19Aug
Anti-aliasing er et ord, der ofte kastes rundt af fotografer og spillere, når de beskæftiger sig med grafik og billeder. Se hvad anti-aliasing er, hvorfor vi bruger det, og vigtigst af alt, når det er bedst at ikke bruge det.
Det er en vigtig del af imagemaking og fotografering - anti-aliasing er bestemt noget, der bør forstås så grundigt som muligt for at skabe billeder af høj kvalitet. Vi håber du er forberedt på en meget nørdig artikel, da du har masser af diskussion om matematik og videnskab blandet med dagens forklarende artikel. Fortsæt læsning!
Vektorer og pixler, og hvorfor kameraer tager billeder med pixels
Du kan huske en artikel fra et år siden, hvor vi talte om forskellen i vektorer og pixels. Der er en række grundlæggende forskelle mellem de to: pixels er bestilt lysstyrke, pigment eller farve;vektorer er matematiske repræsentationer af linjer, former, gradienter osv. Vektorer er præcise;de eksisterer ved absolutte koordinater på et algebraisk net. Fordi de er så absolutte, er der ingen sløring mellem linjen mellem, hvor de er og hvor de ikke er. Selvom en skærm ikke kan gøre et linjesegments uendelige tyndhed( det skal altid vise det i pixels), er det stadig så tyndt som en linje, der kun eksisterer i en teoretisk matematisk verden.
Det er problemet med fotografering-lys er ikke så præcis som det skulle være at blive fanget på en perfekt matematisk måde. Det er sandsynligt, at selvom vi udviklede kameraer, der er i stand til at læse placeringen af individuelle fotoner med kvantepræcision, når de rammer sensoren, på grund af den underlige natur af fysik på kvanteplanet, kan de enkelte partikler faktisk forekomme flere steder på sensoren vedden samme tid. Det betyder, at det kan være absolut umuligt at få den absolutte placering af den ene partikel af lyset på det tidspunkt, det rammer sensoren. Fotografering er kun en tilnærmelse af, hvordan dette lys er fanget. Stopvirkningen( kameraets evne til at skabe skarpe billeder fra bevægelige objekter) kan aldrig være perfekt - i det mindste synes det meget, meget usandsynligt.
-pixel er praktisk, fordi billeder med høj opløsning kan tilnærme farver og former, nøjagtigt genskabe et billede på en måde, der ligner filmbaseret fotografering. Mens denne egenskab af pixels og dens anvendelse i fotografering er ikke anti-aliasing nøjagtigt , er forståelsen af denne egenskab ved digital fotografering et af de bedste steder at starte en solid forståelse af, hvad anti-aliasing er.
Interpolation: At skabe noget fra( næsten) Intet?
Digital fotografering er en tilnærmelse af de farver og værdier, der er til stede, når lyset rammer en sensor. På samme måde er anti-aliasing en tilnærmelse af billeddata ved hjælp af en teknik kaldet "Interpolation." Interpolering er en fancy-bukser matematikbetegnelse betyder dataskabt ud fra udviklingen af eksisterende data, det vil sige et uddannet gæt om, hvad der rent faktisk kunne være på stedet, hvis flere datapunkter var tilgængelige. Selvom det er mere kompliceret, at der er enkle gættelser - der findes formler og korrekte metoder til interpolation - det kan ikke forventes at være en perfekt præcis repræsentation af de billeddata, der rent faktisk er der. Selv den smarteste matematik kan ikke skabe noget fra ingenting.
Når vi kigger på disse computergendannede tavler, kan vi begynde at forstå, hvad anti-aliasing gør for at forbedre og tilnærme billeder. På billedet til venstre er der ingen interpolering af data - checkerbrættet gengives i sort og hvid pixel, da det falder tilbage i perspektiv og hurtigt bliver et rod. De visuelle fejl og artefakter, der oprettes, er det, vi kalder "aliasing". Det andet og tredje billede ovenfor bruger forskellige former for "anti-aliasing" for bedre at beregne, hvordan menneskelige øjne( og kameraer) opfatter lys.
Disse billeder var imidlertid en oversættelse af absolutte matematiske billeder til pixelbaserede billeder. Hvordan gælder anti-aliasing for din fotografering? Når billederne ændres, enten forstørret eller reduceret, interpoleres billedet baseret på de data, der findes i billeddokumentet. Det venstre billede er krympet ved hjælp af den nærmeste nabosampling i Photoshop-med andre ord, det er ikke anti-aliased( du kan bogstaveligt talt kalde denne aliased ).Billedet til højre er reduceret og anti-aliased, hvilket skaber et meget mere truende billede i den lille størrelse.
Forstørrede billeder har også gavn af anti-aliasing-grafikprogrammer, der gør deres bedste gæt ud fra dataene i dit billede. Husk, når du opsamler( forstørrer) billeder i et grafikprogram, at du aldrig vil få mere opløsning ud af en digital forstørrelse - den slags interpolation, der gøres, kan gøre et godt gæt om hvad der skal være der, men detJeg ved det aldrig sikkert. Dine kanter bliver bløde og bliver blødere, da billedet bliver forstørret mere og mere.
En god tommelfingerregel er, at du altid kan downsample( krympe) dine billeder uden tab af kvalitet fra anti-aliasing. Upsampling( forstørrelse) gør anti-aliasing meget åbenlyst, tilføjer ingen ny opløsning, og bør kun gøres, hvis det ikke kan undgås.
Anti-Aliasing og Vectors: Hvorfor Anti-Aliasing Gør Videogames Look Better
Hvis du har spillet et pc-spil i løbet af de sidste 15 år, har du muligvis set videooptioner, der indeholder indstillinger til anti-aliasing. Hvis du husker, da vi diskuterede vektorformer, der eksisterer i en absolut position, bør du begynde at forstå, hvorfor anti-aliasing er vigtig for videospil.
3 Dimensionelle former er skabt i vektorgolygoner, og disse polygoner eksisterer kun i en matematisk rige. Anti-aliasing i videospil har mindst to mål: For det første ønsker man at kunne lave de absolutte, svingede linjer i polygonerne i en form, der ser anstændigt ud på en pixelbaseret skærm;For det andet replikerer anti-aliasing bedre den upræcise måde, hvorpå fotografering og menneskelige øjne opfatter lys.
Anti-Aliasing og Typografi
I en sidste bemærkning er der masser af lejligheder, hvor anti-aliasing ikke er ideel. Hvis du nogensinde har arbejdet rundt grafiske designere, har du sandsynligvis hørt dem klage over typografi i Photoshop, og hvor ringere er det til Illustrator - og de har ret.
Begge bogstaverne ovenfor er pixelbaseret typografi, hvor den venstre er aliased, den rigtige anti-aliased. Hverken er gode repræsentationer af typografi, eller i det mindste det skrifttype. Det er acceptabelt at lave en skrifttype på skærmen med anti-aliasing, men for udskrivning kan det få nogle katastrofale konsekvenser.
Når du tænker på, hvad breve er, følger de ikke rigtig de samme regler som digital fotografering kræver. Bogstaver er abstrakte ideer og absolutte former - de falder bedre ind i kategorien "ren matematik" af vektor kunstværker. Og afhængigt af den type trykning, der bruges til at oprette dem, bliver disse rene matematiske vektorformer absolut vigtige.
Dette billede ovenfor blev oprettet med anti-aliased type, og derefter mest sandsynligt offset trykt. Når vi ser tæt på, kan vi se hvorfor det er dårligt.
Det bliver tydeligt meget hurtigt, at disse anti-aliaserede former ikke holdt sig godt, når de blev udskrevet på denne måde. Dette er et eksempel på, hvordan anti-aliasing( såvel som pixelbaseret billeddannelse) kan være ringere ved renderingstypografi.
Selvfølgelig, havde dette været et billede( som et fotografi) og ikke de abstrakte former for type, det ville have holdt op ganske godt.
Type, der er et abstrakt medium, kræver, at vektors præcision skal holde op under de forskellige tryksager, der ikke bruger inkjet prikker til at skabe et billede. Selv på meget tætte afstande ser vi ikke punkter eller bevis på, at anti-aliasing, der gik ind i de filer, der bruges til at udskrive denne Coke-kan.
De fleste HTG-læsere vil selvfølgelig ikke kompensere for de fleste af deres fotos, så pixelbaseret typografi, der er trykt fra dot-baserede printere, vil fungere helt fint. Bare vær opmærksom på din anti-aliasing, når du arbejder med typografi og , når du arbejder med fotografering - du finder det bedre for dig at træffe de rigtige valg, der giver dig de bedst mulige billeder.
Hvis du har spørgsmål vedrørende anti-aliasing og dine fotografier, du føler, at vi ikke har besvaret eller måske tror du, vi har forladt noget vigtigt, er du velkommen til at lade os vide om det i kommentarerne nedenfor.
Billedkreditter: Varena # 1 af hasensaft , tilgængelig under Creative Commons .Sløret paraplyportræt af Shannon , tilgængelig under Creative Commons .Dragon Age 2 Demo Ogre VH af Deborah Timmins , tilgængelig under Creative Commons .Anti-Aliasing Images af Loisel , tilgængelig under GNU Free License .