Metal에서 밉맵 레벨은 어떻게 계산됩니까?

내 질문은 구체적으로 Metal과 관련이 있습니다. 왜냐하면 다른 API에 대한 답변이 변경되는지 알 수 없기 때문입니다.

내가 지금까지 이해하고 있다고 생각하는 것은 다음과 같습니다.

• mipmapped 텍스처는 사전 계산 된 "세부 정보 수준"으로, 원래의 텍스처를 의미있는 방식으로 다운 샘플링하여 더 낮은 수준의 세부 사항을 만듭니다.

• 밉맵 레벨은 세부적인 내림차순으로 참조되며, 레벨 0은 원래 텍스처이고 높은 레벨은 2의 거듭 제곱입니다.

• 대부분의 GPU는 삼선 형 필터링을 구현하여 각 샘플에 대해 두 개의 인접한 밉맵 레벨, 이중 선형 필터링을 사용하여 각 레벨의 샘플을 선택한 다음 해당 샘플을 선형 혼합합니다.

내가 이해하지 못하는 것은 이러한 밉맵 레벨이 어떻게 선택되는지입니다. Metal 표준 라이브러리 의 문서 에서 lod_options유형 의 인스턴스를 지정하거나 지정하지 않고 샘플을 가져올 수 있음을 알았습니다 . 이 인수가 밉맵 레벨 선택 방법을 변경한다고 가정하고 lod_options2D 텍스처 에는 세 가지 종류가 있습니다 .

• bias(float value)
• level(float lod)
• gradient2d(float2 dPdx, float2 dPdy)

불행히도 설명서에는 이러한 옵션의 기능에 대한 설명이 필요하지 않습니다. 나는 bias()자동으로 선택된 세부 수준의 편향을 추측 하지만 그 편향 value은 무엇을 의미합니까? 어떤 규모로 작동합니까? 마찬가지로, 어떻게한다 lod의는 level()이산 밉맵 레벨로 번역? 그리고 gradient2d()텍스처 좌표의 그라디언트 를 사용 하는 가정하에 그 그라디언트를 사용하여 밉맵 레벨을 선택하는 방법은 무엇입니까?

더 중요한 것은를 생략 lod_options하면 밉맵 레벨은 어떻게 선택됩니까? 실행되는 기능의 유형에 따라 다른가요?

그리고 sample()함수 의 기본 no-lod-options 지정 작업이 gradient2D()(적어도 조각 쉐이더에서) 같은 작업을 수행 하는 경우 간단한 화면 공간 파생을 사용하거나 래스터 라이저 및 보간 된 텍스처 좌표와 직접 작동합니까 정확한 기울기를 계산하려면?

마지막으로, 장치마다이 동작이 얼마나 일관성이 있습니까? 이전 기사 (DirectX 9에서와 같이 오래된 기사)에서 복잡한 장치 별 밉맵 선택을 언급했지만 최신 아키텍처에서 밉맵 선택이 더 잘 정의되어 있는지 알 수 없습니다.

밉 선택은 오늘날 각 장치에서 잘 표준화되어 있습니다. 예외적으로 이방성 필터링에 대한 세부 사항 중 일부는 예외로, 개별 GPU 제조업체가 정의해야합니다 (정확한 세부 사항은 일반적으로 공개적으로 문서화되지 않음).

밉 선택에 대한 자세한 내용은 OpenGL 사양의 섹션 8.14, "텍스처 축소"에 있습니다. Metal에서 동일한 방식으로 작동한다고 가정합니다. (애플 은 하드웨어와 API를 모두 만드는 것을 고려할 때 무언가를 바꿀 수 는 있지만 ... 그것을 의심합니다.) 여기에 요약하겠습니다.

lod_options수정자를 사용하지 않는 기본 밉 선택 은 텍스처 좌표의 화면 공간 그라디언트를 사용하여 밉 레벨을 선택합니다. 기본적으로 픽셀과 텍셀의 1 : 1 매핑에 최대한 근접한 밉 레벨을 선택하려고합니다. 예를 들어 그라디언트의 픽셀 당 길이가 4 텍셀 인 경우 밉 레벨 2 (레벨 0 크기의 1/4에 해당하므로 픽셀 당 1 개의 텍셀을 제공함)를 선택합니다.

삼선 형 필터링을 사용하면 일반적으로 정확한 1 : 1 매핑 에 도달하지 않으므로 가장 가까운 두 레벨을 선택하고 그 사이에 선형 보간하므로 장면의 카메라 또는 객체가 움직일 때 밉 레벨간에 부드럽게 전환됩니다. 주위에.

$\lambda$$\lambda$$\lambda$$\lambda = 2.8$

$\lambda$$\log_2(1/4) = -2$

이제 수정 자 옵션에 관해서는 :

• bias$\lambda$
• level$\lambda$$\lambda$lod
• gradient2d텍스처 좌표의 암시 적 화면 공간 그라디언트를 대체하는 고유 한 그라디언트 벡터를 넣을 수 있습니다. 나머지 밉 선택 및 샘플링 프로세스는 정상적으로 진행되지만 그래디언트가 변경됩니다. 이를 통해 이방성 필터링을 사용자 정의 할 수 있습니다.

프래그먼트 셰이더 외에 다른 유형의 셰이더에는 "스크린 공간 그라디언트"라는 개념이 없으므로 후자의 두 작업은 일반적으로 허용되는 유일한 작업입니다. 암시 적 그라디언트를 사용하려는 작업은 컴파일 오류를 발생시킵니다. 금속이 그렇게하는 것은 긍정적이지 않지만 다른 API를 사용하여 기대하는 것입니다.