Graphics 非抗锯齿线和锯齿线的最佳算法是什么

我是shaders的新手，我一直在和shadertoy网站玩。我试图理解图形（和图形管道），如绘制线、插值、光栅化等。。。我编写了两个线条函数，如果处理的像素在线条上，它们将返回颜色。这是使用片段着色器的着色器代码

struct Vertex {
    vec2 p;
    vec4 c;
};

vec4 overlay(vec4 c1, vec4 c2) {
    return vec4((1.0 - c2.w) * c1.xyz + c2.w * c2.xyz, 1.0);
}

vec4 drawLineA(Vertex v1, Vertex v2, vec2 pos) {
    vec2 a = v1.p;
    vec2 b = v2.p;
    vec2 r = floor(pos);
    
    vec2 diff = b - a;
    
    
    if (abs(diff.y) < abs(diff.x)) {
        if (diff.x < 0.0) {
            Vertex temp1 = v1;
            Vertex temp2 = v2;
            
            v1 = temp2;
            v2 = temp1;
            
            a = v1.p;
            b = v2.p;
            diff = b - a;
        
        }
        
        float m = diff.y / diff.x;
        float q = r.x - a.x;
        
        if (floor(m * q + a.y) == r.y && a.x <= r.x && r.x <= b.x) {
            float h = q / diff.x;
            return vec4((1.0 - h) * v1.c + h * v2.c);
        }
        
        
    } else {
        if (diff.y < 0.0) {
            Vertex temp1 = v1;
            Vertex temp2 = v2;
            
            v1 = temp2;
            v2 = temp1;
            
            a = v1.p;
            b = v2.p;
            diff = b - a;
        
        }
    
        float m =  diff.x / diff.y;
        float q = r.y - a.y;
        
        if (floor(m * q + a.x) == r.x && a.y <= r.y && r.y <= b.y) {
            float h = q / diff.y;
            return vec4((1.0 - h) * v1.c + h * v2.c);
        }
    
    }
    
    return vec4(0,0,0,0);
}

vec4 drawLineB(Vertex v1, Vertex v2, vec2 pos) {
    vec2 a = v1.p;
    vec2 b = v2.p;
    
    vec2 l = b - a;
    vec2 r = pos - a;
    float h = dot(l,r) / dot (l,l);
    
    vec2 eC = a + h * l;
    
    if (floor(pos) == floor(eC) && 0.0 <= h && h <= 1.0 ) {
       return vec4((1.0 - h) * v1.c + h * v2.c); 
    }
    
    return vec4(0,0,0,0);
}



void mainImage( out vec4 fragColor, in vec2 fragCoord )
{
    float t = iTime;
    float r = 300.0;
    Vertex v1 = Vertex(vec2(400,225), vec4(1,0,0,1));
    Vertex v2 = Vertex(vec2(400.0 + r*cos(t) ,225.0 + r*sin(t)), vec4(0,1,0,1));
    
    vec4 col = vec4(0,0,0,1);
    col = overlay(col,drawLineA(v1, v2, fragCoord));
    col = overlay(col,drawLineB(v1, v2, fragCoord));
    // Output to screen
    fragColor = col;
}

struct顶点{
vec2p；
vec4；
};
vec4覆盖（vec4 c1，vec4 c2）{
返回向量4（（1.0-c2.w）*c1.xyz+c2.w*c2.xyz，1.0）；
}
vec4拉线A（顶点v1、顶点v2、vec2位置）{
vec2a=v1.p；
vec2b=v2.p；
vec2 r=楼层（位置）；
vec2-diff=b-a；
if（abs（diff.y）如果（floor（m*q+a.y）=r.y&&a.x碎片着色器确实不是正确的方法，那么shadertoy上的很多内容实际上只是一个玩具/代码高尔夫游戏，展示了克服平台局限性的解决方案，这些局限性在现实场景中效率极低

所有图形API都为绘制线段提供了专用接口，只需搜索“API_NAME draw line”，例如“webgl draw line”。如果这些图形API不足以绘制带有MSAA或自定义着色器AA的三角形条带，则会使用这些图形API

如果你真的只是在寻找一种有效的算法，你已经介绍过了。
片段着色器确实不是解决这个问题的正确方法，shadertoy上的很多内容实际上只是一个玩具/代码高尔夫游戏，展示了克服平台局限性的解决方案，这些局限性在现实场景中非常低效

所有图形API都为绘制线段提供了专用接口，只需搜索“API_NAME draw line”，例如“webgl draw line”。如果这些图形API不足以绘制带有MSAA或自定义着色器AA的三角形条带，则会使用这些图形API

如果你真的只是在寻找一种有效的算法，你已经介绍过了。
因为另一个答案说着色器在这方面不是很好

现在，线光栅化是在幕后使用gfx卡上的HW插值器完成的。着色器会为渲染原语的每个像素调用，在您的情况下，这意味着它会为屏幕的每个像素调用，而这一切都会为渲染的每一条线调用，渲染速度大大低于原生方式

如果你真的想学习光栅化，可以在CPU端进行。线条的最佳算法取决于你使用的计算硬件架构

对于顺序处理，它是：


这个是亚像素精度的

在过去，Bresenham的速度更快，但这不是自x386以来IIRC的真实情况

对于并行处理您只需计算像素到直线的距离（或多或少像现在这样）

因此，如果您坚持使用着色器进行此操作，您可以使用几何体着色器加快速度，并仅处理线条附近的片段（像素）。请参阅：




所以，只需围绕直线创建OOBB，并通过每直线发射2个三角形进行渲染，然后在片段中计算到直线的距离，并相应地设置颜色

对于抗锯齿，您只需更改最后一个像素边缘距离上像素的颜色。因此，如果您的线条有一半宽度
w
，并且片段到线条的距离为
d
，则：

if (d>w) discard; // fragment too far
d=(w-d)/pixel_size; // distance from edge in pixels
frag_color = vec4(r,g,b,min(1.0,d)); // use transparency/blending 

正如您所看到的，抗锯齿只是通过混合进行渲染（由亚像素位置/像素相对于光栅化对象的距离进行调制），DDA也可以使用相同的技术

也有渲染线的光线跟踪方法，但它们与查找到线的距离几乎相同……但是，与2D像素位置相比，您可以检查3D光线的位置，这会使数学稍微复杂化。
，因为另一个答案说，着色器在这方面不是很好

现在，线光栅化是在幕后使用gfx卡上的HW插值器完成的。着色器会为渲染原语的每个像素调用，在您的情况下，这意味着它会为屏幕的每个像素调用，而这一切都会为渲染的每一条线调用，渲染速度大大低于原生方式

如果你真的想学习光栅化，可以在CPU端进行。线条的最佳算法取决于你使用的计算硬件架构

对于顺序处理，它是：


这个是亚像素精度的

在过去，Bresenham的速度更快，但这不是自x386以来IIRC的真实情况

对于并行处理您只需计算像素到直线的距离（或多或少像现在这样）

因此，如果您坚持使用着色器进行此操作，您可以使用几何体着色器加快速度，并仅处理线条附近的片段（像素）。请参阅：




所以，只需围绕直线创建OOBB，并通过每直线发射2个三角形进行渲染，然后在片段中计算到直线的距离，并相应地设置颜色

对于抗锯齿，您只需更改最后一个像素边缘距离上像素的颜色。因此，如果您的线条有一半宽度
w
，并且片段到线条的距离为
d
，则：

if (d>w) discard; // fragment too far
d=(w-d)/pixel_size; // distance from edge in pixels
frag_color = vec4(r,g,b,min(1.0,d)); // use transparency/blending 

正如您所看到的，抗锯齿只是通过混合进行渲染（由亚像素位置/像素相对于光栅化对象的距离进行调制），DDA也可以使用相同的技术

也有渲染线的光线跟踪方法，但它们与查找到线的距离几乎相同…但是，与2D像素位置不同，您可以根据3D光线进行检查，这会稍微复杂化