[科普中国]-3D平滑处理

3D平滑处理是一种减少锯齿（阶梯状线条）的技术。这些线条本来应该是平滑的。出现锯齿的原因是因为屏幕显示的分辨率不够高，因而不能显示平滑线条。平滑处理用中间色调包围这些阶梯,以此减少突出的锯齿边缘。尽管这种方法可以减少线条的锯齿现象，但也使得线条变得模糊不清。这是二者差异的放大图。

处理介绍什么是3D平滑处理

3D 物体边缘有时出现的"阶梯"效应。

NVIDIA 控制面板

平滑处理可设置为有利于提高系统性能或改进图象质量。

如果要显示三维动画效果和强调场景的流畅变换，最好使用性能设置。

如果要以显示非常精细和逼真的三维物体为主要目的时，最好使用质量设置。

在“管理 3D 设置”页面上（高级视图），您可以设置具体的平滑处理级别。

值越高，对应的平滑处理的级别就越高。例如，16x 的质量要高于 2x。

在 GeForce 8 系列 GPU 中，NVIDIA 推出了一种新形式的平滑处理，称为“覆盖采样”，该功能对 8x、16x 和 16xQ 平滑处理设置产生影响。如需更多信息，请参照NVIDIA网站上关于 Lumenex 引擎技术的简介。

如果您不能肯定如何配置平滑处理，请使用“应用程序控制的”选项。您的显示将根据应用程序的规定自行调整。

某些平滑处理级别需要很大的视频内存。如果您要求的级别所需的视频内存不够，从而出现意外结果，可以试用较低一级的值，循序进行，直至达到想要的效果。您也可以试用不同的屏幕分辨率、刷新率和/或颜色深度，直至选定一种能使平滑处理达到预想效果的设置或设置组合。

使用平滑处理模式设置本部分提供如何使用平滑处理 － 模式设置的提示，这些设置位于管理 3D 设置页上。

**注：**该功能仅由 GeForce 8 系列及更新的 GPU 提供。

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3D平滑处理3D 物体边缘有时出现的 阶梯 效应。对于某一特定的应用程序，您可以在完全关闭平滑处理和最大平滑处理量之间作出选择。使用此滑块可设置在 Direct3D 和 OpenGL 应用程序中使用的平滑处理级别。

3D平滑处理在数控中的应用数字 3D 平滑处理工作的一项重点内容便是产品增强技术，产品增强技术旨在将产品清晰化，使产品更适合工作内容，利于工作的进行。所以，产品增强技术的任务是提高产品质量水平，其效果是为了使产品更符合机器和人的视觉特征。但是增强处理与强化产品原本的内容无关，而是强化产品内容的判断力度，在产品增强技术过程中可能会削弱某些信息。产品的平滑技术的优点是有较高的可行性和操作性，旨在削弱噪音干扰。优良的 3D 平滑处理技术的优点是不仅能够削弱噪音干扰，还能保持产品信息的完整。削弱噪音干扰的环境是在空间区域或者频率区域中，方法有三类———邻域平均法，低通滤波法，多产品平均法。对这 三种方法进行了深入分析1。

邻域平均法空间区域中最简单的解决问题的方法就是邻域平均法。邻域平均法是基于算出产品素灰度的平均值求出独立的像素的灰度。假设产品f ( x，y) 的像素是 N × N。

空域思想的运用简化了邻域平均法的计算思路，经过处理后发现噪音干扰受制于邻域平均分。不过，产品的模糊程度和邻域大小成正相关。通过阈值法削弱邻域平均法对产品的影响。

当点和邻域点的灰度均值≤T时，就保留灰度原值; 如果超过 T，就采取平均法算出均值替换掉原有的灰度值，从而提高产品的质量。展现的就是噪音干扰下的产品和平滑处理过后的产品的比较。

低通滤波法高频分量和低频分量属于产品信号，前者要分析的是一幅产品的边缘、跳跃部分以及颗粒噪声，而后者则要分析大面积的背景区。这种频域处理法叫作低通滤波法，这种方法使产品得到平滑，因为滤除掉了其高频部分而去掉了噪声。G( u，v) = H( u，v) ·F( u，v) 是卷积定理公式，G( u，v) 和 H( u，v) 分别属于传递函数和选择传递函数，噪声产品的傅里叶变换为 F( u，v) ，采取平滑处理措施之后，产品的傅里叶变换为 G( u，v) ，H( u，v) 可以使 F( u，v) 的高频分量得到衰减。平滑产品 g( x，y) 就可以通过 G( u，v)经反傅里叶变换后得到，此种方法称为低通滤波法平滑化处理，经过分析可以看出 H( u，v) 具有低通滤波特性2。

多产品平均法噪声的去除可以通过多产品平均法完成。在含有加性噪声的一幅产品中，每个坐标点会因为噪声而不相关，并且在这种情况下其平均值为零。噪声产品可用下式表示: g( x，y) = g( x，y) + n( x，y) ，g( x，y) 为有噪声产品，n( x，y) 为噪声，f( x，y) 为原始产品。多产品平均法的原理为: 首先将所有噪声产品的{ gj( x，y) } 迭加起来，然后通过取平均值的方法达到产品平滑处理的目的。在实际操作过程中主要有以下三步: ( 1) 取 M 件品质规格相同但含有不同噪声的产品。( 2) 将所有产品进行迭加。( 3) 对所有产品进行平均计算，得出平均值。

本词条内容贡献者为:

尹维龙 - 副教授 - 哈尔滨工业大学