Антиалиасинг на Anycubic Photon Mono (теория)

Всем привет! В этой статье покажу как работает АА на фотополимерном принтере Anycubic Photon Mono 2k. Он всё-таки есть! Не такой, как хотелось бы в идеале, но есть) Эта статья для тех, кто попробовав AA 2x, затем 4x, а потом накрутив ещё серый уровень на 4 продолжают наблюдать ступеньки на стенках распечатки, расстроились и всем говорят, что АА на Photon Mono нет.

Почему теория? Потому что в связи с последними мировыми политическими событиями я потерял доступ к своему принтеру. Материал в голове созрел давно, некоторые тесты проводил, но фото не успел сделать. Поэтому в основном на словах и скрины из программ.

Anycubic Photon Mono купил в феврале 2021 года на AliExpress. Его тогда активно везде продвигали и к тому же он дешев) Это мой первый принтер. Сразу занялся поиском АА примерно по вышеобозначенной схеме. Установил прошивку из видео на ютубе V017 (сейчас она доступна на официальном сайте внизу странички принтера), которая «включает» АА. Значимых изменений не увидел и отложил это дело. В принципе с результатом я смирился, но думать об этом не переставал.

В комментариях на 3dtoday.ru несколько раз опытные товарищи описывали, как работает АА на фотополимерниках от Anycubic. Затем попалось на Reddit видео с демонстрацией на экране принтера этого процесса. Решил всё проверить сам и так как с UVtools ещё не освоился, то сделал тестовую модель в виде клина с шириной у основания 0,102mm=2px и сходящегося в 0, длинна 20,40mm=400px (рис 1)

Рисунок 1

Отслайсив в Chitubox этот клин с включенным «сглаживанием», получаем полоску шириной в 2px с линейным градиентом от 0 до 255 значений серого. Причем настройка «уровень сглаживания» 2, 4, 8, на результат не влияет. На что влияет, позже) Отключение «сглаживания» делает пиксели значения от 0 до 127 - черными и от 128 до 255 – белыми (рис2). В Photon Workshop должно работать всё так же.

Рисунок 2

Так на что же влияет значение «уровень сглаживания» на Anycubic Photon Mono? Это количество «ступеней», на которое поделятся серые пикселей при выводе на экран принтера. Они будут отображаться последовательностью полностью белых картинок с задержкой кратной значению АА. К счастью, у меня осталось два видео вывода на экран такой градиентной полоски со временем экспозиции 2s. Видео 1 – Уровень сглаживания: 8. Видео 2 – Уровень сглаживания: 2. Уровень серого пока не трогаем.

Видео 1

Видео 2Из этого следует, что значения «уровень серого» 2 и 4 в принципе не нужны на практике, а значение 8, это всё равно всего 8.

Включение Image Blur Pixel просто блюрит (размывает) край изображения и теряется детализация.

Теперь о «сером уровне» (GL). Из статей (vadimav хорошо продемонстрировал) знаем, что полимеризация фотополимера начинается через некоторое время после включения пикселя. Значение «серого уровня» сжимает градиент оттенков серого в светлую сторону (рис. 3).

Рисунок 3

Из этого получается, что сдвигая на одну ступень «уровень серого» мы вычитаем одну ступень «сглаживания».

После этого я попробовал найти методику определения оптимального значения «уровня серого». К сожалению, не могу продемонстрировать фото результатов. Создал модель параллелепипеда с «клинами» на гранях, дающие градиент шириной в 1-2px и высотой в уровень слоя 0,05mm (рис.4).

Рисунок 4

Напечатав со значением AA: 8x, GL: 0, было видно, что полоски начинают проявляться с некоторым отступом. Делим длину модели на 8 и получаем сколько ступеней уровня «серого нужно» добавить. На базовой смоле Anycubic, при слое 0,05mm, времени засвета 2s у меня получилось, что нужно добавить 1 ступень «уровня серого». Отсюда вывод, что уменьшая высоту слоя, мы уменьшаем время засвета, следовательно придётся добавлять уровень серого, автоматически уменьшается количество ступеней сглаживания.

В целом в этой части статьи всё. Очень интересно увидеть, как работает АА на других моделях фотополимерных 3д принтерах. На каких также выводится последовательно 8 изображений полностью открытых пикселей на экране, а на каких реализовано честное отображение серого пикселя?

А теперь самое интересное) Разбираясь с UVtools обнаружил, что если открыть файл формата .pwmo, то прекрасно видно, как делится этот градиент на количество уровней сглаживания 4x (рис.5) и 8x (рис.6).

Рисунок 5

Рисунок 6

Тут же пришла в голову мысль найти файл конфигурации в слайсере Chitubox, и я его нашел (рис. 7)! Меняем вручную на 16, открываем слайсер, нарезаем и получаем 16 ступеней (рис. 8). Увы попытки сделать больше не приводят к ожидаемому результату и остаётся 16 оттенков.

Рисунок 7

Рисунок 8

Так как я ближайшее время не смогу на практике всё проверить, то дальше нужен кто-то, у кого есть Anycubic Photon Mono 2k (или что-то работающее так же) и он на столько не доволен АА, что готов что-то с этим делать. Интересно было бы посмотреть, как принтер переварит полный градиент от 0 до 255 оттенков серого (рис. 9) при больших значениях AA выставленных вручную. Может он не так уж и плох)

А ещё, если такой человек найдётся, то в теории уже найден способ сдвинуть не только тёмные пиксели в светлую сторону, но и светлые сделать темнее, как предлагается в той статье vadimav про «Ликвидацию видимости слоёв». И даже разобраться со сглаживанием по оси Z!

Спасибо! Рад буду любым комментариям!