Цвет пиксела на экране теоретически должен однозначно определяться. Однако правило это справедливо только в простых случаях. Пиксел лишь в математическом смысле именуется точкой, но физически он в любом случае имеет конкретные размеры и выглядит как квадрат, размер которого зависит от разрешения монитора и разрешения текстуры. То есть один пиксель текстуры при 100% увеличении равен одному пикселю изображения.
Как только мы аппаратно увеличиваем разрешения картинки, оставляя при этом увеличение прежним, получается, что на один пиксел изображения приходится несколько пикселов монитора. Если и дальше продолжать увеличивать изображение, то получится ужасное изображение.
Для улучшения качества изображения в самом простейшем случае используют поточную выборку. Очевидно, что при увеличении размера изображения в него добавляются новые пикселы так, чтобы разрешение изображения соответствовало разрешению монитора. Цвет новых пикселов выбирается либо в точности такой, какой был у каждого отдельного пиксела до увеличения, или берется среднее арифметическое цветов всех соседних пикселей. То есть цвет нового пиксела определяется по цвету пикселей, расположенных рядом. Получаемый при это результат выглядит достаточно грубым, ведь новые пиксели по сути являются не существующими в реальном изображении. Для того, чтобы максимально сгладить данный эффект, существует несколько алгоритмов: билинейная, трилинейная и анизотропная фильтрация.
Билинейная фильтрация
Технология используется для улучшения изображения. В случае билинейной фильтрации принято считать, что часть фильтруемого изображения, ограниченного пределами одного пиксела, представляет собой как бы круг, а цвет пиксела рассчитывается путем аппроксимации цветов четырех примыкающих к нему пикселов. При сильном программном увеличении изображения случается, что в круг попадает слишком мало пикселей и тогда изображение выглядит размытым.
Трилинейная фильтрация
Технология используется с целью улучшить качество изображения. Является комбинацией двух других технологий: MIP mapping и билинейную фильтрацию. В MIP mapping используются текстуры с различной степенью разрешения в зависимости от коэффициента увеличения изображения. При трилинейной фильтрации берутся несколько пикселей, окружающих пиксель, который необходимо обработать. Ко всем этим пикселям последовательно применяется технология билинейной фильтрации. В итоге аппроксимация производится уже не по четырем пикселам, как при билинейной фильтрации, а по восьми или более. Получаемый результат выглядит более реалистичным.
Анизотропная фильтрация
На сей момент считается лучшей технологией фильтрации изображения. Существует несколько алгоритмов анизотропной фильтрации, суть которых состоит в как можно более точном рассчете цвета пикселов с учетом не только соседних, но и основываясь на более глубоком анализе обрабатываемого участка изображения.