iOS Metal : Jaggies Anit-aliasing

Question

我试图用 renderEncoder 的 drawIndexedPrimitives 画一个半圆

[renderEncoder setVertexBuffer:self.vertexBuffer offset:0 atIndex:0];

[renderEncoder drawIndexedPrimitives:MTLPrimitiveTypeTriangleStrip
                              indexCount:self.indexCount
                               indexType:MTLIndexTypeUInt16
                             indexBuffer:self.indicesBuffer
                       indexBufferOffset:0];

其中圆的 vertexBuffer 和 indicesBuffer 是通过计算创建的

int segments = 10;


float vertices02[ (segments +1)* (3+4)];
vertices02[0] = centerX;
vertices02[1] = centerY;
vertices02[2] = 0;

//3, 4, 5, 6 are RGBA
vertices02[3] = 1.0;
vertices02[4] = 0;
vertices02[5] = 0.0;
vertices02[6] = 1.0;    

uint16_t indices[(segments -1)*3];

for (int i = 1; i <= segments ; i++){
    float degree = (i -1) * (endDegree - startDegree)/ (segments -1) + startDegree;

    vertices02[i*7] = (centerX + cos([self degreesToRadians:degree])*radius);
    vertices02[i*7 +1] = (centerY +  sin([self degreesToRadians:degree])*radius);
    vertices02[i*7 +2] = 0;

    vertices02[i*7 +3] = 1.0;
    vertices02[i*7 +4] = 0;
    vertices02[i*7 +5] = 0.0;
    vertices02[i*7 +6] = 1.0;

    if (i < segments){
        indices[(i-1)*3 + 0] = 0;
        indices[(i-1)*3 + 1] = i;
        indices[(i-1)*3 + 2] = i+1;
    }
}

所以我将9个三角形组合成一个180度的圆。

然后创建 vertexBuffer 和 indicesBuffer

self.vertexBuffer = [device newBufferWithBytes:vertexArrayPtr
                                            length:vertexDataSize
                                           options:MTLResourceOptionCPUCacheModeDefault];
self.indicesBuffer = [device newBufferWithBytes:indexArrayPtr
                                             length:indicesDataSize 
                                            options:MTLResourceOptionCPUCacheModeDefault];

结果是这样的:



我相信这是来自 iOS 的 Metal 的抗锯齿问题。我曾经使用相同的技术在 OpenGL 中创建半圆，但边缘更平滑。

有什么建议可以解决这个问题吗？

由warrenm 建议，我应该将 CAMetalLayer 的 drawableSize 设置为 screenSize x 比例。有以下改进:



warrenm 的另一个建议，使用 MTKView 并设置 sampleCount = 4 解决了这个问题:

Answer 1

这里有几件事需要考虑。首先，您需要确保(如果可能)您要栅格化的网格的大小与将要查看的显示器的分辨率相匹配。其次，您可能需要使用亚像素技术来获得额外的平滑度，因为光栅技术往往会欠采样连续函数。

在 Metal 中，我们将渲染图像大小与显示匹配的方式是确保 Metal 层的可绘制大小与它将在屏幕上占据的像素尺寸相匹配。使用 CAMetalLayer 时直接而言，默认行为是图层的可绘制大小为图层边界的大小乘以图层的contentsScale。属性(property)。将后者设置为 scale的UIScreen合成图层的图层会将图层的尺寸与屏幕的像素匹配(忽略可能应用于图层或其 View 层次结构的其他转换)。

使用 MTKView 时, autoResizeDrawable属性确定 View 是否自动管理其图层的可绘制大小。这是默认行为，但如果您将此属性设置为 NO ，您可以手动将可绘制大小设置为其他值(例如，在片段绑定(bind)时使用自适应分辨率渲染)。

为了更精细地进行采样，我们可以在任意数量的抗锯齿技术中进行选择，但其中最简单的可能是多重采样抗锯齿 (MSAA)，顾名思义，该硬件功能对沿边缘的每个像素进行多个采样基元，以减少锯齿的锯齿效应。

在 Metal 中，使用 MSAA 需要在渲染管线状态和用于渲染的纹理上设置多重采样状态(即采样计数)。 MSAA 是一个两步过程，其中渲染目标可以保存每个像素的多个片段的数据，然后解析步骤将这些样本组合成每个像素的最终颜色。使用 CAMetalLayer 时(或在屏幕外绘制)，您必须创建类型为 MTLTextureType2DMultisample 的纹理对于每个事件的颜色/深度附件。这些纹理配置为 texture它们各自的颜色/深度附件的属性，以及 resolveTexture属性设置为 MTLTextureType2D 类型的纹理, MSAA 目标被解析到其中。

使用 MTKView 时，只需设置 sampleCount在 View 上匹配 sampleCount渲染管道描述符足以让 MetalKit 创建和管理适当的资源。默认情况下，您从 View 接收的渲染 channel 描述符将内部管理的 MSAA 颜色目标设置为主要颜色附件，并将当前可绘制的纹理设置为该附件的解析纹理。这样，使用 MetalKit 启用 MSAA 只需要几行代码。