DXTC(S3TC)/PVRTC/ETC1/ETC2 など、4×4 block を 64bit 単位で
変換する圧縮テクスチャフォーマットが第一世代なら、
128bit 単位で処理する BC6H/BC7 (BPTC) は第二世代の新しい
圧縮テクスチャフォーマットと言えます。
64bit の枠を超えた余剰 bit を、モード分岐やパーティション分割等
画質を向上させるための様々な情報として用います。
ASTC も同様で、BC6H/BC7(BPTC) と同じように 128bit 単位で圧縮を
行います。その仕組はさらに複雑でより踏み込んだ内容でした。
・128bit 単位
・複雑なモード分岐
・Dual Plane 機能 (Index を 2セット持つ)
・Partition 分割 (カラーセット Endpoint を複数持つ)
これらの特徴は BC6H/BC7(BPTC) と共通のものです。
ASTC にはさらに独自の仕様が多数含まれています。
・可変 Block サイズ (4×4 ～ 12×12)
・最大 4分割 の Partition (BPTC は 3分割まで)
・2,3,5 の 3種類の基数選択
・1～4 component の自由なフォーマット (R,RG,RGB,RGBA)
Khronos の仕様では LDR モードのみ定義されていますが、
ARM のドキュメントでは 3D texture や HDR まで言及されており
より幅広い用途が想定されていたことがわかります。
・KHR_texture_compression_astc_ldr
・ARM Mali developer Center: ASTC Evaluation Codec
bit field は非常に自由で、モードと Endpoint (代表カラー値) が
下位 bit から、Index (Texel Weight) が上位 bit から必要個数並ぶという
可変フォーマットです。
そのため組み合わせ数は膨大で単純なモード数では表現できません。
また 2進数からくる制約が少ないのも大きな特徴の一つです。
例えば block サイズも 5×5 , 6×6 , 10×8 など中途半端なサイズを
選ぶことができます。
Index によるカラーの補間も、DXT 等では 2bit なので 4段階ですが、
ASTC では 3値や 5値等の任意の段階を選ぶことができます。
DXT では 2色の代表カラーを選んでも、4階調だとちょうど中間の値を
生成することができません。画像によっては都合が悪く、敢えて
DXT1 の 3色モード (Alpha 1bit) を用いることがありました。
ASTC は 3 と 5 の基数を用いることができます。
5つの 3階調値を 8bit (3^5 = 243) に格納し、同様に 3つの 5階調値を
7bit (5^3 = 125) に収めます。
これに任意ビット数のスケール値を掛けることで、2 の n 乗に制限されず
下記の値の範囲を格納することができます。
3 (0-2) = 3 + 0bit 4 (0-3) = 2bit 5 (0-4) = 5 + 0bit 6 (0-5) = 3 + 1bit = 3 * 2 8 (0-7) = 3bit 10 (0-9) = 5 + 1bit = 5 * 2 12 (0-11)= 3 + 2bit = 3 * 4 :
例えば 12 (0～11) 段階をエンコードするなら 5個単位で格納します。
それぞれが 2bit のスケールを持つので、8bit + 5*2bit = 18bit (5個分)
となります。
このようにより自由なエンコードアルゴリズムを用いつつ、かつハードウエアで
実装しやすいようさまざまな工夫が施されています。
関連エントリ
・OpenGL 4.3/ES 3.0 ETC2 Texture 圧縮の仕組み (PVRTC2,ASTC)
・Direct3D11/OpenGL 圧縮テクスチャ BPTC, BC6H/BC7 の詳細構造 (2)
・Direct3D11/OpenGL 圧縮テクスチャ BPTC, BC6H/BC7 の詳細構造 (1)
・OpenGL の圧縮テクスチャ (3) BPTC, BC6H/BC7
・OpenGL の圧縮テクスチャ (2) 法線圧縮
・Android OpenGL ES 2.0 の圧縮テクスチャ
