Subpixel-Kantenglättung [Archiv]

Ailuros

2005-09-17, 03:11:18

Damit sind die 3 einzelnen Farben gemeint die die TFT-Pixel haben.

Das ganze ist praktisch nicht machbar mit einem Rasterizer, da man nicht weiß welche Inhalten ein Pixel am Ende hat.

Ach ja? Und warum benutzt Quantum3D bis zu 64x SPS auf den Independence 2500 Systemen mit mehreren Quadros?

***edit:

Links

http://www.quantum3d.com/products/Independence/Independence1.htm
http://www.quantum3d.com/products/Independence/independence2.htm
http://www.quantum3d.com/PDF/IDX2500_Brochure.pdf

Coda

2005-09-17, 03:14:11

Was soll denn SPS sein?

Ich glaub du verwechselst da was. Es geht um die reellen Subpixel von TFT-Monitoren. Und ich meinte, dass es nicht möglich ist zu berücksichtigen wie die Geometrie dieser ist beim MSAA.

Ailuros

2005-09-17, 03:16:06

Was soll denn SPS sein?

Ich glaub du verwechselst da was. Es geht um die reellen Subpixel von TFT-Monitoren.

Clarity™ FSAA - One of the benefits of SLPRA is that it enables IDX 2500 to deliver unmatched image quality and optimal object recognition and detection simultaneously with outstanding performance. IDX accomplishes this by rendering multiple sub-pixel samples (SPS) in parallel on each IGR within a channel and combining them within the attached Channel Compositor (CC) using patented realtime image processing techniques that exploit latent sub-pixel information while minimizing latency and performance impacts. Using this technique, Clarity™ enables IDX 2500 to deliver between 2 and 16 times the number of sub-pixel samples of other PC-IGs at equivalent or higher performance levels. With Clarity, IDX 2500 users realize the universal benefits of FSAA while avoiding the performance penalty associated with anti-aliasing approaches that rely solely upon on-chip anti-aliasing capabilities and/or database “tricks”.

http://www.quantum3d.com/products/Independence/independence3.htm

Coda

2005-09-17, 03:24:05

Das ist ganz normales AA. Da werden natürlich Subpixel ausgerechnet.

Du verwechselst grad Sample-Subpixel mit TFT-Subpixeln.

Ailuros

2005-09-17, 03:42:24

Das ist ganz normales AA. Da werden natürlich Subpixel ausgerechnet.

Du verwechselst grad Sample-Subpixel mit TFT-Subpixeln.

Den brainfart stecke ich gerne ein ;)

Wie dem auch sei, warum haben wir noch kein Subpixel-AA (a la Q3D) auf heutigen GPUs? Lies mal die Brochure durch, dort wird auch "performance tiling" erwaehnt was mir verdammt nach einer Art von "viewports" oder "Supertiling"-artiges Zeug klingt.

Coda

2005-09-17, 04:54:35

Natürlich. Jedes MSAA benützt Subpixel, das hat aber trotzdem nix mit den TFT-Subpixeln zu tun.

Avalox

2005-09-17, 10:54:02

Hier mal das Beispiel der von Panasonic eingesetzten Viera Technologie.

http://www.panasonic.de/technologie/viera/images/img_pop_tv_sub_pixel.jpg

http://www.panasonic.de/technologie/pop_detailimage.aspx?bigimg=viera/images/img_pop_tv_sub_pixel.jpg

aths

2005-09-18, 00:42:39

Natürlich. Jedes MSAA benützt Subpixel, das hat aber trotzdem nix mit den TFT-Subpixeln zu tun.Man könnte durchaus ein MSAA bauen, dass die TFT-Subpixel nutzt. Die Frage ist, ob das den Aufwand rechtfertigt. Zusätzliche Glättung erhalten ja nur annähernd vertikale Kanten.

mboeller

2005-09-18, 14:25:24

Man könnte durchaus ein MSAA bauen, dass die TFT-Subpixel nutzt. Die Frage ist, ob das den Aufwand rechtfertigt. Zusätzliche Glättung erhalten ja nur annähernd vertikale Kanten.

Tja, leider gibt es immer noch keine Displays mit der PenTile-Technik:

http://www.clairvoyante.com/pentileOverview.htm

Damit wäre dann eine bessere Kantenglättung möglich.

Avalox

2005-09-19, 21:52:14

Das Prinzip ist echt interessant.

Gibt es schon Produkte mit dieser Art von Displays?

Dieses SubPixel Rendering hat ja schon fast was von Druckaufbereitung.

aths

2005-09-20, 19:28:49

Naja, immerhin kommt es den Gedanken nach sechseckigen Pixeln entgegen. Gut, die Pixel werden damit nicht sechseckig, und es dürfte schwierig sein, Schrift oder 3D-Grafik an solche Displays anzupassen. Man sollte aber mal untersuchen, obs deutlich was bringt. (Bringt es fast nichts, reicht es ja wenn man einfach die Auflösung von TFT-Displays erhöht.)

Avalox

2005-09-21, 21:42:02

Man könnte die PenTile Technik mal auf einem "normalen" RGB Stripe Display simulieren.

Die Auflösung würde reduziert werden, aber der Eindruck sollte doch erhalten bleiben.

fabnet2k

2005-09-29, 12:09:09

aber warum immer noch RGB ?

Xmas

2005-10-02, 16:01:03

aber warum immer noch RGB ?
Weil RGB (welche Farbtöne/Wellenlängen damit genau gemeint sind, variiert ja auch) am ehesten die Funktionsweise des menschlichen Auges trifft.

Nevermore4ever

2011-02-19, 14:56:54

Ich krame mal diesen alten Thread hervor, den ich glücklicherweise finden konnte, obwohl das Wort "Subpixel", wenn man sowohl von Anti-Aliasing als auch von Monitoren reden möchte, ja sehr missverständlich sein kann.

Ich stellte mir jedoch vor kurzem die gleiche Frage wie Avalox als Threaderöffner; beim Fontrendering mit ClearType wird Glättung mit Bezug auf die RGB-Subpixel eines Monitors vorgenommen, unter Ausnutzung der Tatsache, dass das menschliche Auge empfindlicher für Helligkeits- als für Farbunterschiede ist. Hilfreich ist dabei, dass Schrift meistens schwarz auf einfarbigem Hintergrund dargestellt wird.

Zudem kann man seit Windows 7 ClearType auch noch anpassen und so beispielsweise der Tatsache Rechnung tragen, dass die Subpixel von links nach rechts üblicherweise in der Reihenfolge RGB angeordnet sind, es aber auch BGR und andere untypische Anordnungen gibt.

Gehen wir aber nun einfach mal vom "normalen" RGB-Fall aus; was ist dann mit bunten Bildern? Könnte eine AA-Methode unter Ausnutzung von "realen" (also physisch im Monitor vorhandenen, bei TFTs auch gleich großen und gleimäßig platzierten) Subpixeln nicht mit wenig Aufwand ein sehr gutes Ergebnis erzielen?

Mir fehlt es an technischem Detailwissen, um die Frage selbst zu beantworten. Ich stelle mir vor, dass man auf der horizontalen Achse die Auflösung verdreifacht (quasi 3x1-SSAA), allerdings für jedes so entstehende AA-Subpixel ja auch immer nur eine Farbkomponente verrechnen muss statt drei!

Wäre so etwas bei heutigen Chips realisierbar (und damit testbar) und würde es voraussichtlich ein gutes Last/Performance-Verhältnis ergeben?

Zur Veranschaulichung habe ich noch ein Bild erstellt. Ein 8x6-Rechteck wird diagonal geteilt und jeweils von Hand geglättet (d. h. die Farbwerte mit dem Taschenrechner berechnet); rechts oben und unten jeweils mit Grauwerten pro Pixel, in der Mitte mit Helligkeitswerten pro Subpixel, links oben und unten wieder mit vollen Pixeln in der Farbe, die sich durch die Subpixel ergibt.

http://dl.dropbox.com/u/15686408/Photos/SubpixelAA.png

Peilo

2011-02-20, 13:17:58

Nevermore4ever

2011-02-20, 15:09:43

sehe zwar einen unterschied, aber nur wenn ich die nase am tft plttdrücke.

denke in der prxis und bei bewegtbildern sowieso wird kein unterschied bemerktbar sein, also sollte man das sparsamere verfahren nutzen

Naja, mein Beispielbild soll ja primär eine Veranschaulichung sein. Als Test, welches Verfahren in echten Spielen bessere Ergebnisse liefert, taugt das nicht.

Krishty

2011-02-21, 21:55:25

Gehen wir aber nun einfach mal vom "normalen" RGB-Fall aus; was ist dann mit bunten Bildern? Könnte eine AA-Methode unter Ausnutzung von "realen" (also physisch im Monitor vorhandenen, bei TFTs auch gleich großen und gleimäßig platzierten) Subpixeln nicht mit wenig Aufwand ein sehr gutes Ergebnis erzielen?Nur, wenn – wie von dir bereits gesagt – Schwarz auf Weiß (oder umgekehrt) dargestellt wird. Je höher die Farbsättigung ist, desto geringer die Glättung. Wenn man bedenkt, dass eh nur steile Kanten geglättet werden, schrumpft der Nutzen immer weiter.

Wäre so etwas bei heutigen Chips realisierbar (und damit testbar) und würde es voraussichtlich ein gutes Last/Performance-Verhältnis ergeben?Kommt auf die Anwendung an. Bei Schrift (die auf der horizontalen Achse sehr hoch-, aber auf der Vertikalen relativ niederfrequent ist, selten farbintensiv ist und einen hohen Kontrast zwischen Vorder- und Hintergrund zeigt) wäre es nützlich – aber da wird es bereits gemacht (siehe DirectWrite, wo ClearType von der Hardware beschleunigt wird [hier (http://channel9.msdn.com/blogs/pdc2008/pc18) im Video ab 20 min; insbesondere bei 26:30] … ob aber die Rasterisierung mit ClearType an sich in Hardware gegossen ist, weiß ich nicht; ich bezweifle es stark … sie sagen zwar ClearType filter and blend performed in hardware, aber das dürfte heißen, dass es durch einen Shader läuft). In Spielen hättest du einen riesigen Aufwand für die Hälfte der Kanten (nämlich die Steilen), und da mit geringem Ergebnis (antiproportional zur Farbsättigung).

jeweils von Hand geglättet (d. h. die Farbwerte mit dem Taschenrechner berechnet)Mit linearen Helligkeitswerten? Es wäre nützlicher gewesen, wenn die Referenz ganz ohne (oder mit sehr wenig) Antialiasing gerendert worden wäre. So ist das wie 32-faches mit 48-fachem Multisampling zu vergleichen.

Nevermore4ever

2011-02-21, 23:10:41

Nur, wenn – wie von dir bereits gesagt – Schwarz auf Weiß (oder umgekehrt) dargestellt wird. Je höher die Farbsättigung ist, desto geringer die Glättung. Wenn man bedenkt, dass eh nur steile Kanten geglättet werden, schrumpft der Nutzen immer weiter.

Du sprichst einen wunden Punkt an, wobei es nicht Schwarz oder Weiß sein muss, sondern es auch andere Komplementärkontraste sein können - die Glättung ist aber winkelabhängig. Wenn in meinem Beispiel Weiß-Schwarz zu Gelb-Blau wird, müsste es gut aussehen, bei Blau-Gelb weniger.

Oder man müsste womöglich doch die Helligkeit aller drei Farbkanäle in jedes Subpixel einfließen lassen, was aber zu Farbverfälschungen führen würde (obwohl das nicht tragisch sein muss) und den Rechenaufwand erhöht.

Mit linearen Helligkeitswerten? Es wäre nützlicher gewesen, wenn die Referenz ganz ohne (oder mit sehr wenig) Antialiasing gerendert worden wäre. So ist das wie 32-faches mit 48-fachem Multisampling zu vergleichen.

Das war ja auch der Plan. :wink:

Ich dachte dabei halt auch an Bildaufnahmen per Kamera - natürlich spielt da dann noch die ganze Linsenoptik, Blende usw. eine Rolle. Aber die Farbsensoren sind nebeneinander gekachelt, sodass nie derselbe Lichtstrahl mehr als ein Subpixel trifft. Jeder Punkt auf einem Motiv beeinflusst immer nur ein Subpixel, nicht ein ganzes Pixel (wobei die Topologie dieser Subpixel ja meist nicht derjenigen bei TFTs entspricht und dann jeweils noch herumgerechnet wird).

Mein Gedankengang war, dass dadurch bei der Fotografie quasi eine Kantenglättung "für umme", also von selbst, stattfindet und man dies auch beim Rendering zu nutzen versuchen könnte.

Hinzu kommt der Umstand, dass man bei üblichen Betrachtungsabständen in kleinen Strukturen oft noch einzelne Pixel ausmachen kann; einzelne Subpixel auseinanderzuhalten, wird jedoch so gut wie unmöglich. Eine Glättung fände also gar nicht so sehr über die Farbe statt, sondern über die Strukturgröße.

huha

2011-02-21, 23:29:33

Kameras benutzen üblicherweise ein anderes Pixelmuster als Bildschirme (Bayer-Pattern) und sind damit nicht mit Bildschirmen vergleichbar.

-huha

Krishty

2011-02-21, 23:34:03

Ich dachte dabei halt auch an Bildaufnahmen per KameraDa bleibt absolut nichts übrig, was man benutzen könnte. Hast ja schon selber gesagt: Beim CCD liegen die Subpixel anders als beim TFT, Brechnung, Aufbereitung.

Mit linearen Helligkeitswerten? Es wäre …Entschuldige, das hätte auseinander stehen müssen. Ich wollte sagen: Hast du auch das Gamma verrechnet? Antialiasing ist nur noch halb so viel wert, wenn es nicht linear aufgelöst wird.

Coda

2011-02-21, 23:37:46

Zudem kann man seit Windows 7 ClearType auch noch anpassen und so beispielsweise der Tatsache Rechnung tragen, dass die Subpixel von links nach rechts üblicherweise in der Reihenfolge RGB angeordnet sind, es aber auch BGR und andere untypische Anordnungen gibt.
Konnte man schon immer.

Tesseract

2011-02-22, 01:40:43

so einen modus gab es doch am G80 schon per registry edit. kA ob der noch immer funktioniert.
sah aber nicht soo überragend aus.

Krishty

2011-02-22, 02:19:19

so einen modus gab es doch am G80 schon per registry edit.Link? Das glaube ich erst, wenn ich es sehe.

Tesseract

2011-02-22, 05:20:01

Link? Das glaube ich erst, wenn ich es sehe.

ich hab den post aus 2004 mit der suchfunktion gefunden. hab da aber keine screenshots gemacht:
http://www.forum-3dcenter.org/vbulletin/showpost.php?p=2495364&postcount=24

war btw. der NV40, nicht der G80.

ich kann dir aber sagen wie der modus, iirc, ausgesehen hat:

+-------+
| |
| R G B |
| |
+-------+

also überhaupt keine vertikale glättung und die color-subpixel waren wohl über reines supersampling gelöst. offensichtlich eine reine "machbarkeitsstudie" die nie für den praxiseinsatz gedacht war.

Nevermore4ever

2011-02-22, 10:36:58

Entschuldige, das hätte auseinander stehen müssen. Ich wollte sagen: Hast du auch das Gamma verrechnet? Antialiasing ist nur noch halb so viel wert, wenn es nicht linear aufgelöst wird.

Nein, den Aufwand wollte ich für eine Veranschaulichung nicht betreiben.

Krishty

2011-02-22, 12:42:50

ich hab den post aus 2004 mit der suchfunktion gefunden. hab da aber keine screenshots gemacht:
http://www.forum-3dcenter.org/vbulletin/showpost.php?p=2495364&postcount=24Tatsächlich … schade, dass du keine Bilder gemacht hast – die hätten mich für „echte“ Szenarien auch mal brennend interessiert. (Vor allem, ob die Farbkanäle einfach gefüllt wurden oder zusätzlich noch mit Multisampling.)

Nein, den Aufwand wollte ich für eine Veranschaulichung nicht betreiben.Okay. Sonst hätte ich jetzt gefragt, ob du nicht zufällig eine einfache D3D >=10-Engine rumliegen hast, in die man schnell einen Prototyp reinhacken könnte ;)

Nevermore4ever

2011-02-22, 17:08:03

Kameras benutzen üblicherweise ein anderes Pixelmuster als Bildschirme (Bayer-Pattern) und sind damit nicht mit Bildschirmen vergleichbar.

-huha

Hatte ich ja erwähnt. Ist aber auch nicht das, worauf ich hinaus will. Bei einem echten Foto wird ein Punkt des Motivs nicht auf mehr als ein Subpixel abgebildet, also nicht auf ein ganzes Pixel (wenn man chromatische Aberation außen vor lässt). Mich hätte eben interessiert, wie es aussieht, wenn man das beim Rendering auch tut.

ich hab den post aus 2004 mit der suchfunktion gefunden. hab da aber keine screenshots gemacht:
http://www.forum-3dcenter.org/vbulletin/showpost.php?p=2495364&postcount=24
...
offensichtlich eine reine "machbarkeitsstudie" die nie für den praxiseinsatz gedacht war.

Super! Danke.
1F heißt im nVidia-Inspector AA_MODE_METHOD_6X_CT (denke ich; ist jedenfalls der Hex-Wert im Feld "Antialiasing - Setting"). Ich werd's mal ausprobieren.

Trap

2011-02-22, 19:58:04

Es gibt zu Cleartype ja ausführliche Paper, die beschreiben, dass man die Farbigkeit der Subpixel berücksichtigen und kompensieren muss, um sauberes Rendering ohne Farbstich zu bekommen.

Die Daten, die beim Bayer-Pattern aufgezeichnet werden, sind nicht das Bild, das später angezeigt wird, sondern nur ein Zwischenschritt. Erst der Demosaicing-Algorithmus macht ein Bild draus.

In beiden Fällen kann man die Subpixel nicht einfach unabhängig voneinander betrachten.

Zockmaschine

2011-02-27, 07:15:09

Also ich finde das ganze mit der Subpixel Kantenglättung ganz grossen Mist. Das hat mich schon so sehr bei Cleartype unter W7 gestört, dass ich es (soweit möglich) abgestellt habe.

Wenn ich einen schwarzen Text auf weissem Hintergrund habe, wieso soll da anstatt Grautöne irgendwas in R,G,B darum sein ? Das sieht imho übelst aus...

Avalox

2011-02-27, 11:07:12

Wenn ich einen schwarzen Text auf weissem Hintergrund habe, wieso soll da anstatt Grautöne irgendwas in R,G,B darum sein ? Das sieht imho übelst aus...

Es ist auch nicht irgendwas mit R/G/B.

Die Grundidee hinter der Subpixel Glättung ist es, dass es egal ist ob z.B. ein weißer Pixel aus 100% R/G/B oder R/B/G oder B/G/R oder B/R/G oder G/R/B oder G/B/R besteht, er ist immer gleichweiß.

Deshalb lässt sich dieser weiße Pixel eben nicht nur in Bildschirmauflösung über den Schirm verschieben,sondern in Subpixel Auflösung. Die Grundidee ist es nicht Kanten durch optische Tricks zu glätten, sondern tatsächlich die Kantenauflösung zu erhöhen.

Dass dann farbige Umrisse entstehen, liegt ja nicht am Verfahren, sondern am jeweiligen Monitor, welcher die Pixel räumlich weiter trennt als die Subpixel. Cleartype kombiniert dann die Subpixel Auflösungserhöhung mit dem bekannten optisch getricksten AA und ist natürlich vom Ergebnis massiv abhängig vom verwendeten Monitor.

grobi

2011-02-27, 11:35:08

@Avalox

Mir was für einer Art LCD(ips,va...) sieht es denn am besten aus.

Coda

2011-02-27, 17:47:49

Naja solche mit möglichst homogenem Muster halt. Eigentlich sollten neuere LCDs alle ganz gut aussehen damit.

Ich seh hier jedenfalls rein gar keine farbigen Kanten ohne Bildschirmlupe.

Nevermore4ever

2011-02-28, 00:45:25

Und um Gegenbeispiele zu nennen:
Bei OLED-Displays sind die Subpixel unterschiedlich groß, weil sie selbst Licht aussenden, aber die Materialien unterschiedlich leuchtstark sind.
Dann kann es noch zu uneinheitlicher Glättung kommen, wenn die Gammakurven der Farbkanäle stark voneinander abweichen, z. B. durch Farb-"Verbesserungs"-Funktionen.

(del)

2011-04-10, 12:33:54

Ich hab mich damit unter Win7 noch nicht beschäftigt (?), aber unter XP kann es schon GELEGENTLICH zu leichten Verfärbungen kommen ("Arbeitsplatz"). Meist aber eher eh nur bei ~8pixel Schriften die Aufgefettet werden. Trotzdem kann jeder der noch CRTs kennt =) hoffentlich klar erkennen welchen massiven Zugewinn ClearType bietet.

http://www.abload.de/img/cleartype-xpdtrz.png (http://www.abload.de/image.php?img=cleartype-xpdtrz.png)

Avalox

2011-04-10, 12:50:31

Ich hab mich damit unter Win7 noch nicht beschäftigt (?), aber unter XP kann es schon GELEGENTLICH zu leichten Verfärbungen kommen ("Arbeitsplatz").

In der aktuellen c't ist ein Artikel über DirectWrite und Cleartype.

Es geht darum, dass so mancher Benutzer von IE9 und wohl auch FF4 unzufrieden ist mit dem Ergebnis des Textrenderings.

Grund ist aber, dass DirectWrite entgegen der bisher verwendeten GDI viel korrekter rendert, die Kerning und Hinting Informationen der Fonts korrekt verwendet.
Das GDI hat sich nicht sonderlich drum geschert und den Font dann in falschen Proportionen dargestellt.

DirectWrite bringt es dagegen fertig und rendert den Font mitunter so, dass nicht unbedingt ein einziger Pixel überhaupt in Schriftfarbe dargestellt wird.
Ein "Fontpixel" kann im Subpixel Rendering so dargestellt werden, dass dieser aus zwei aneinander grenzenden Pixel mit Subpixelkorrektur dargestellt werden.

Da jault so mancher Monitor und vor allen der Benutzer davor unweigerlich auf.

Bei FF4 kann man dann noch was machen, bei IE9 eher noch nicht. (ausser die Hardware Beschleunigung abzuschalten)

Da rächt es sich, dass heutige Monitor so lange bei den Pixelgrößen stagnieren.

(del)

2011-04-10, 12:58:13

Dem stimme ich aber auch zu (!) Das sieht wirklich gra-uen-voll aus. Die beste Methode nutzt wohl nichts, wenn weder die Fonts (?) noch die Geräte drauf eingeschossen sind.

Das wirklich beschiessene ist ja, daß man keine Wahl hat. Also entweder man rendert Schriften samt HW-Beschleunigung im Ergebnis meist SO MIES oder man muß auf HW-Beschleunigung verzichten und rendert die Schriften mit akzeptablen Ergebnis.. Beim Fx4 ist es eigentlich eher ein Hack ;)
Die Schuld der "DPI-Stagnation" ist eine Sache, wenn man aber am Markt vorbei entwickelt, also keine marktgerechte Lösungen anbietet, dann ist das eine andere Geschichte.

Was heitß hier, es rächt sich? Ich kann kein Auto mit durchgedrückten Straßenzulassung rausbringen, welches 10mm Bodenfreiheit hat, und einfach nur sagen, das fährt sich sagenhaft, 99.9% der Straßen in 100% der Länder sind halt viel zu schlecht dafür. Was soll denn so ein Schmarrn? Dann stehe ich auf und zeig einfach auf Ramsauer mit dem Finger, oder wie?

Dieser Mist wird schon wie die neuen GUI-Designs (auch Gnome3 aus dieser Sicht mal begutachten), Icons oder Themen auf WebTabs und Smartphones eingeschossen. Weil das der Markt der Zukunft ist, was Zuwächse angeht.
Der Markt der Zukunft, und jeder mit einem normalen Laptop oder Desktop muß sich mit dem für ihn völlig sinnfreien Fuck erstmal die nächsten 5 Jahre abkämpfen. Oder am bestenn sofort aktuelle Hightech-HW kaufen. Kaufen kaufen kaufen. Und die Spinner wollen durch Vereinheitlichung von Elementen und Methoden die Entwicklungskosten reduzieren. Aber wir sollen Geld ausgeben.

Und tun so, als wenn sie während der Entwicklungsphase entweder nicht gemerkt hätten wie Scheiße das aussieht :ulol: oder als wenn das alles sich so gehören würde. Die haben doch den Knall nicht gehört.