ترشيح النسيج

يُعدّ استيفاء أقرب جار أبسط طرق الترشيح وأكثرها بدائية ، إذ يعتمد ببساطة على لون البكسل الأقرب إلى مركز البكسل لتحديد لون البكسل. ورغم بساطته، إلا أنه يُنتج العديد من التشوهات، مثل "تكتل" النسيج أثناء التكبير ^{[ 3 ]} ، والتشويه والوميض أثناء التصغير ^{[ 4 ]} . تتميز هذه الطريقة بالسرعة أثناء التكبير، ولكن أثناء التصغير، يصبح حجم البيانات المُستهلكة في الذاكرة كبيرًا جدًا، وغالبًا ما تكون أقل كفاءة من رسم خرائط MIP نظرًا لعدم وجود وصول متماسك مكانيًا إلى النسيج وإعادة استخدام خطوط التخزين المؤقت ^{[ 5 ] .}

لا تزال هذه الطريقة تستخدم استيفاء أقرب جار، ولكنها تضيف تقنية رسم الخرائط المتداخلة (mipmapping) . في البداية، يتم اختيار أقرب مستوى من مستويات الخرائط المتداخلة بناءً على المسافة، ثم يتم أخذ عينة من مركز البكسل الأقرب للحصول على لون البكسل. يقلل هذا من التعرج والوميض بشكل ملحوظ أثناء التصغير، ولكنه لا يزيلهما تمامًا. وبذلك، يُحسّن الوصول إلى ذاكرة النسيج وإعادة استخدام خطوط التخزين المؤقت من خلال تجنب خطوات الوصول الكبيرة بشكل عشوائي عبر ذاكرة النسيج أثناء عملية التحويل إلى صورة نقطية. مع ذلك، لا يُساعد هذا في التخلص من مشكلة التقطيع أثناء التكبير، حيث سيظل كل بكسل مُكبّر يظهر على شكل مستطيل كبير.

على الرغم من أنها أقل استخدامًا، إلا أن OpenGL وواجهات برمجة التطبيقات الأخرى تدعم أخذ عينات الجوار الأقرب من خرائط mip الفردية مع الاستيفاء الخطي لخريطتي mip الأقرب ذات الصلة بالعينة.

في الترشيح الثنائي الخطي ، تُؤخذ عينات من أقرب أربع وحدات بكسل نسيجية إلى مركز البكسل (على مستوى خريطة MIP الأقرب)، وتُدمج ألوانها بمتوسط ​​مرجح وفقًا للمسافة. ^{[ 6 ]} يُزيل هذا "التشويش" الذي يظهر أثناء التكبير، حيث يوجد الآن تدرج لوني سلس من وحدة بكسل نسيجية إلى أخرى، بدلًا من قفزة مفاجئة عند عبور مركز البكسل لحدود وحدة البكسل النسيجية. ^{[ 7 ]} يُعد الترشيح الثنائي الخطي شائعًا لترشيح التكبير. عند استخدامه للتصغير، غالبًا ما يُستخدم مع خريطة MIP؛ على الرغم من إمكانية استخدامه بدونها، إلا أنه سيُعاني من نفس مشاكل التعرج والوميض التي يُعاني منها ترشيح أقرب جار عند التصغير المفرط. مع ذلك، بالنسبة لنسب التصغير المعتدلة، يُمكن استخدامه كتقنية غير مكلفة لتسريع عينات النسيج الموزونة بواسطة الأجهزة.

استخدم جهاز نينتندو 64 نسخةً غير مألوفة من الترشيح الثنائي الخطي، حيث تُستخدم ثلاثة بكسلات فقط، تُعرف بترشيح النسيج ثلاثي النقاط، بدلاً من أربعة، وذلك لأسباب تتعلق بتحسين أداء الجهاز. يُؤدي هذا إلى ظهور "انحياز تثليثي" ملحوظ في بعض الأنسجة. ^{[ 8 ]}

يُعدّ الترشيح ثلاثي الخطوط حلاً لمشكلة شائعة في الصور المُرشّحة ثنائياً باستخدام خرائط ميب: وهي التغيير المفاجئ والواضح في الجودة عند الحدود حيث ينتقل المُعالج من مستوى خريطة ميب إلى المستوى التالي. يحلّ الترشيح ثلاثي الخطوط هذه المشكلة من خلال البحث عن نسيج وتطبيق الترشيح ثنائي الخطوط على أقرب مستويين من خرائط ميب (أحدهما بجودة أعلى والآخر بجودة أقل)، ثم استيفاء النتائج خطياً . ^{[ 9 ]} ينتج عن ذلك تدهور سلس في جودة النسيج مع ازدياد المسافة من المُشاهد، بدلاً من سلسلة من الانخفاضات المفاجئة. بالطبع، عند الاقتراب من المستوى 0، يتوفر مستوى واحد فقط من خرائط ميب، وتعود الخوارزمية إلى الترشيح ثنائي الخطوط.

يُعدّ الترشيح غير المتناحي أعلى أنواع الترشيح جودةً المتوفرة في بطاقات الرسومات ثلاثية الأبعاد الاستهلاكية الحالية . أما تقنيات الترشيح المتناحي الأبسط، فتستخدم خرائط MIP مربعة فقط، ثم تُستكمل باستخدام الترشيح ثنائي أو ثلاثي الخطوط. (يعني مصطلح " متناحي " أنه متماثل في جميع الاتجاهات، ولذلك يُستخدم لوصف نظام تكون فيه جميع الخرائط مربعة وليست مستطيلة أو أشكال رباعية أخرى).

عندما يكون السطح بزاوية حادة بالنسبة للكاميرا، لن تكون مساحة التعبئة للنسيج مربعة تقريبًا. لنأخذ مثالًا شائعًا لأرضية في لعبة: مساحة التعبئة أعرض بكثير من ارتفاعها. في هذه الحالة، لا تُناسب أي من الخرائط المربعة. والنتيجة هي ضبابية و/أو تذبذب، اعتمادًا على كيفية اختيار الملاءمة. يُصحح الترشيح غير المتناحي هذا عن طريق أخذ عينات من النسيج كشكل غير مربع. الهدف هو أخذ عينات من النسيج لمطابقة بصمة البكسل كما هي مُسقطة في فضاء النسيج، وهذه البصمة لا تكون دائمًا مُحاذية للمحاور مع النسيج. علاوة على ذلك، عند التعامل مع نظرية العينات، لا يكون البكسل مربعًا صغيرًا ^{[ 10 ]،} وبالتالي لن تكون بصمته مربعًا مُسقطًا. يُمثل تجميع البصمة في فضاء النسيج عينة تقريبية للدالة المحسوبة للبكسل المُسقط في فضاء النسيج، لكن التفاصيل غالبًا ما تكون تقريبية ^{[ 11 ]،} وهي ملكية خاصة للغاية ومُتأثرة بآراء حول نظرية العينات. من الناحية المفاهيمية، الهدف هو أخذ عينة متباينة الخواص أكثر دقة ذات اتجاه مناسب لتجنب التعارض بين التشويه على محور واحد مقابل التشويش على المحور الآخر عندما يختلف الحجم المسقط.

في التطبيقات غير المتناحية، قد تتضمن عملية الترشيح نفس خوارزميات الترشيح المستخدمة لترشيح الخرائط المربعة لتقنية mipmapping التقليدية أثناء إنشاء النتيجة الوسيطة أو النهائية.

يمكن لتقنية رسم خرائط الظلال القائمة على العمق استخدام مرشح النسبة المئوية الأقرب (PCF) المثير للاهتمام مع نسيج مُعَلَّم بالعمق، مما يُوسِّع نطاق إدراك أنواع مرشحات النسيج التي يُمكن تطبيقها. في مرشح النسبة المئوية الأقرب، يتم رسم خريطة عمق للمشهد من مصدر الضوء. أثناء عملية الرسم اللاحقة للمشهد، تُسقط خريطة العمق هذه مرة أخرى على المشهد من موضع الضوء، وتُجرى مقارنة بين إحداثيات العمق الإسقاطية وعمق عينة النسيج المُستخرجة. ستكون الإحداثيات الإسقاطية هي عمق بكسل المشهد من الضوء، بينما سيمثل العمق المُستخرج من خريطة العمق عمق المشهد على طول اتجاه الإسقاط. بهذه الطريقة، يُمكن تحديد مدى رؤية البكسل المُرسم للضوء، وبالتالي إضاءته. لذا، فإن عملية النسيج هذه هي اختبار منطقي (Boolean) لتحديد ما إذا كان البكسل مُضاءً، ومع ذلك، يُمكن اختبار عينات متعددة لبكسل مُعين، ثم جمع نتائج الاختبار المنطقي وحساب متوسطها. بهذه الطريقة، وبالاقتران مع معايير متغيرة مثل موقع البكسل المأخوذة منه العينة، وحتى موقع إسقاط خريطة العمق المتذبذب، يمكن حساب متوسط ​​أو نسبة مئوية للعينات الأقرب، وبالتالي الأكثر إضاءة، بعد مقارنة العمق لكل بكسل. ومن المهم جدًا أن يتم جمع نتائج العمليات المنطقية وتوليد قيمة النسبة المئوية بعد مقارنة عمق الإسقاط وجلب العينة، بحيث تصبح هذه المقارنة جزءًا لا يتجزأ من مرشح النسيج. ويمكن استخدام هذه النسبة المئوية لترجيح حساب الإضاءة، وتوفير ليس فقط قيمة إضاءة أو ظل منطقية، بل أيضًا نتيجة شبه ظل ناعمة. ^{[ 12 ] [ 13 ]} يدعم الجهاز الحديث نسخة من هذه العملية، حيث تُجرى مقارنة ويُطبق مرشح ثنائي الخطية للمسافة بعد المقارنة المنطقية. ^{[ 14 ]}