[科普中國]-3D平滑處理

3D平滑處理是一種減少鋸齒（階梯狀線條）的技術(shù)。這些線條本來應(yīng)該是平滑的。出現(xiàn)鋸齒的原因是因為屏幕顯示的分辨率不夠高，因而不能顯示平滑線條。平滑處理用中間色調(diào)包圍這些階梯,以此減少突出的鋸齒邊緣。盡管這種方法可以減少線條的鋸齒現(xiàn)象，但也使得線條變得模糊不清。這是二者差異的放大圖。

處理介紹什么是3D平滑處理

3D 物體邊緣有時出現(xiàn)的"階梯"效應(yīng)。

NVIDIA 控制面板

平滑處理可設(shè)置為有利于提高系統(tǒng)性能或改進(jìn)圖象質(zhì)量。

如果要顯示三維動畫效果和強(qiáng)調(diào)場景的流暢變換，最好使用性能設(shè)置。

如果要以顯示非常精細(xì)和逼真的三維物體為主要目的時，最好使用質(zhì)量設(shè)置。

在“管理 3D 設(shè)置”頁面上（高級視圖），您可以設(shè)置具體的平滑處理級別。

值越高，對應(yīng)的平滑處理的級別就越高。例如，16x 的質(zhì)量要高于 2x。

在 GeForce 8 系列 GPU 中，NVIDIA 推出了一種新形式的平滑處理，稱為“覆蓋采樣”，該功能對 8x、16x 和 16xQ 平滑處理設(shè)置產(chǎn)生影響。如需更多信息，請參照NVIDIA網(wǎng)站上關(guān)于 Lumenex 引擎技術(shù)的簡介。

如果您不能肯定如何配置平滑處理，請使用“應(yīng)用程序控制的”選項。您的顯示將根據(jù)應(yīng)用程序的規(guī)定自行調(diào)整。

某些平滑處理級別需要很大的視頻內(nèi)存。如果您要求的級別所需的視頻內(nèi)存不夠，從而出現(xiàn)意外結(jié)果，可以試用較低一級的值，循序進(jìn)行，直至達(dá)到想要的效果。您也可以試用不同的屏幕分辨率、刷新率和/或顏色深度，直至選定一種能使平滑處理達(dá)到預(yù)想效果的設(shè)置或設(shè)置組合。

使用平滑處理模式設(shè)置本部分提供如何使用平滑處理 － 模式設(shè)置的提示，這些設(shè)置位于管理 3D 設(shè)置頁上。

**注：**該功能僅由 GeForce 8 系列及更新的 GPU 提供。

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3D平滑處理3D 物體邊緣有時出現(xiàn)的 階梯 效應(yīng)。對于某一特定的應(yīng)用程序，您可以在完全關(guān)閉平滑處理和最大平滑處理量之間作出選擇。使用此滑塊可設(shè)置在 Direct3D 和 OpenGL 應(yīng)用程序中使用的平滑處理級別。

3D平滑處理在數(shù)控中的應(yīng)用數(shù)字 3D 平滑處理工作的一項重點內(nèi)容便是產(chǎn)品增強(qiáng)技術(shù)，產(chǎn)品增強(qiáng)技術(shù)旨在將產(chǎn)品清晰化，使產(chǎn)品更適合工作內(nèi)容，利于工作的進(jìn)行。所以，產(chǎn)品增強(qiáng)技術(shù)的任務(wù)是提高產(chǎn)品質(zhì)量水平，其效果是為了使產(chǎn)品更符合機(jī)器和人的視覺特征。但是增強(qiáng)處理與強(qiáng)化產(chǎn)品原本的內(nèi)容無關(guān)，而是強(qiáng)化產(chǎn)品內(nèi)容的判斷力度，在產(chǎn)品增強(qiáng)技術(shù)過程中可能會削弱某些信息。產(chǎn)品的平滑技術(shù)的優(yōu)點是有較高的可行性和操作性，旨在削弱噪音干擾。優(yōu)良的 3D 平滑處理技術(shù)的優(yōu)點是不僅能夠削弱噪音干擾，還能保持產(chǎn)品信息的完整。削弱噪音干擾的環(huán)境是在空間區(qū)域或者頻率區(qū)域中，方法有三類———鄰域平均法，低通濾波法，多產(chǎn)品平均法。對這 三種方法進(jìn)行了深入分析1。

鄰域平均法空間區(qū)域中最簡單的解決問題的方法就是鄰域平均法。鄰域平均法是基于算出產(chǎn)品素灰度的平均值求出獨立的像素的灰度。假設(shè)產(chǎn)品f ( x，y) 的像素是 N × N。

空域思想的運(yùn)用簡化了鄰域平均法的計算思路，經(jīng)過處理后發(fā)現(xiàn)噪音干擾受制于鄰域平均分。不過，產(chǎn)品的模糊程度和鄰域大小成正相關(guān)。通過閾值法削弱鄰域平均法對產(chǎn)品的影響。

當(dāng)點和鄰域點的灰度均值≤T時，就保留灰度原值; 如果超過 T，就采取平均法算出均值替換掉原有的灰度值，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量。展現(xiàn)的就是噪音干擾下的產(chǎn)品和平滑處理過后的產(chǎn)品的比較。

低通濾波法高頻分量和低頻分量屬于產(chǎn)品信號，前者要分析的是一幅產(chǎn)品的邊緣、跳躍部分以及顆粒噪聲，而后者則要分析大面積的背景區(qū)。這種頻域處理法叫作低通濾波法，這種方法使產(chǎn)品得到平滑，因為濾除掉了其高頻部分而去掉了噪聲。G( u，v) = H( u，v) ·F( u，v) 是卷積定理公式，G( u，v) 和 H( u，v) 分別屬于傳遞函數(shù)和選擇傳遞函數(shù)，噪聲產(chǎn)品的傅里葉變換為 F( u，v) ，采取平滑處理措施之后，產(chǎn)品的傅里葉變換為 G( u，v) ，H( u，v) 可以使 F( u，v) 的高頻分量得到衰減。平滑產(chǎn)品 g( x，y) 就可以通過 G( u，v)經(jīng)反傅里葉變換后得到，此種方法稱為低通濾波法平滑化處理，經(jīng)過分析可以看出 H( u，v) 具有低通濾波特性2。

多產(chǎn)品平均法噪聲的去除可以通過多產(chǎn)品平均法完成。在含有加性噪聲的一幅產(chǎn)品中，每個坐標(biāo)點會因為噪聲而不相關(guān)，并且在這種情況下其平均值為零。噪聲產(chǎn)品可用下式表示: g( x，y) = g( x，y) + n( x，y) ，g( x，y) 為有噪聲產(chǎn)品，n( x，y) 為噪聲，f( x，y) 為原始產(chǎn)品。多產(chǎn)品平均法的原理為: 首先將所有噪聲產(chǎn)品的{ gj( x，y) } 迭加起來，然后通過取平均值的方法達(dá)到產(chǎn)品平滑處理的目的。在實際操作過程中主要有以下三步: ( 1) 取 M 件品質(zhì)規(guī)格相同但含有不同噪聲的產(chǎn)品。( 2) 將所有產(chǎn)品進(jìn)行迭加。( 3) 對所有產(chǎn)品進(jìn)行平均計算，得出平均值。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

尹維龍 - 副教授 - 哈爾濱工業(yè)大學(xué)