Anticrénelage temporel : accumuler le détail sans se fier à un historique invalide

Accumuler les échantillons au fil du temps

L'anticrénelage temporel, ou TAA, combine les échantillons courants avec les informations accumulées dans les images précédentes. En faisant varier les positions des échantillons au niveau subpixel, on peut révéler des détails qu'un échantillon fixe unique manquerait. Le problème central consiste à déterminer quels anciens échantillons décrivent encore l'image courante. Une étude de synthèse de la recherche distingue deux volets : l'accumulation des échantillons et la validation de l'historique. [1]

Jitter, mouvement et validité

Le jitter de projection ou de viewport décale le motif d'échantillonnage de quantités subpixel. Les vecteurs de mouvement permettent de localiser les échantillons d'historique correspondants ; les comparaisons de profondeur et les bornes de couleur du voisinage aident à rejeter ou à contraindre l'historique incompatible. Un arrière-plan nouvellement découvert n'a, à cet endroit, aucun historique visible valide. L'implémentation d'Intel illustre ces mécanismes. [3]

Le seul mouvement de la caméra ne suffit pas pour des maillages mobiles ou qui se déforment. Vérifiez la direction des vecteurs, leurs unités, l'orientation du repère, ainsi que la prise en compte du jitter : est-il inclus par le producteur et attendu par le consommateur ? L'implémentation de Playdead exige explicitement des informations de mouvement pour chaque maillage mobile. [2]

Exemple détaillé : un mélange correct peut conserver une erreur

Prenons un filtre scalaire à titre d'illustration : C = 0.1 * current + 0.9 * history. Au départ, l'historique vaut 0. Une surface blanche nouvellement révélée a une valeur courante de 1, mais supposons que le filtre conserve à tort l'ancien historique et n'applique ni rejet ni clipping.

La sortie vaut 0,1 après la première mise à jour et 0,19 après la deuxième. Après 10 mises à jour, elle atteint environ 0,651 : il reste donc à peu près 34,9 % de l'écart initial. Ces valeurs calculées illustrent la persistance ; il ne s'agit ni d'un benchmark ni du comportement de toutes les implémentations TAA. Invalider correctement l'historique au moment de la révélation peut supprimer immédiatement cette traînée précise, alors que modifier seulement le poids de mélange revient à arbitrer entre persistance et stabilité.

Diagnostiquer avec un mouvement maîtrisé

Commencez avec une exposition fixe et une caméra immobile qui observe des arêtes fines et des détails à fort contraste. Comparez l'image courante, l'historique reprojeté et la sortie résolue. Testez ensuite séparément la translation de la caméra, un objet rigide en mouvement et un objet qui se déforme.

Inspectez les vecteurs de mouvement et la confiance accordée à l'historique autour des silhouettes. Déplacez un occulteur pour dévoiler un arrière-plan lumineux, et effectuez une coupure de caméra pour vérifier la réinitialisation de l'historique. Distinguez une reprojection incorrecte d'un historique correctement localisé mais qui n'est plus adapté. N'ajoutez les couches transparentes et l'éclairage animé qu'une fois ces cas validés. Conservez des captures de séquences en mouvement : une capture d'écran fixe peut masquer une traînée.

Équilibrer stabilité et réactivité

Un rejet plus agressif de l'historique réduit la persistance, mais peut faire réapparaître le scintillement et le bruit ; un clipping de couleur plus serré peut supprimer des détails légitimes. Par ailleurs, le mouvement de surface ne décrit pas tous les reflets mobiles ni toutes les couches transparentes superposées. Le sharpening peut améliorer la netteté apparente, mais il ne peut pas corriger une correspondance erronée. Évaluez ensemble la qualité d'image en mouvement et le coût du resolve, sur un contenu représentatif plutôt qu'avec un unique poids d'historique universel.

Sources

• [1] A Survey of Temporal Antialiasing Techniques — Lei Yang, Shiqiu Liu and Marco Salvi, Computer Graphics Forum.
• [2] Temporal Reprojection Anti-Aliasing — Lasse Jon Fuglsang Pedersen and Playdead.
• [3] Intel Graphics Optimized TAA — Intel, GameTechDev original implementation.