Какво е Anti-Aliasing и как се отразява на моите снимки и изображения?

Anti-aliasing е дума, която често се изхвърля от фотографи и геймъри, когато се занимават с графики и изображения. Обърнете внимание на това, какво анти-алиасинг е, защо го използваме и, най-важното, когато е най-добре да не го използвате.

Това е важна част от създаването на образ и фото-анти-плъзгането е нещо, което трябва да се разбира възможно най-добре, за да се създадат висококачествени изображения. Надяваме се, че сте подготвени за една много изискана статия, тъй като имате много дискусии за математиката и науката, смесени с днешната статия на обяснителя. Продължавай да четеш!

Вектори и пиксели, и защо фотоапарати правят снимки с пиксели

Може да си спомните статия от преди една година, където говорихме за разликата във Вектори и Пиксели. Съществуват редица фундаментални различия между двете: пикселите са подредени масиви от светлина, пигмент или цвят; векторите са математически представяния на линии, форми, градиенти и др. Векторите са прецизни; те съществуват в абсолютни координати на алгебрична решетка. Тъй като те са толкова абсолютни, няма размиване на границата между това къде са и къде не са. Дори ако мониторът не може да изведе безкрайната тънкост на линейния сегмент (винаги трябва да го показва в пиксели), той все още е тънък като линия, съществуваща само в теоретичен математически свят..

Това е проблемът с фото-светлината не е толкова точен, колкото би трябвало да бъде заснет по съвършено математически начин. Вероятно дори ако сме разработили камери, способни да четат местоположението на отделни фотони с квантова прецизност, когато те ударят сензора, поради странната природа на физиката на квантово ниво, отделните частици могат действително да се появят на различни места на сензора при по същото време. Това означава, че може да бъде абсолютно невъзможно да се получи абсолютното местоположение на тази единична частица от светлината в момента, в който тя удари сензорната фотография, е само приближение на това как тази светлина се улавя. Спирачното действие (способността на камерата да създава ясни образи от движещи се обекти) никога не може да бъде перфектно - поне изглежда много, много малко вероятно.

Пикселите са удобни, защото изображенията с висока разделителна способност могат да приравнят цветовете и формите, пресъздавайки точно изображението по начин, подобен на филмовата фотография. Докато това свойство на пикселите и неговата употреба във фотографията е не анти-заглаждане точно, разбирането на това свойство на цифровата фотография е едно от най-добрите места за започване на солидно разбиране за това какво е анти-алиасингът.

Интерполация: Създаване на нещо от (почти) Нищо?

Цифровата фотография е приближение на цветовете и стойностите, които присъстват, когато светлината удари сензора - по същия начин, анти-алайсингът е приближение на данните на изображението, използвайки техника, наречена "Интерполация". въз основа на тенденциите на съществуващите данни, т.е. образовано предположение за това какво всъщност би могло да бъде на това място, ако има повече точки за данни. Макар че е по-сложно, че простото познаване - има формули и подходящи методи за интерполация - не може да се очаква да бъде напълно точно представяне на данните от изображението, които всъщност са налице. Дори най-умната математика не може да създаде нещо от нищо.

Когато погледнем тези компютърно направени дъски за проверка, можем да започнем да разбираме какво прави анти-псевдоним за подобряване и сближаване на изображенията. На най-лявата снимка няма интерполация на данни - шахматна дъска се изобразява в черно-бели пиксели, тъй като се връща назад в перспектива и бързо се превръща в бъркотия. Визуалните грешки и създадените артефакти са онова, което ние наричаме „псевдоним”..

Тези образи обаче представляват превод на абсолютни математически образи в пикселни изображения. Как се прилага антилайзинг към вашата фотография? Когато изображенията се преоразмеряват или увеличават, или намаляват, изображението се интерполира на базата на данните, които съществуват в документа на изображението. Лявото изображение се свива при повторно измерване на "най-близкия съсед" в Photoshop - с други думи, не е анти-псевдоним (буквално можете да го наричате псевдоним). Изображението вдясно е намалено и анти-псевдоним, създавайки много по-вярно изображение при този малък размер.

Увеличените изображения също се възползват от програмите за анти-алиасинг-графики, които най-добре предполагат, въз основа на данните в изображението. Имайте предвид, когато се увеличавате (увеличавате) изображенията в графична програма, че никога няма да получите повече резолюция от цифровото разширение - видът на интерполацията може да направи добро предположение за това какво трябва да бъде там, но Никога няма да знам със сигурност. Ръбовете ви ще бъдат меки и по-меки, тъй като снимката се увеличава все повече и повече.

Добро правило е, че винаги можете да сваляте (свивате) вашите изображения без загуба на качество от анти-псевдоним. Upsampling (уголемяване) прави анти-изглаждането много очевидно, не добавя нова резолюция и трябва да се прави само ако не може да се избегне.

Anti-Aliasing и вектори: Защо Anti-Aliasing прави видеоигрите по-добри

Ако сте играли компютърна игра през последните 15 години, може би сте видели опции за видео, които включваха настройки за анти-алиасинг. Ако си спомняте, когато обсъждахме векторни фигури, съществуващи в абсолютна позиция, трябва да започнете да разбирате защо анти-нагласяването е важно за видеоигрите.

3 Размерни форми се създават във векторни полигони и тези полигони съществуват в математическа област. Анти-алиасингът във видео игрите има най-малко две цели: първо, той иска да може да пресъздаде абсолютните, твърдо очертани линии на полигоните във форма, която изглежда прилична на пикселов монитор; второ, анти-алиасингът по-добре възпроизвежда неточния начин, по който фотографията и човешките очи възприемат светлината.

Анти-псевдоним и типография

Накрая, има много случаи, в които анти-алиасингът не е идеален. Ако някога сте работили около графични дизайнери, вероятно сте ги чували да се оплакват от типография в Photoshop и колко е по-ниска за Illustrator - и те са прави.

И двете горепосочени букви са пикселно базирана типография, като левият е псевдоним, а дясната - анти-псевдоним. Нито са добри представяния на типография, или поне този шрифт. Приемливо е да се визуализира шрифт на екрана с анти-алиасинг, но за печат той може да има някои катастрофални последици.

Когато мислите за това, какви букви са, те наистина не следват същите правила, каквито изисква цифровата фотография. Буквите са абстрактни идеи и абсолютни форми - те попадат по-добре в категорията "чиста математика" на векторни произведения на изкуството. И в зависимост от вида на печатния процес, използван за създаването им, тези чисти математически векторни форми стават абсолютно важни.

Това изображение е създадено с анти-псевдоним тип и след това най-вероятно е отпечатано. Когато погледнем отблизо, виждаме защо е лошо.

Много бързо става ясно, че тези антиизлични форми не се държат добре, когато са отпечатани по този начин. Това е пример за това как антилайзингът (както и изображенията, базирани на пиксели) могат да бъдат по-лоши при визуализиране на типография.

Разбира се, ако това беше образ (като снимка), а не абстрактните форми от тип, то щеше да се задържи доста добре.

Типът, който е абстрактна среда, изисква прецизност на векторите, за да задържат под видовете процеси на печат, които не използват мастиленоструйни точки за създаване на изображение. Дори и на много близки разстояния, не виждаме никакви точки или доказателства, че анти-псевдонимът, който е влязъл във файловете, използвани за отпечатване на тази кока-кола.

Разбира се, повечето HTG четци няма да се отблъснат от печата на повечето от снимките си, така че пикселната типография, отпечатана от точкови принтери, ще работи добре. Просто трябва да сте наясно с анти-плъзгането, когато работите с типография и когато работите с фотография - ще откриете, че сте по-добре подготвени да направите правилния избор, който ще ви даде най-добрите възможни изображения.

Ако имате някакви въпроси относно анти-псевдонимите и снимките, които смятате, че не сме отговорили, или може би смятате, че сме оставили нещо важно, можете да ни уведомите за това в коментарите по-долу.

Изображение на кредитите: Варена # 1 от hasensaft, на разположение в Creative Commons. Размазан портрет на чадър Шанън, на разположение в Creative Commons. Дракон Възраст 2 Демо Огре VH от Дебора Тимминс, на разположение в Creative Commons. Anti-Aliasing изображения от Loisel, на разположение в GNU свободен лиценз.