Filtrage de textures bilinéaires

Le filtrage bilinéaire calcule la moyenne pondérée des 4 texels les plus proches du point d’échantillonnage. Cette approche de filtrage est plus précise et courante que le filtrage au point le plus proche. Cette approche est efficace, car elle est implémentée dans du matériel graphique moderne.

Exemple

Les textures sont toujours traitées de manière linéaire de (0.0, 0.0) dans le coin supérieur gauche à (1.0, 1.0) dans l’angle inférieur droit. L’adressage linéaire d’une texture est illustré dans l’illustration suivante.

Les textures sont généralement représentées comme si elles étaient composées de blocs de couleur unie, mais il est en fait plus correct de penser aux textures de la même façon que vous devez penser à l’affichage raster : chaque texel est défini au centre exact d’une cellule de grille, comme illustré dans l’illustration suivante.

Si vous demandez à l’échantillonneur de texture la couleur de cette texture aux coordonnées UV (0,375, 0,375), vous obtenez un rouge unie (255, 0, 0). Cela est logique, car le centre de la cellule de texel rouge est à UV (0,375, 0,375). Que se passe-t-il si vous demandez à l’échantillonneur la couleur de la texture aux UV (0,25, 0,25) ? Ce n’est pas aussi facile, car le point à UV (0,25, 0,25) se trouve au coin exact de 4 texels.

Le schéma le plus simple consiste simplement à faire en sorte que l’échantillonneur retourne la couleur du texel le plus proche; il s’agit du filtrage de points (voir Échantillonnage du point le plus proche) et n’est généralement pas souhaitable en raison de résultats granités ou bloquants. L’échantillonnage de points de notre texture aux UV (0,25, 0,25) montre un autre problème subtil avec le filtrage du point le plus proche : il y a quatre texels équidistant du point d’échantillonnage, donc il n’y a pas de texel le plus proche. L’un de ces quatre texels sera choisi comme couleur retournée, mais la sélection dépend de la façon dont la coordonnée est arrondie, ce qui peut introduire des artefacts de déchirure (voir l’article échantillonnage Nearest-Point dans le KIT DE DÉVELOPPEMENT LOGICIEL).

Un schéma de filtrage légèrement plus précis et plus courant consiste à calculer la moyenne pondérée des 4 texels les plus proches du point d’échantillonnage; c’est ce qu’on appelle le filtrage bilinéaire. Le coût de calcul supplémentaire pour le filtrage bilinéaire est généralement négligeable, car cette routine est implémentée dans le matériel graphique moderne. Voici les couleurs que nous obtenons à quelques exemples de points différents à l’aide du filtrage bilinéaire :

UV: (0.5, 0.5)

Ce point est à la frontière exacte entre les texels rouges, verts, bleus et blancs. La couleur retournée par l’échantillonneur est grise :

  0.25 * (255, 0, 0)
  0.25 * (0, 255, 0) 
  0.25 * (0, 0, 255) 
## + 0.25 * (255, 255, 255) 
------------------------
= (128, 128, 128)

UV: (0.5, 0.375)

Ce point se trouve au milieu de la bordure entre les texels rouges et verts. La couleur renvoyée par l’échantillonneur est jaune-gris (notez que les contributions des texels bleus et blancs sont mis à l’échelle à 0) :

  0.5 * (255, 0, 0)
  0.5 * (0, 255, 0) 
  0.0 * (0, 0, 255) 
## + 0.0 * (255, 255, 255) 
------------------------
= (128, 128, 0)

UV: (0.375, 0.375)

Il s’agit de l’adresse du texel rouge, qui est la couleur retournée (tous les autres texels dans le calcul de filtrage sont pondérés sur 0) :

  1.0 * (255, 0, 0)
  0.0 * (0, 255, 0) 
  0.0 * (0, 0, 255) 
## + 0.0 * (255, 255, 255) 
------------------------
= (255, 0, 0)

Comparez ces calculs à l’illustration suivante, qui montre ce qui se passe si le calcul de filtrage bilinéaire est effectué à chaque adresse de texture sur la texture 4x4.

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