティファクトアンチ・縮小バッファアーティファクト
  28. 28. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ アーティファクトを防ぐにはアーティファクトを防ぐには • もっとも簡単な方法もっとも簡単な方法 – ぼかしフィルタぼかしフィルタ • 縮小バッファのエフェクト結果を少しぼ縮小バッファのエフェクト結果を少しぼ かすかす – 拡大(アップサンプル)前にブラーをかける拡大(アップサンプル)前にブラーをかける • アップサンプル後のブラーは負荷が高いためアップサンプル後のブラーは負荷が高いため – フレームバッファサイズにバイリニア拡大フレームバッファサイズにバイリニア拡大
  29. 29. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ グレア生成結果(グレア生成結果( 1/8×1/81/8×1/8 サイサイ ズ)ズ)
  30. 30. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ わずかなぼかし処理(わずかなぼかし処理( 1/81/8 ササ イズ)イズ)
  31. 31. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ バイリニアで最終サイズに拡バイリニアで最終サイズに拡 大大
  32. 32. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大アルゴリズムの比較拡大アルゴリズムの比較 • 1/8×1/81/8×1/8 サイズ縮小バッファでグレア生成サイズ縮小バッファでグレア生成 – バイリニア補間による拡大バイリニア補間による拡大 – 縮小バッファブラー縮小バッファブラーバイリニア補間拡大バイリニア補間拡大 • 微妙にぼかしてからバイリニア補間で拡大微妙にぼかしてからバイリニア補間で拡大
  33. 33. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ バイリニア補間による拡大バイリニア補間による拡大
  34. 34. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファブラー後バイリニア縮小バッファブラー後バイリニア 拡大拡大 縮小バッファブラー縮小バッファブラーバイリニア補間拡大バイリニア補間拡大
  35. 35. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファブラーの効果縮小バッファブラーの効果 • 空間周波数の高い領域空間周波数の高い領域 – 細部がさらにぼけている細部がさらにぼけている – アーティファクトはやや軽減されるアーティファクトはやや軽減される バイリニア補間バイリニア補間 縮小バッファブラー縮小バッファブラー
  36. 36. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファブラーの効果縮小バッファブラーの効果 • 空間周波数の低い領域空間周波数の低い領域 – マッハバンドがやや目立たなくなるマッハバンドがやや目立たなくなる バイリニア補間バイリニア補間 縮小バッファブラー縮小バッファブラー
  37. 37. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファブラーの評価縮小バッファブラーの評価 • 画質面での評価画質面での評価 – アーティファクトはやや軽減されているアーティファクトはやや軽減されている – 細部がさらにぼけてしまっている細部がさらにぼけてしまっている • 速度面での評価速度面での評価 – 負荷は極めて少ない負荷は極めて少ない • 縮小バッファサイズでの極小規模なブラー縮小バッファサイズでの極小規模なブラー • エフェクト全体と比較するとほぼ負荷にならないエフェクト全体と比較するとほぼ負荷にならない
  38. 38. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファブラーの評価縮小バッファブラーの評価 • メリットとデメリットが両方目立つメリットとデメリットが両方目立つ – 強くぼかすとアーティファクトはさらに軽減強くぼかすとアーティファクトはさらに軽減 できるできる – ただしさらに細部がぼけてしまうただしさらに細部がぼけてしまう バイリニア補間バイリニア補間 縮小バッファブラー縮小バッファブラー 縮小バッファブラー(強)縮小バッファブラー(強)
  39. 39. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファブラーの評価縮小バッファブラーの評価 • ⇒⇒ 実用性は微妙実用性は微妙
  40. 40. コンテンツへコンテンツへ マッハバンドマッハバンド 続・レンダリスト養成講座続・レンダリスト養成講座 アンチ・縮小バッファアーティファクトアンチ・縮小バッファアーティファクト
  41. 41. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 視覚の特性視覚の特性 • 明るさの変化を強調して知覚する明るさの変化を強調して知覚する – 変化する場所を実際の差以上に強く感じる変化する場所を実際の差以上に強く感じる • 典型的なケース典型的なケース – 明るさが非連続明るさが非連続 – 明るさの変化率(一階微分)が非連続明るさの変化率(一階微分)が非連続
  42. 42. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ シュブルール錯視シュブルール錯視 • 明るさが非連続に変化明るさが非連続に変化 – 隣接する色との差が強調されて見える隣接する色との差が強調されて見える このような階調変化はこのような階調変化は このように知覚されるこのように知覚される 境界部分の輝度差が強調境界部分の輝度差が強調
  43. 43. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ マッハバンドマッハバンド • 明るさが連続でも滑らかに見えにくい明るさが連続でも滑らかに見えにくい – 明るさの階調が変化している場合明るさの階調が変化している場合 – 傾斜の終端部分の外側に本来存在しない明る傾斜の終端部分の外側に本来存在しない明る さの帯があるように見えるさの帯があるように見える このような階調変化はこのような階調変化は このように知覚されるこのように知覚される 本来より本来より 暗い帯暗い帯 本来より本来より 明るい帯明るい帯 本来より本来より 暗い帯暗い帯 本来より本来より 明るい帯明るい帯
  44. 44. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ バイリニアに補間によるマッハババイリニアに補間によるマッハバ ンドンド • バイリニア補間で拡大した画像バイリニア補間で拡大した画像 – 明るさは連続明るさは連続 • 折れ線のような変化折れ線のような変化 – 変化率は非連続変化率は非連続 このような階調変化このような階調変化 このように知覚このように知覚 グレアに格子状の輝線や暗線が感じられるグレアに格子状の輝線や暗線が感じられる
  45. 45. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファブラーの効果縮小バッファブラーの効果 勾配差の軽減勾配差の軽減 知覚の変化知覚の変化 画像の変化画像の変化 バイリニア補間バイリニア補間 縮小バッファブラー縮小バッファブラー
  46. 46. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファブラーの効果縮小バッファブラーの効果 • 変化率はややなだらかになる変化率はややなだらかになる – マッハバンドはやや軽減されるマッハバンドはやや軽減される • 明るさ変化(折れ線)の性質は変わらな明るさ変化(折れ線)の性質は変わらな いい – 本質的な軽減策にはなっていない本質的な軽減策にはなっていない – 目立ちにくくなるがしっかり残っている目立ちにくくなるがしっかり残っている
  47. 47. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ マッハバンドを防ぐにはマッハバンドを防ぐには • 階調が変化する場所を滑らかに階調が変化する場所を滑らかに – 少なくとも明るさの変化率が連続少なくとも明るさの変化率が連続 • C1C1 級以上滑らかであること級以上滑らかであること • つまり折れ線になっていないことつまり折れ線になっていないこと またはまたは • 明るさの変化(折れ線)の間隔を狭く明るさの変化(折れ線)の間隔を狭く – たとえ折れ線でも間隔が狭ければ目立ちにくたとえ折れ線でも間隔が狭ければ目立ちにく いい
  48. 48. コンテンツへコンテンツへ 曲線補間による拡大曲線補間による拡大 続・レンダリスト養成講座続・レンダリスト養成講座 アンチ・縮小バッファアーティファクトアンチ・縮小バッファアーティファクト
  49. 49. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ より高次(曲線)の補間はどより高次(曲線)の補間はど うか?うか? • バイキュービック(バイキュービック( Bi-cubicBi-cubic )補間)補間 • n次ランツォシュ(n次ランツォシュ( Lanczos-nLanczos-n )補間)補間 • etc.etc.
  50. 50. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 補間関数補間関数 Bi-cubicBi-cubicBi-linearBi-linear Lanczos-3Lanczos-3Lanczos-2Lanczos-2
  51. 51. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大アルゴリズムの比較拡大アルゴリズムの比較 • 1/8×1/81/8×1/8 サイズ縮小バッファでグレア生成サイズ縮小バッファでグレア生成 – バイリニア補間による拡大バイリニア補間による拡大 – 縮小バッファブラー縮小バッファブラーバイリニア補間拡大バイリニア補間拡大 – バイキュービック補間による拡大バイキュービック補間による拡大
  52. 52. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ バイリニア補間(バイリニア補間( 1/8×1/81/8×1/8 サイサイ ズ)ズ)
  53. 53. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ バイキュービック補間(バイキュービック補間( 1/81/8 サイズ)サイズ)
  54. 54. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファブラー(縮小バッファブラー( 1/81/8 ササ イズ)イズ) 縮小バッファブラー縮小バッファブラーバイリニア補間拡大バイリニア補間拡大
  55. 55. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ バイキュービック補間(バイキュービック補間( 1/81/8 サイズ)サイズ)
  56. 56. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ バイキュービック補間によるバイキュービック補間による 効果効果 • 画像の性質によっては大きな効果画像の性質によっては大きな効果 – 空間周波数の高い領域空間周波数の高い領域 – 細部が綺麗に拡大される細部が綺麗に拡大される バイリニア補間バイリニア補間 バイキュービック補間バイキュービック補間
  57. 57. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ バイキュービック補間によるバイキュービック補間による 効果効果 • エッジ強調の特性をもつエッジ強調の特性をもつ – 変化のなだらかな領域では逆効果変化のなだらかな領域では逆効果 • 複数ピクセルにわたるグラデーション複数ピクセルにわたるグラデーション バイリニア補間バイリニア補間 バイキュービック補間バイキュービック補間
  58. 58. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ バイキュービック補間の評価バイキュービック補間の評価 • 空間周波数の高い領域では効果的空間周波数の高い領域では効果的 – 縮小バッファブラーよりも遥かによい結果縮小バッファブラーよりも遥かによい結果 – 細部の再現力は高い細部の再現力は高い • 空間周波数の低い領域では逆効果空間周波数の低い領域では逆効果 – 複数ピクセルにわたるなだらかなグラデーシ複数ピクセルにわたるなだらかなグラデーシ ョンョン – エッジ強調の特性が悪い方向に発生エッジ強調の特性が悪い方向に発生 • マッハバンドが悪化マッハバンドが悪化
  59. 59. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ マッハバンド悪化の改善策マッハバンド悪化の改善策 • バイキュービックやランツォシュのエッバイキュービックやランツォシュのエッ ジ強調ジ強調 – グレアエフェクトには不向きグレアエフェクトには不向き – ⇒⇒ 正規分布のような関数がよい正規分布のような関数がよい Bi-cubicBi-cubic GaussianGaussian
  60. 60. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大アルゴリズムの比較拡大アルゴリズムの比較 • 1/8×1/81/8×1/8 サイズ縮小バッファでグレア生成サイズ縮小バッファでグレア生成 – バイリニア補間による拡大バイリニア補間による拡大 – 縮小バッファブラー縮小バッファブラーバイリニア補間拡大バイリニア補間拡大 – バイキュービック補間による拡大バイキュービック補間による拡大 – ガウス補間による拡大ガウス補間による拡大
  61. 61. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ バイリニア補間(バイリニア補間( 1/8×1/81/8×1/8 サイサイ ズ)ズ)
  62. 62. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ ガウス補間(ガウス補間( 1/81/8 サイズ)サイズ)
  63. 63. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファブラー(縮小バッファブラー( 1/81/8 ササ イズ)イズ) 縮小バッファブラー縮小バッファブラーバイリニア補間拡大バイリニア補間拡大
  64. 64. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ ガウス補間(ガウス補間( 1/81/8 サイズ)サイズ)
  65. 65. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ バイキュービック補間(バイキュービック補間( 1/81/8 サイズ)サイズ)
  66. 66. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ ガウス補間(ガウス補間( 1/81/8 サイズ)サイズ)
  67. 67. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ ガウス補間による効果ガウス補間による効果 • 空間周波数の高い領域空間周波数の高い領域 – アーティファクトは軽減されているアーティファクトは軽減されている – 若干ぼけている若干ぼけている バイリニア補間バイリニア補間 ガウス補間ガウス補間
  68. 68. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ ガウス補間による効果ガウス補間による効果 • 空間周波数の低い領域空間周波数の低い領域 – 非常に高い効果非常に高い効果 – マッハバンドは解消されているマッハバンドは解消されている バイリニア補間バイリニア補間 ガウス補間ガウス補間
  69. 69. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ ガウス補間の評価ガウス補間の評価 • アーティファクト軽減に高い効果アーティファクト軽減に高い効果 – マッハバンドも解消マッハバンドも解消 – 細部は若干ぼけている細部は若干ぼけている • 問題になるほどではない問題になるほどではない – ほぼ理想的な結果を得られているほぼ理想的な結果を得られている
  70. 70. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 曲線補間の評価曲線補間の評価 • 曲線補間全般での速度評価曲線補間全般での速度評価 – 非常に負荷が高い非常に負荷が高い • バイリニア補間と異なり拡大負荷が高いバイリニア補間と異なり拡大負荷が高い • フレームバッファ解像度の多サンプルフレームバッファ解像度の多サンプル
  71. 71. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 曲線補間の評価曲線補間の評価 • 関数によっては画質は非常に高い関数によっては画質は非常に高い – グレアにはガウス補間が理想的グレアにはガウス補間が理想的 • よい結果を得るための負荷が非常に高いよい結果を得るための負荷が非常に高い • ⇒⇒ トータルではあまり実用的とはいえなトータルではあまり実用的とはいえな いい
  72. 72. コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファ拡大ブラー縮小バッファ拡大ブラー 続・レンダリスト養成講座続・レンダリスト養成講座 アンチ・縮小バッファアーティファクトアンチ・縮小バッファアーティファクト
  73. 73. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファを拡大後にブラ縮小バッファを拡大後にブラ ーー • 拡大後ブラーなら大きな効果が期待でき拡大後ブラーなら大きな効果が期待でき るる – フレームバッファサイズでのブラーは負荷がフレームバッファサイズでのブラーは負荷が 高い高い – ⇒⇒ 縮小バッファの解像度を上げるべき縮小バッファの解像度を上げるべき • 少し拡大してからブラーならどうか?少し拡大してからブラーならどうか? – 2倍程度にバイリニアで拡大してからブラー2倍程度にバイリニアで拡大してからブラー
  74. 74. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 2倍程度に拡大後ブラー2倍程度に拡大後ブラー • 負荷があまり高くない負荷があまり高くない • 縮小バッファブラーよりもクォリティが縮小バッファブラーよりもクォリティが 高い高い – 細部のぼけ方が比較的少ない細部のぼけ方が比較的少ない • より高解像度でのブラーのためより高解像度でのブラーのため – バイリニアによる輝度の折れ線の幅がせまくバイリニアによる輝度の折れ線の幅がせまく なるなる • マッハバンドにも効果が期待できるマッハバンドにも効果が期待できる 勾配の軽減勾配の軽減 知覚の変化知覚の変化
  75. 75. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファ拡大ブラー縮小バッファ拡大ブラー • エフェクト結果縮小バッファを倍サイズエフェクト結果縮小バッファを倍サイズ に拡大に拡大 • わずかにブラーをかけるわずかにブラーをかける • フレームバッファサイズまでバイリニアフレームバッファサイズまでバイリニア 拡大拡大
  76. 76. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ グレア生成結果(グレア生成結果( 1/8×1/81/8×1/8 サイサイ ズ)ズ)
  77. 77. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ バイリニアで倍に拡大(バイリニアで倍に拡大( 1/41/4 サイズ)サイズ)
  78. 78. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ わずかなぼかし処理(わずかなぼかし処理( 1/41/4 ササ イズ)イズ)
  79. 79. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ バイリニアで最終サイズに拡バイリニアで最終サイズに拡 大大
  80. 80. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大アルゴリズムの比較拡大アルゴリズムの比較 • 1/8×1/81/8×1/8 サイズ縮小バッファでグレア生成サイズ縮小バッファでグレア生成 – バイリニア補間による拡大バイリニア補間による拡大 – 縮小バッファブラー縮小バッファブラーバイリニア補間拡大バイリニア補間拡大 – バイキュービック補間による拡大バイキュービック補間による拡大 – ガウス補間による拡大ガウス補間による拡大 – バイリニア拡大バイリニア拡大ブラーブラーバイリニア拡大バイリニア拡大
  81. 81. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ バイリニア補間(バイリニア補間( 1/8×1/81/8×1/8 サイサイ ズ)ズ)
  82. 82. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファ拡大ブラー縮小バッファ拡大ブラー (( 1/81/8 )) バイリニア補間で2倍に拡大バイリニア補間で2倍に拡大ブラーブラーバイリニア補間拡大バイリニア補間拡大
  83. 83. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ バイキュービック補間(バイキュービック補間( 1/81/8 サイズ)サイズ)
  84. 84. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファ拡大ブラー縮小バッファ拡大ブラー (( 1/81/8 )) バイリニア補間で2倍に拡大バイリニア補間で2倍に拡大ブラーブラーバイリニア補間拡大バイリニア補間拡大
  85. 85. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファブラー(縮小バッファブラー( 1/81/8 ササ イズ)イズ) 縮小バッファブラー縮小バッファブラーバイリニア補間拡大バイリニア補間拡大
  86. 86. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファ拡大ブラー縮小バッファ拡大ブラー (( 1/81/8 )) バイリニア補間で2倍に拡大バイリニア補間で2倍に拡大ブラーブラーバイリニア補間拡大バイリニア補間拡大
  87. 87. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ ガウス補間(ガウス補間( 1/81/8 サイズ)サイズ)
  88. 88. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファ拡大ブラー縮小バッファ拡大ブラー (( 1/81/8 )) バイリニア補間で2倍に拡大バイリニア補間で2倍に拡大ブラーブラーバイリニア補間拡大バイリニア補間拡大
  89. 89. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大ブラーの効果拡大ブラーの効果 • 空間周波数の高い領域空間周波数の高い領域 – 細部が綺麗に拡大される細部が綺麗に拡大される – ややぼけが強いややぼけが強い • 拡大前のブラーほどではない拡大前のブラーほどではない バイリニア補間バイリニア補間 拡大ブラー拡大ブラー
  90. 90. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大ブラーの効果拡大ブラーの効果 • 空間周波数の低い領域空間周波数の低い領域 – 滑らかさが改善されている滑らかさが改善されている – マッハバンドが改善されているマッハバンドが改善されている バイリニア補間バイリニア補間 拡大ブラー拡大ブラー
  91. 91. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ GPU実装GPU実装 • バイリニアで2倍拡大後に小規模ブラーバイリニアで2倍拡大後に小規模ブラー
  92. 92. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ バイリニアで拡大後にブラーバイリニアで拡大後にブラー 処理処理 小規模なブラーを適用小規模なブラーを適用バイリニアで2倍に拡大してバイリニアで2倍に拡大して テクスチャフェッチ座標テクスチャフェッチ座標 バイリニアの結果サンプリングされるテクセルバイリニアの結果サンプリングされるテクセル ターゲット(処理中の)ピクセルターゲット(処理中の)ピクセル 縮小バッファテクセル(ソーステクスチャの各テクセル)縮小バッファテクセル(ソーステクスチャの各テクセル)
  93. 93. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ GPU実装時の工夫GPU実装時の工夫 • 拡大時に周辺テクセルをサンプル拡大時に周辺テクセルをサンプル – 通常の拡大では1テクスチャフェッチ(4サ通常の拡大では1テクスチャフェッチ(4サ ンプル)ンプル) – ⇒⇒ 周辺を4テクスチャフェッチ(9サンプル周辺を4テクスチャフェッチ(9サンプル 以上)以上) • オフセット量でブラーの程度を調節できるオフセット量でブラーの程度を調節できる • ⇒⇒ 拡大と同時にブラーを適用できる拡大と同時にブラーを適用できる – ブラーパスを省略できるブラーパスを省略できる – 2倍サイズのバッファを一枚節約できる2倍サイズのバッファを一枚節約できる
  94. 94. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大時に周辺テクセルをサン拡大時に周辺テクセルをサン プルプル テクスチャフェッチ座標テクスチャフェッチ座標 バイリニアの結果サンプリングされるテクセルバイリニアの結果サンプリングされるテクセル オフセットでブラー量調整オフセットでブラー量調整 ターゲット(処理中の)ピクセルターゲット(処理中の)ピクセル 縮小バッファテクセル(ソーステクスチャの各テクセル)縮小バッファテクセル(ソーステクスチャの各テクセル) 周辺をサンプリング周辺をサンプリングバイリニアによる拡大バイリニアによる拡大
  95. 95. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 最終結果の画質比較最終結果の画質比較 • 実際のグレア合成結果の比較実際のグレア合成結果の比較 – フレームバッファとの合成フレームバッファとの合成 – 非線形トーンマップ非線形トーンマップ
  96. 96. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ バイリニア補間との比較バイリニア補間との比較
  97. 97. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ バイリニア補間のみバイリニア補間のみ (( 1/8×1/81/8×1/8 ))
  98. 98. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファ拡大ブラー利用縮小バッファ拡大ブラー利用 (( 1/81/8 )) バイリニア補間で2倍に拡大バイリニア補間で2倍に拡大ブラーブラーバイリニア補間拡大バイリニア補間拡大
  99. 99. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大図:バイリニア補間のみ拡大図:バイリニア補間のみ (( 1/81/8 ))
  100. 100. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大図:拡大ブラー利用拡大図:拡大ブラー利用 (( 1/81/8 )) バイリニア補間で2倍に拡大バイリニア補間で2倍に拡大ブラーブラーバイリニア補間拡大バイリニア補間拡大
  101. 101. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 解像度によるバイリニアとの解像度によるバイリニアとの 比較比較
  102. 102. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ バイリニア補間のみバイリニア補間のみ (( 1/8×1/81/8×1/8 ))
  103. 103. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファ拡大ブラー利用縮小バッファ拡大ブラー利用 (( 1/81/8 )) バイリニア補間で2倍に拡大バイリニア補間で2倍に拡大ブラーブラーバイリニア補間拡大バイリニア補間拡大
  104. 104. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ バイリニア補間のみバイリニア補間のみ (( 1/4×1/41/4×1/4 ))
  105. 105. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファ拡大ブラー利用縮小バッファ拡大ブラー利用 (( 1/41/4 )) バイリニア補間で2倍に拡大バイリニア補間で2倍に拡大ブラーブラーバイリニア補間拡大バイリニア補間拡大
  106. 106. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ バイリニア補間のみバイリニア補間のみ (( 1/2×1/21/2×1/2 ))
  107. 107. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大図:バイリニア補間のみ拡大図:バイリニア補間のみ (( 1/81/8 ))
  108. 108. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大図:拡大ブラー利用拡大図:拡大ブラー利用 (( 1/81/8 )) バイリニア補間で2倍に拡大バイリニア補間で2倍に拡大ブラーブラーバイリニア補間拡大バイリニア補間拡大
  109. 109. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大図:バイリニア補間のみ拡大図:バイリニア補間のみ (( 1/41/4 ))
  110. 110. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大図:拡大ブラー利用拡大図:拡大ブラー利用 (( 1/41/4 )) バイリニア補間で2倍に拡大バイリニア補間で2倍に拡大ブラーブラーバイリニア補間拡大バイリニア補間拡大
  111. 111. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大図:バイリニア補間のみ拡大図:バイリニア補間のみ (( 1/21/2 ))
  112. 112. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ まとめて比較まとめて比較 1/81/8 拡大ブラー利用拡大ブラー利用1/81/8 バイリニアのみバイリニアのみ
  113. 113. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ まとめて比較まとめて比較 1/41/4 拡大ブラー利用拡大ブラー利用1/41/4 バイリニアのみバイリニアのみ 1/81/8 拡大ブラー利用拡大ブラー利用1/81/8 バイリニアのみバイリニアのみ
  114. 114. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大ブラーの効果拡大ブラーの効果 • 最終結果での比較最終結果での比較 • 空間周波数の高い領域空間周波数の高い領域 – ジャギーの軽減ジャギーの軽減 バイリニア補間のみバイリニア補間のみ 拡大ブラー利用拡大ブラー利用
  115. 115. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大ブラーの効果拡大ブラーの効果 • 最終結果での比較最終結果での比較 • 空間周波数の低い領域空間周波数の低い領域 – マッハバンドの改善マッハバンドの改善 バイリニア補間のみバイリニア補間のみ 拡大ブラー利用拡大ブラー利用
  116. 116. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大ブラーの効果拡大ブラーの効果 • 最終結果での比較最終結果での比較 • 空間周波数の高い領域空間周波数の高い領域 – ジャギーの軽減ジャギーの軽減 バイリニア補間のみバイリニア補間のみ 拡大ブラー利用拡大ブラー利用
  117. 117. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 速度比較速度比較
  118. 118. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 速度比較速度比較 • 環境環境 – PS3PS3 • 最終(ディスプレイ)解像度最終(ディスプレイ)解像度 – D4(1280D4(1280 ×× 720)720) • シーンレンダリング/エフェクトフォーシーンレンダリング/エフェクトフォー マットマット – RGBA16FRGBA16F
  119. 119. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 速度比較速度比較 • グレアエフェクトグレアエフェクト – ブルーム/スター/ゴースト/残像ブルーム/スター/ゴースト/残像 etc.etc. – 合計40パス程度の塗りつぶし処理合計40パス程度の塗りつぶし処理 • グレアエフェクトに関わる合計時間を計グレアエフェクトに関わる合計時間を計 測測 – グレアエフェクトの生成時間グレアエフェクトの生成時間 – バッファの縮小/拡大のオーバヘッド合計バッファの縮小/拡大のオーバヘッド合計 – 単位はミリ秒で小数点以下3桁有効単位はミリ秒で小数点以下3桁有効 • 4桁目を四捨五入4桁目を四捨五入
  120. 120. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 速度比較(速度比較( 1/8×1/81/8×1/8 サイズ)サイズ) • 1/8×1/81/8×1/8 サイズ縮小バッファサイズ縮小バッファ – バイリニア補間拡大のみバイリニア補間拡大のみ • 1.908 ms1.908 ms – 拡大ブラー利用拡大ブラー利用 • 1.958 ms1.958 ms
  121. 121. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 速度比較(速度比較( 1/8×1/81/8×1/8 サイズ)サイズ) • 1/8×1/81/8×1/8 サイズ縮小バッファサイズ縮小バッファ – ⇒⇒ 拡大ブラーによって増加した負荷拡大ブラーによって増加した負荷 • 0.0510.051 msms 1/81/8 拡大ブラー利用拡大ブラー利用1/81/8 バイリニアのみバイリニアのみ
  122. 122. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 速度比較(速度比較( 1/4×1/41/4×1/4 サイズ)サイズ) • 1/4×1/41/4×1/4 サイズ縮小バッファサイズ縮小バッファ – バイリニア補間拡大のみバイリニア補間拡大のみ • 3.957 ms3.957 ms – 拡大ブラー利用拡大ブラー利用 • 4.085 ms4.085 ms
  123. 123. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 速度比較(速度比較( 1/4×1/41/4×1/4 サイズ)サイズ) • 1/4×1/41/4×1/4 サイズ縮小バッファサイズ縮小バッファ – ⇒⇒ 拡大ブラーによって増加した負荷拡大ブラーによって増加した負荷 • 0.1280.128 msms 1/41/4 拡大ブラー利用拡大ブラー利用1/41/4 バイリニアのみバイリニアのみ
  124. 124. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 評価まとめ評価まとめ
  125. 125. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファ拡大ブラーの評価縮小バッファ拡大ブラーの評価 • 画質面での評価画質面での評価 – ガウス補間に近いレベルの効果ガウス補間に近いレベルの効果 • 細部の再現とマッハバンド軽減でやや劣る程度細部の再現とマッハバンド軽減でやや劣る程度 – 縮小バッファが小さいほど大きい効果縮小バッファが小さいほど大きい効果 • 大きな縮小バッファでは効果が少ない大きな縮小バッファでは効果が少ない – 全体的にややぼけた画像となる全体的にややぼけた画像となる • グレアエフェクトの特性上あまり大きな問題はないグレアエフェクトの特性上あまり大きな問題はない • 速度面での評価速度面での評価 – 縮小バッファが小さければ負荷は少ない縮小バッファが小さければ負荷は少ない • 縮小バッファが大きいとやや負荷が高い縮小バッファが大きいとやや負荷が高い
  126. 126. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファ拡大ブラーの評価縮小バッファ拡大ブラーの評価 • その他その他 – 縮小バッファの2倍サイズ(面積4倍)のバ縮小バッファの2倍サイズ(面積4倍)のバ ッファが別途必要になるッファが別途必要になる – 縮小バッファが小さい場合特に有用縮小バッファが小さい場合特に有用 • 1/41/4 程度以下ならコストパフォーマンスが高い程度以下ならコストパフォーマンスが高い • 1/21/2 程度以上では効果が少なく遅い程度以上では効果が少なく遅い • ⇒⇒ 現状で実用的現状で実用的
  127. 127. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファ拡大ブラーの課題縮小バッファ拡大ブラーの課題 • 本当のアンチエイリアスとしての効果は本当のアンチエイリアスとしての効果は ないない – ぼかしてごまかしているだけぼかしてごまかしているだけ – 縮小バッファの本質的な問題縮小バッファの本質的な問題 • ガウス補間などでも改善できないガウス補間などでも改善できない • ⇒⇒ 動画では時間方向でのモアレが発生動画では時間方向でのモアレが発生 – 輝点が明滅するような効果輝点が明滅するような効果 – 静止画のジャギーほどは目立たない静止画のジャギーほどは目立たない
  128. 128. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファ拡大ブラーの改善策縮小バッファ拡大ブラーの改善策 • 速度に余裕がある場合の改善策速度に余裕がある場合の改善策 – ブラーを2段階程度のバッファサイズで実行ブラーを2段階程度のバッファサイズで実行 • 縮小バッファ縮小バッファ 2倍化/ブラー2倍化/ブラー 2倍化/ブラー2倍化/ブラー – ブラーをガウシアンブラーなどに変更ブラーをガウシアンブラーなどに変更 • ガウス半径はかなり小さめでよいガウス半径はかなり小さめでよい
  129. 129. コンテンツへコンテンツへ 被写界深度エフェクトへの応被写界深度エフェクトへの応 用用 続・レンダリスト養成講座続・レンダリスト養成講座 アンチ・縮小バッファアーティファクトアンチ・縮小バッファアーティファクト
  130. 130. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 被写界深度エフェクトへの応被写界深度エフェクトへの応 用用 • 特定のアルゴリズムで利用できる特定のアルゴリズムで利用できる – ボケ画像を生成して最後に合成するタイプボケ画像を生成して最後に合成するタイプ • 1つまたは複数のボケ画像を生成1つまたは複数のボケ画像を生成 • それらを合成して最終画像を生成それらを合成して最終画像を生成 – ギャザー/スキャッターベースは問わないギャザー/スキャッターベースは問わない • 縮小バッファを生成/合成するタイプなら利用可縮小バッファを生成/合成するタイプなら利用可 能能
  131. 131. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ フラットなボケのアーティフフラットなボケのアーティフ ァクトァクト • リアリティのあるフラットなボケ表現リアリティのあるフラットなボケ表現 – 縮小バッファアーティファクトが目立ちやす縮小バッファアーティファクトが目立ちやす いい • ガウスブラーよりもエッジのジャギーが目立つガウスブラーよりもエッジのジャギーが目立つ 滑らかなガウスブラー滑らかなガウスブラー フラットな円形ブラーフラットな円形ブラー フラットな六角形ブラーフラットな六角形ブラー
  132. 132. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ フラットなボケの生成例フラットなボケの生成例 • 余談余談
  133. 133. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ フラットなボケの生成例フラットなボケの生成例 • 直径9ピクセルの円形絞り直径9ピクセルの円形絞り – 25サンプル(バイリニアにより計81サン25サンプル(バイリニアにより計81サン プル)プル) 円形ブラー円形ブラー
  134. 134. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 99 ×× 9ディスクブラー9ディスクブラー • バイリニア補間を活用して円形を構築バイリニア補間を活用して円形を構築 – サンプルポイントの調整サンプルポイントの調整 – 面積と目的の形を考慮して重みを調整面積と目的の形を考慮して重みを調整 – この図は正確ではないこの図は正確ではない ターゲット(処理中の)ピクセルターゲット(処理中の)ピクセル テクスチャフェッチ座標テクスチャフェッチ座標
  135. 135. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ ディスクブラーディスクブラー • 右は工夫してさらにサンプル数を増やし右は工夫してさらにサンプル数を増やし た例た例 – 直径17ピクセルの円形絞り直径17ピクセルの円形絞り 99 ×× 9円形ブラー9円形ブラー 1717 ×× 17円形ブラー17円形ブラー
  136. 136. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ ディスクブラーディスクブラー • バイリニア補間で拡大した結果バイリニア補間で拡大した結果 99 ×× 9円形ブラー9円形ブラー 1717 ×× 17円形ブラー17円形ブラー
  137. 137. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ フラットなボケの生成例フラットなボケの生成例 • 六角絞り六角絞り – 平行四辺形を3つ生成して中央点と合成平行四辺形を3つ生成して中央点と合成 六角絞りブラー六角絞りブラー
  138. 138. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 六角絞りの生成例(1‐1)六角絞りの生成例(1‐1) • 六角絞り六角絞り – 再帰的に2パスずつで各平行四辺形を生成再帰的に2パスずつで各平行四辺形を生成
  139. 139. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 六角絞りの生成例(1‐2)六角絞りの生成例(1‐2) • 六角絞り六角絞り – 再帰的に2パスずつで各平行四辺形を生成再帰的に2パスずつで各平行四辺形を生成
  140. 140. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 六角絞りの生成例(1終了)六角絞りの生成例(1終了) • 六角絞り六角絞り – 再帰的に2パスずつで各平行四辺形を生成再帰的に2パスずつで各平行四辺形を生成
  141. 141. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 六角絞りの生成例(2‐1)六角絞りの生成例(2‐1) • 六角絞り六角絞り – 再帰的に2パスずつで各平行四辺形を生成再帰的に2パスずつで各平行四辺形を生成
  142. 142. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 六角絞りの生成例(2‐2)六角絞りの生成例(2‐2) • 六角絞り六角絞り – 再帰的に2パスずつで各平行四辺形を生成再帰的に2パスずつで各平行四辺形を生成
  143. 143. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 六角絞りの生成例(2終了)六角絞りの生成例(2終了) • 六角絞り六角絞り – 再帰的に2パスずつで各平行四辺形を生成再帰的に2パスずつで各平行四辺形を生成
  144. 144. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 六角絞りの生成例(3‐1)六角絞りの生成例(3‐1) • 六角絞り六角絞り – 再帰的に2パスずつで各平行四辺形を生成再帰的に2パスずつで各平行四辺形を生成
  145. 145. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 六角絞りの生成例(3‐2)六角絞りの生成例(3‐2) • 六角絞り六角絞り – 再帰的に2パスずつで各平行四辺形を生成再帰的に2パスずつで各平行四辺形を生成
  146. 146. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 六角絞りボケの生成例(3終六角絞りボケの生成例(3終 了)了) • 六角絞り六角絞り – 再帰的に2パスずつで各平行四辺形を生成再帰的に2パスずつで各平行四辺形を生成
  147. 147. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 六角絞りボケの生成例(最終六角絞りボケの生成例(最終 パス)パス) • 生成した3つの平行四辺形と中央点を合生成した3つの平行四辺形と中央点を合 成成 – 計4パスで完了計4パスで完了
  148. 148. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 六角絞りボケの生成例六角絞りボケの生成例 • 六角絞り(任意サイズで可能)六角絞り(任意サイズで可能)
  149. 149. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 六角絞り高速版六角絞り高速版 • 7サンプルの再帰(ピンポンブラー)で7サンプルの再帰(ピンポンブラー)で 生成生成 – 色の濃い部分がサンプル点色の濃い部分がサンプル点 – 重みを調節して中央部をフラットに重みを調節して中央部をフラットに
  150. 150. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 六角絞り高速版六角絞り高速版 • 7サンプルの再帰7サンプルの再帰 – ややエッジ部分が暗くなるややエッジ部分が暗くなる – サイズに制限ありサイズに制限あり 六角絞りブラー六角絞りブラー
  151. 151. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大ブラーの適用拡大ブラーの適用 • 本題に戻って・・・本題に戻って・・・
  152. 152. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大ブラーの適用拡大ブラーの適用 • 生成したボケ画像に対してブラーを適用生成したボケ画像に対してブラーを適用 – 2倍解像度へ拡大と同時に小規模なブラー2倍解像度へ拡大と同時に小規模なブラー • 各ボケ画像ごとに適用する各ボケ画像ごとに適用する – ある程度より大きな縮小バッファでは不要ある程度より大きな縮小バッファでは不要 • 効果が少なく負荷が高い効果が少なく負荷が高い 拡大と同時にブラーを適用するサンプリング例拡大と同時にブラーを適用するサンプリング例
  153. 153. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 解像度によるバイリニアとの解像度によるバイリニアとの 比較比較
  154. 154. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ バイリニア補間のみバイリニア補間のみ (( 1/4×1/41/4×1/4 ))
  155. 155. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大ブラー利用(拡大ブラー利用( 1/4×1/41/4×1/4 )) バイリニア補間で2倍に拡大バイリニア補間で2倍に拡大ブラーブラーバイリニア補間拡大バイリニア補間拡大
  156. 156. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ バイリニア補間のみバイリニア補間のみ (( 1/8×1/81/8×1/8 ))
  157. 157. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大ブラー利用(拡大ブラー利用( 1/8×1/81/8×1/8 )) バイリニア補間で2倍に拡大バイリニア補間で2倍に拡大ブラーブラーバイリニア補間拡大バイリニア補間拡大
  158. 158. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ バイリニア補間のみバイリニア補間のみ (( 1/16×1/161/16×1/16 ))
  159. 159. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大ブラー利用(拡大ブラー利用( 1/16×1/161/16×1/16 )) バイリニア補間で2倍に拡大バイリニア補間で2倍に拡大ブラーブラーバイリニア補間拡大バイリニア補間拡大
  160. 160. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 解像度によるバイリニアとの解像度によるバイリニアとの 比較比較 • 別のシーンの画像別のシーンの画像
  161. 161. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ バイリニア補間のみバイリニア補間のみ (( 1/4×1/41/4×1/4 ))
  162. 162. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大ブラー利用(拡大ブラー利用( 1/4×1/41/4×1/4 )) バイリニア補間で2倍に拡大バイリニア補間で2倍に拡大ブラーブラーバイリニア補間拡大バイリニア補間拡大
  163. 163. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ バイリニア補間のみバイリニア補間のみ (( 1/8×1/81/8×1/8 ))
  164. 164. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大ブラー利用(拡大ブラー利用( 1/8×1/81/8×1/8 )) バイリニア補間で2倍に拡大バイリニア補間で2倍に拡大ブラーブラーバイリニア補間拡大バイリニア補間拡大
  165. 165. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ バイリニア補間のみバイリニア補間のみ (( 1/16×1/161/16×1/16 ))
  166. 166. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大ブラー利用(拡大ブラー利用( 1/16×1/161/16×1/16 )) バイリニア補間で2倍に拡大バイリニア補間で2倍に拡大ブラーブラーバイリニア補間拡大バイリニア補間拡大
  167. 167. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ その他の画像比較その他の画像比較
  168. 168. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 六角絞りバイリニア補間のみ六角絞りバイリニア補間のみ (( 1/81/8 ))
  169. 169. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 六角絞り拡大ブラー利用六角絞り拡大ブラー利用 (( 1/81/8 )) バイリニア補間で2倍に拡大バイリニア補間で2倍に拡大ブラーブラーバイリニア補間拡大バイリニア補間拡大
  170. 170. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ バイリニア補間のみバイリニア補間のみ (( 1/16×1/161/16×1/16 ))
  171. 171. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大ブラー利用(拡大ブラー利用( 1/16×1/161/16×1/16 )) バイリニア補間で2倍に拡大バイリニア補間で2倍に拡大ブラーブラーバイリニア補間拡大バイリニア補間拡大
  172. 172. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 1717 ×× 17円形ブラー17円形ブラー バイリニア補間のみ(バイリニア補間のみ( 1/4×1/41/4×1/4 ))
  173. 173. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 1717 ×× 17円形ブラー17円形ブラー 拡大ブラー利用(拡大ブラー利用( 1/4×1/41/4×1/4 )) バイリニア補間で2倍に拡大バイリニア補間で2倍に拡大ブラーブラーバイリニア補間拡大バイリニア補間拡大
  174. 174. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 1717 ×× 17円形ブラー17円形ブラー バイリニア補間のみ(バイリニア補間のみ( 1/8×1/81/8×1/8 ))
  175. 175. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 1717 ×× 17円形ブラー17円形ブラー 拡大ブラー利用(拡大ブラー利用( 1/8×1/81/8×1/8 )) バイリニア補間で2倍に拡大バイリニア補間で2倍に拡大ブラーブラーバイリニア補間拡大バイリニア補間拡大
  176. 176. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大ブラーの効果拡大ブラーの効果 • 1/4×1/41/4×1/4 サイズ縮小バッファサイズ縮小バッファ バイリニア補間のみバイリニア補間のみ 拡大ブラー利用拡大ブラー利用
  177. 177. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大ブラーの効果拡大ブラーの効果 • 1/8×1/81/8×1/8 サイズ縮小バッファサイズ縮小バッファ バイリニア補間のみバイリニア補間のみ 拡大ブラー利用拡大ブラー利用
  178. 178. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大ブラーの効果拡大ブラーの効果 • 1/16×1/161/16×1/16 サイズ縮小バッファサイズ縮小バッファ バイリニア補間のみバイリニア補間のみ 拡大ブラー利用拡大ブラー利用
  179. 179. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大ブラーの効果拡大ブラーの効果 • 1/4×1/41/4×1/4 サイズ縮小バッファサイズ縮小バッファ バイリニア補間のみバイリニア補間のみ 拡大ブラー利用拡大ブラー利用
  180. 180. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大ブラーの効果拡大ブラーの効果 • 1/8×1/81/8×1/8 サイズ縮小バッファサイズ縮小バッファ バイリニア補間のみバイリニア補間のみ 拡大ブラー利用拡大ブラー利用
  181. 181. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 拡大ブラーの効果拡大ブラーの効果 • 1/16×1/161/16×1/16 サイズ縮小バッファサイズ縮小バッファ バイリニア補間のみバイリニア補間のみ 拡大ブラー利用拡大ブラー利用
  182. 182. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 被写界深度エフェクトでの評被写界深度エフェクトでの評 価価 • 画質面での評価画質面での評価 – アーティファクトをかなり軽減できるアーティファクトをかなり軽減できる • エッジ部のジャギーなどエッジ部のジャギーなど – 全体的にややぼけた画像となる全体的にややぼけた画像となる • 目的がピンボケなのでほとんど問題はない目的がピンボケなのでほとんど問題はない • 速度面での評価速度面での評価 – グレアエフェクトよりもやや負荷が高いグレアエフェクトよりもやや負荷が高い • ボケ画像ごとに適用するためボケ画像ごとに適用するため
  183. 183. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 被写界深度エフェクトでの評被写界深度エフェクトでの評 価価 • 効果は非常に大きい効果は非常に大きい – 特に縮小バッファ解像度が低い場合特に縮小バッファ解像度が低い場合 • 1/41/4 程度以下ならコストパフォーマンスが高い程度以下ならコストパフォーマンスが高い • 1/21/2 程度以上では効果が少なく遅い程度以上では効果が少なく遅い • グレアよりもやや負荷が高いグレアよりもやや負荷が高い • ⇒⇒ 実用的実用的
  184. 184. コンテンツへコンテンツへ 縮小ブレンドバッファPCF縮小ブレンドバッファPCF 続・レンダリスト養成講座続・レンダリスト養成講座 アンチ・縮小バッファアーティファクトアンチ・縮小バッファアーティファクト
  185. 185. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小ブレンドバッファ縮小ブレンドバッファ • 縮小バッファを利用した半透明描画縮小バッファを利用した半透明描画 • 参照:参照: – Kawase, Masaki. “Kawase, Masaki. “DOUBLE-S.T.E.A.LDOUBLE-S.T.E.A.L におけるリアルタイムにおけるリアルタイム CGCG 表現表現 ”技法”技法 ,, CEDEC 2002, 2002.CEDEC 2002, 2002. – Ishida, Tomofumi.Ishida, Tomofumi. ““ ”次世代機に向けたゲームエンジンの設計”次世代機に向けたゲームエンジンの設計 ,, CEDECCEDEC 2006, 2006.2006, 2006. – Takabe, Kunio.Takabe, Kunio. ““ 「「 METAL GEAR SOLID 4METAL GEAR SOLID 4 」に使われた技術等の紹」に使われた技術等の紹 ”介”介 ,, CEDEC 2008, 2008.CEDEC 2008, 2008.
  186. 186. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小バッファへの半透明描画縮小バッファへの半透明描画 • ブレンドは特殊なモードを利用するブレンドは特殊なモードを利用する – 最終的なフレームバッファへの合成のため最終的なフレームバッファへの合成のため • 縮小されたデプスバッファを利用縮小されたデプスバッファを利用 – フレームバッファの内容をダウンサンプルフレームバッファの内容をダウンサンプル • デプステストを行いながら描画するデプステストを行いながら描画する
  187. 187. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小ブレンドバッファの問題縮小ブレンドバッファの問題 点点 • デプステストは合格/不合格のいずれかデプステストは合格/不合格のいずれか – On/Off(0/1)の2値情報でしかなOn/Off(0/1)の2値情報でしかな いい • 解像度不足がさらに悪化解像度不足がさらに悪化 – ただでさえ縮小バッファは解像度が低いただでさえ縮小バッファは解像度が低い • ⇒⇒ 非常に激しいエイリアスが発生非常に激しいエイリアスが発生
  188. 188. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 2値ではなくフィルタを使う2値ではなくフィルタを使う • 0/1が問題ならフィルタを使えばよい0/1が問題ならフィルタを使えばよい – デプステストの代わりにデプステクスチャでデプステストの代わりにデプステクスチャで 判断判断 • デプスバッファではなくテクスチャを利用デプスバッファではなくテクスチャを利用 – ピクセルシェーダ内でフィルタを適用ピクセルシェーダ内でフィルタを適用 • 近傍の複数テクセルでそれぞれ深度テスト近傍の複数テクセルでそれぞれ深度テスト • 結果をバイリニア/バイキュービックなどで補間結果をバイリニア/バイキュービックなどで補間 • PCFPCF (( Percentage Closer FilteringPercentage Closer Filtering )) – ⇒⇒ デプスシャドウマップとまったく同じデプスシャドウマップとまったく同じ
  189. 189. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ PCF利用時の制限PCF利用時の制限 • フィルタを利用する場合の制限フィルタを利用する場合の制限 – デプスバッファに書き込み操作を行えないデプスバッファに書き込み操作を行えない • 縮小バッファ半透明では通常デプス書き込みは不縮小バッファ半透明では通常デプス書き込みは不 要要
  190. 190. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 追加で拡大ブラーを適用追加で拡大ブラーを適用 • 必要に応じて結果をさらにブラー必要に応じて結果をさらにブラー – 2倍程度の解像度でブラー2倍程度の解像度でブラー – 負荷が高い場合は拡大せずにブラー負荷が高い場合は拡大せずにブラー • 元の縮小バッファサイズのブラーでも効果は大き元の縮小バッファサイズのブラーでも効果は大き いい 拡大と同時にブラー拡大と同時にブラー 同じ解像度でブラー同じ解像度でブラー
  191. 191. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 実装例実装例 • 環境環境 – XboxXbox • 縮小バッファ解像度縮小バッファ解像度 – 128×72128×72 (または(または 9696 )) ©2005 BUNKASHA PUBLISHING CO.,LTD.©2005 BUNKASHA PUBLISHING CO.,LTD. ©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved.©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved.
  192. 192. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小ブレンドバッファPCF縮小ブレンドバッファPCF ©2005 BUNKASHA PUBLISHING CO.,LTD.©2005 BUNKASHA PUBLISHING CO.,LTD. ©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved.©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved.
  193. 193. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小ブレンドバッファの解像縮小ブレンドバッファの解像 度度 ©2005 BUNKASHA PUBLISHING CO.,LTD.©2005 BUNKASHA PUBLISHING CO.,LTD. ©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved.©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved.128128 ×× 7272
  194. 194. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小ブレンドバッファPCF縮小ブレンドバッファPCF ©2005 BUNKASHA PUBLISHING CO.,LTD.©2005 BUNKASHA PUBLISHING CO.,LTD. ©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved.©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved.
  195. 195. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小ブレンドバッファの解像縮小ブレンドバッファの解像 度度 ©2005 BUNKASHA PUBLISHING CO.,LTD.©2005 BUNKASHA PUBLISHING CO.,LTD. ©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved.©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved.128128 ×× 7272
  196. 196. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小ブレンドバッファPCF縮小ブレンドバッファPCF ©2005 BUNKASHA PUBLISHING CO.,LTD.©2005 BUNKASHA PUBLISHING CO.,LTD. ©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved.©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved.
  197. 197. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小ブレンドバッファの解像縮小ブレンドバッファの解像 度度 ©2005 BUNKASHA PUBLISHING CO.,LTD.©2005 BUNKASHA PUBLISHING CO.,LTD. ©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved.©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved.128128 ×× 7272
  198. 198. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小ブレンドバッファPCF縮小ブレンドバッファPCF ©2005 BUNKASHA PUBLISHING CO.,LTD.©2005 BUNKASHA PUBLISHING CO.,LTD. ©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved.©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved.
  199. 199. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小ブレンドバッファの解像縮小ブレンドバッファの解像 度度 ©2005 BUNKASHA PUBLISHING CO.,LTD.©2005 BUNKASHA PUBLISHING CO.,LTD. ©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved.©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved.128128 ×× 7272
  200. 200. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小ブレンドバッファPCF縮小ブレンドバッファPCF ©2005 BUNKASHA PUBLISHING CO.,LTD.©2005 BUNKASHA PUBLISHING CO.,LTD. ©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved.©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved.
  201. 201. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小ブレンドバッファの解像縮小ブレンドバッファの解像 度度 ©2005 BUNKASHA PUBLISHING CO.,LTD.©2005 BUNKASHA PUBLISHING CO.,LTD. ©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved.©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved.128128 ×× 7272
  202. 202. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小ブレンドバッファPCF縮小ブレンドバッファPCF ©2005 BUNKASHA PUBLISHING CO.,LTD.©2005 BUNKASHA PUBLISHING CO.,LTD. ©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved.©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved.
  203. 203. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小ブレンドバッファの解像縮小ブレンドバッファの解像 度度 ©2005 BUNKASHA PUBLISHING CO.,LTD.©2005 BUNKASHA PUBLISHING CO.,LTD. ©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved.©2005 Microsoft Corporation. All rights reserved.128128 ×× 7272
  204. 204. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小ブレンドバッファPCF縮小ブレンドバッファPCF の評価の評価 • 画質面での評価画質面での評価 – かなり効果が大きいかなり効果が大きい • 速度面での評価速度面での評価 – 負荷がかなり高い負荷がかなり高い • PCF自体の処理の重さPCF自体の処理の重さ • 高速なデプステストの恩恵をすべて捨てる高速なデプステストの恩恵をすべて捨てる
  205. 205. Imagire DayImagire Day コンテンツへコンテンツへ 縮小ブレンドバッファPCF縮小ブレンドバッファPCF の評価の評価 • その他その他 – 負荷は高いが効果も大きい負荷は高いが効果も大きい – 縮小バッファが小さい場合はかなり有用縮小バッファが小さい場合はかなり有用 • ⇒⇒ シーンによっては実用的シーンによっては実用的
  206. 206. コンテンツへコンテンツへ ?? ご質問は?ご質問は?

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