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AMD FSR实现原理分析
2021-8-9 12:01| 发布者: 橙黄鼠标| 查看: 12608| 评论: 4|原作者: 橙黄鼠标
摘要: 超分辨率(Super-resolution),有时候又称作放大(upscale, upsize),是一类提高视频或图像分辨率和质量的算法。在视频编辑和图像处理领域,超分辨率非常常见,比如监控视频的处理以及移动设备高分辨率摄像的需求 ...
三、FSR的原理


上文提到一个公式,FSR= 放大+锐化,实际上FSR由两个分别负责放大和锐化的组件组成:

边缘自适应空间上采样EASU(Edge Adaptive Spatial Upsampling)
稳定对比度自适应锐化RCAS(Robust Contrast Adaptive Sharpening)


EASU的工作原理
EASU是超分辨率的核心。EASU通过优化的采样策略从原始图像上取得附近的像素,对其进行插值计算得到目标像素。
其算法有可以大致分为三个阶段:


一阶段:像素采样
它使用一个圆形的采样区域来尽量减少采样的像素,通过特别计算的采样点,直接利用硬件支持的双线性采样函数进行采样,最大限度降低采样次数。

二阶段:插值计算

这部分是整个算法中最复杂的一部分,首先是积累计算线性插值的方向和长度,然后在所有方向上计算Lanczos插值。此处FSR对Laczos-2算法进行了数值近似,去掉了原有的三角函数和开方运算以提高效率。

三阶段:限制输出
由于Lanczos-2函数会产生值小于0的部分(见图?),在某些情况下回出现一个环形的失真,所以在得到最终结果后,将结果限制在临近4个像素的最大和最小值之间。

另外,对于支持16bit半精度计算的硬件,FSR将使用打包的16bit模式(Packed 16bit),可以使得2个16bit数据并行计算以提高性能;对于不支持的硬件,将回退到32bit模式,这将造成一定的性能损失。

RCAS的工作原理
AMD的FidelityFX  CAS技术,是使用像素点附近的局部对比度(Local Contrast)对颜色进行调整,以消除因为抗锯齿,图像拉伸等操作造成的细节模糊。

RCAS在此基础上进行了进一步的优化,去掉了CAS对图像拉伸的支持(该功能已经由EASU实现了),并且直接使用最大局部锐度进行解算。

由于FSR对局部变化比较大(高频)的区域敏感,所以在FSR处理之前图像不可以有任何添加噪点的后处理操作,如果有必要还应添加抗锯齿(反走样)流程。此外FSA还提供了一些额外的功能,如下:

线性胶片颗粒 LFGA (Linear Film Grain Applicator) 用于在缩放图像后添加胶片颗粒的算法
简单可逆调和映射 SRTM (Simple Reversible Tone-Mapper)线性的动态高范围(HDR)可逆映射器
时序能量保存抖动 TEPD (Temporal Energy Preserving Dither) 一个将图像从线性空间转到Gamma 2.0空间的映射器


具体信息请参考相应的源码。

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引用 sun1a2b3c 2021-9-7 15:39
《刺客信条:奥德赛》会实装FSR吗?
引用 橙黄鼠标 2021-9-7 16:10
sun1a2b3c 发表于 2021-9-7 15:39
《刺客信条:奥德赛》会实装FSR吗?

不会,孤岛惊魂6有
引用 sun1a2b3c 2021-9-13 11:43
橙黄鼠标 发表于 2021-9-7 16:10
不会,孤岛惊魂6有

……还以为会给老游戏们一波福利……
引用 橙黄鼠标 2021-9-13 12:07
sun1a2b3c 发表于 2021-9-13 11:43
……还以为会给老游戏们一波福利……

这个主要看游戏厂商。。。游戏厂商愿意加,那才有

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