原文地址：紋理基礎知識和過濾模式詳解
1、 爲什麼在紋理採樣時需要texture filter（紋理過濾）。
我們的紋理是要貼到三維圖形表面的，而三維圖形上的pixel中心和紋理上的texel中心並不一至（pixel不一定對應texture上的採樣中心texel），大小也不一定一至。當紋理大於三維圖形表面時，導至一個像素被映射到許多紋理像素上;當維理小於三維圖形表面時，許多個像素都映射到同一紋理。
當這些情況發生時，貼圖就會變得模糊或發生錯位。要解決此類問題，必須通過技術平滑texel和pixel之間的對應。這種技術就是紋理濾波。
不同的過濾模式，計算複雜度不一樣，會得到不同的效果。過濾模式由簡單到複雜包括：Nearest Point Sampling（最近點採樣），Bilinear（雙線性過濾）、Trilinear（三線性過濾）、Anisotropic Filtering（各向異性過濾）。
在瞭解這些之前，有必要了解什麼是多級紋理貼圖（MipMap）和什麼是各向同性，各向異性。
2、 什麼是MipMap?
Mipmap由Lance Williams 在1983的一篇文章“Pyramidal parametrics”中提出。Wiki中有很詳細的介紹(http://en.wikipedia.org/wiki/Mipmap ) . 比如一張256X256的圖，在長和寬方向每次減少一倍，生成：128X128,64X64,32X32,16X16,8X8,4X4,2X2,1X1，八張圖，組成MipMap,如下圖示。
Mipmap早已被硬件支持，硬件會自動爲創建的Texture生成mipmap的各級。在D3D的API：CreateTexture中有一個參數levels，就是用於指定生成mipmap到哪個級別，當不指定時就一直生成到1X1。
3、 什麼是各向同性和各向異性？
當需要貼圖的三維表面平行於屏幕(viewport)，則是各向同性的。當要貼圖的三維表面與屏幕有一定角度的傾斜，則是各向異性的。
也可以這樣理解，當一個texture貼到三維表面上從Camera看來沒有變形，投射到屏幕空間中後U方向和V方向比例仍然是一樣的，便可以理解成各向同性。反之則認爲是各向異性。
4、 Nearest Point Sampling（最近點採樣）
這個最簡單，每個像素的紋理座標，並不是剛好對應Texture上的一個採樣點texel，怎麼辦呢？最近點採樣取最接近的texel進行採樣。
當紋理的大小與貼圖的三維圖形的大小差不多時，這種方法非常有效和快捷。如果大小不同，紋理就需要進行放大或縮小，這樣，結果就會變得矮胖、變形或模糊。
5、 Bilinear（雙線性過濾）
雙線性過濾以pixel對應的紋理座標爲中心，採該紋理座標周圍4個texel的像素，再取平均，以平均值作爲採樣值。
雙線性過濾像素之間的過渡更加平滑，但是它只作用於一個MipMap Level,它選取texel和pixel之間大小最接近的那一層MipMap進行採樣。當和pixel大小匹配的texel大小在兩層Mipmap level之間時，雙線性過濾在有些情況效果就不太好。於是就有了三線性過濾。
6、 Trilinear（三線性過濾）
三線性過濾以雙線性過濾爲基礎。會對pixel大小與texel大小最接近的兩層Mipmap level分別進行雙線性過濾，然後再對兩層得到的結果進生線性插值。
三線性過濾在一般情況下效果非常理想了。但是到目前爲止，我們均是假設是texture投射到屏幕空間是各向同性的。但是當各向異性的情況時，效果仍然不理想，於是產生了Anisotropic Filtering（各向異性過濾）。
7、 Anisotropic Filtering（各向異性過濾）
先看效果，左邊的圖採用三線性過濾，右邊的圖採用各向異性過濾。
各向同性的過濾在採樣的時候，是對正方形區域裏行採樣。各向異性過濾把紋理與屏幕空間的角度這個因素考慮時去。簡單地說，它會考濾一個pixel(x:y=1:1)對應到紋理空間中在u和v方向上u和v的比例關係，當u:v不是1:1時，將會按比例在各方向上採樣不同數量的點來計算最終的結果(這時採樣就有可能是長方形區域)。
我們一般指的Anisotropic Filtering(AF)均是基於三線過濾的Anisotropic Filtering，因此當u:v不爲1:1時，則Anisotropic Filtering比Trilinear需要採樣更多的點，具體要採多少，取決於是多少X的AF,現在的顯卡最多技持到16X AF。
當開啓16X AF的時候，硬件並不是對所有的texture採樣都用16X AF，而是需要先計算屏幕空間與紋理空間的夾角(量化後便是上面所說的u:v)，只有當夾角大到需要16X時，纔會真正使用16X.
如果想了解AF的實現原理，可以查閱此篇Paper: “Implementing an anisotropic texture filter”. 現在AF都是硬件實現，因此只有少數人才清楚AF的具體實現，也可以由Pixel Shader來實現AF，當然性能遠不如使用硬件來完成。
8、 各過濾模式性能比較。
下表是各種過濾模式採一個pixel需要sample的次數：
| 類型 | 採樣數 |
| Nearest Point Sampling | 1 |
| Bilinear | 4 |
| Trilinear | 8 |
| Anisotropic Filtering 4X | 32 |
| Anisotropic Filtering 16X | 128 |
一般而言，採樣數越多，效果最好，但具體使用時要綜合考慮性能。