이중선형 필터링

1. 본문

이중선형 필터링(Bilinear filtering)은 컴퓨터 그래픽스에서 텍스처를 화면에 표시할 때 텍스처가 실제 크기보다 크거나 작게 표시되는 경우에 발생하는 왜곡을 줄이기 위해 사용되는 보간 방법입니다.
동작 원리:1. 텍셀 선택: 화면에 표시될 픽셀에 해당하는 텍스처 좌표(텍셀)를 계산합니다.

2. 주변 텍셀 참조: 계산된 텍셀 좌표 주변의 4개 텍셀을 참조합니다.

3. 선형 보간: 각 텍셀의 색상 값을 이용하여 가로 및 세로 방향으로 두 번의 선형 보간을 수행합니다. 이를 통해 최종적으로 화면에 표시될 픽셀의 색상 값을 결정합니다.
이중선형 필터링의 장점:

• 부드러운 이미지: 최단입점 보간(Nearest-neighbor interpolation) 방식에 비해 더 부드러운 이미지를 생성합니다. 텍셀 간의 급격한 색상 변화를 완화하여 계단 현상(aliasing)을 줄여줍니다.
• 계산 효율성: 비교적 간단한 계산으로 구현할 수 있어 하드웨어 가속을 통해 빠르게 처리할 수 있습니다.

이중선형 필터링의 한계:

• 흐릿함: 텍스처가 매우 확대될 경우 이미지가 흐릿해질 수 있습니다.
• 밉맵(Mipmap)과의 관계: 텍스처가 축소될 때는 밉맵을 사용하는 것이 더 효과적일 수 있습니다. 밉맵은 다양한 크기의 텍스처를 미리 생성해 놓고, 화면에 표시되는 텍스처의 크기에 따라 적절한 밉맵을 선택하여 사용하는 방식입니다.

삼선형 필터링(Trilinear filtering):이중선형 필터링의 한계를 개선하기 위해 삼선형 필터링이 사용되기도 합니다. 삼선형 필터링은 이중선형 필터링에 밉맵을 결합한 방식입니다.

1. 밉맵 레벨 선택: 화면에 표시되는 텍스처의 크기에 따라 가장 가까운 두 개의 밉맵 레벨을 선택합니다.

2. 이중선형 필터링: 선택된 두 밉맵 레벨에 대해 각각 이중선형 필터링을 수행합니다.

3. 선형 보간: 두 밉맵 레벨에서 얻은 결과를 다시 선형 보간하여 최종 색상 값을 결정합니다.
추가 정보:

• 이중선형 필터링, 삼선형 필터링 외에도 비등방성 필터링(Anisotropic filtering)과 같은 고급 필터링 방법이 있습니다. 비등방성 필터링은 텍스처가 기울어져 표시될 때 발생하는 왜곡을 효과적으로 줄여줍니다.