19Aug
Anti-Aliasing ist ein Wort, das oft von Fotografen und Spielern herumgeworfen wird, wenn es um Grafiken und Bilder geht. Werfen Sie einen Blick darauf, was Anti-Aliasing ist, warum wir es verwenden und vor allem, wenn es am besten ist, es nicht zu verwenden.
Es ist ein wichtiger Teil der Bildherstellung und Fotografie - Anti-Aliasing ist sicherlich etwas, das so gründlich wie möglich verstanden werden sollte, um qualitativ hochwertige Bilder zu erstellen. Wir hoffen, dass Sie auf einen sehr geekigen Artikel vorbereitet sind, da Sie viele Diskussionen über Mathe und Wissenschaft in Verbindung mit dem heutigen Erklärer-Artikel haben. Weiter lesen!
Vektoren und Pixel, und warum Kameras Bilder mit Pixeln machen
Sie erinnern sich vielleicht an einen Artikel von vor einem Jahr, in dem wir über den Unterschied zwischen Vektoren und Pixeln sprachen. Es gibt eine Reihe grundlegender Unterschiede zwischen den beiden: Pixel sind geordnete Anordnungen von Licht, Pigment oder Farbe;Vektoren sind mathematische Darstellungen von Linien, Formen, Gradienten usw. Vektoren sind präzise;Sie existieren in absoluten Koordinaten auf einem algebraischen Gitter. Weil sie so absolut sind, verwischen sie nicht die Grenze zwischen dem, wo sie sind und wo sie nicht sind. Selbst wenn ein Monitor die unendliche Dünne eines Liniensegments nicht wiedergeben kann( es muss immer in Pixeln gezeigt werden), ist es immer noch so dünn wie eine Linie, die nur in einer theoretischen mathematischen Welt existiert.
Das ist das Problem mit der Fotografie - Licht ist nicht so präzise, wie es sein müsste, um perfekt mathematisch erfasst zu werden. Es ist wahrscheinlich, dass, selbst wenn wir Kameras entwickelt haben, die in der Lage sind, die Positionen einzelner Photonen mit Quantenpräzision zu lesen, wenn sie auf den Sensor treffen, wegen der seltsamen Natur der Physik auf der Quantenebene, können die einzelnen Partikel tatsächlich an mehreren Stellen auf dem Sensor erscheinendie selbe Zeit. Dies bedeutet, dass es absolut unmöglich sein kann, die absolute Position dieses einzelnen Lichtteilchens zum Zeitpunkt des Auftreffens auf den Sensor zu erhalten - die Fotografie ist nur eine Annäherung an die Art und Weise, wie dieses Licht erfasst wird. Das Anhalten( Fähigkeit der Kamera, scharfe Bilder von sich bewegenden Objekten zu erzeugen) kann niemals perfekt sein - zumindest scheint es sehr, sehr unwahrscheinlich.
Pixel sind praktisch, da hochauflösende Bilder Farben und Formen annähern können und ein Bild genau so wiedererlangen, wie es bei der filmbasierten Fotografie der Fall ist. Während diese Eigenschaft von Pixeln und ihre Verwendung in der Fotografie ist nicht genau , das Verständnis dieser Eigenschaft der digitalen Fotografie ist einer der besten Orte, um ein solides Verständnis dessen, was Anti-Aliasing ist zu beginnen.
-Interpolation: Etwas aus( fast) gar nichts erzeugen?
Die digitale Fotografie ist eine Annäherung an die Farben und Werte, die vorhanden sind, wenn Licht auf einen Sensor trifft - auf dieselbe Art und Weise ist Anti-Aliasing eine Annäherung der Bilddaten mit einer Technik namens "Interpolation". Interpolation ist ein fantastischer mathematischer Ausdruck für Datenerstellt auf der Grundlage der Trends der vorhandenen Daten, dh eine fundierte Vermutung darüber, was tatsächlich an dieser Stelle wäre, wenn mehr Datenpunkte verfügbar wären. Während es komplizierter ist, einfaches Raten - es gibt Formeln und geeignete Methoden für die Interpolation - kann nicht erwartet werden, dass es eine perfekt genaue Darstellung der tatsächlich vorhandenen Bilddaten ist. Selbst die klügste Mathematik kann nichts aus dem Nichts schaffen.
Wenn wir uns diese computergesteuerten Schachbrettmuster anschauen, können wir verstehen, was Anti-Aliasing macht, um Bilder zu verbessern und zu approximieren. Auf dem Bild ganz links gibt es keine Interpolation von Daten - das Schachbrett wird in Schwarzweißpixeln gerendert, wenn es in der Perspektive zurückweicht, und wird schnell unordentlich. Die visuellen Fehler und Artefakte, die erzeugt werden, sind das, was wir "Aliasing" nennen. Das zweite und dritte Bild oben verwenden verschiedene Formen von "Anti-Aliasing", um besser zu approximieren, wie menschliche Augen( und Kameras) Licht wahrnehmen.
Diese Bilder waren jedoch eine Übersetzung von absoluten mathematischen Bildern in pixelbasierte Bilder. Wie wirkt sich Anti-Aliasing auf Ihre Fotografie aus? Wenn die Größe von Bildern vergrößert oder verkleinert wird, wird das Bild basierend auf den Daten im Bilddokument interpoliert. Das linke Bild wird mit dem "Nearest Neighbor" -Resampling in Photoshop geschrumpft - mit anderen Worten, es ist kein Anti-Aliasing( Sie können dieses aliased nennen).Das Bild auf der rechten Seite ist reduziert und Anti-Aliasing, wodurch ein viel wahreres Bild bei dieser kleinen Größe entsteht.
Vergrößerte Bilder profitieren ebenfalls von Anti-Aliasing - Grafikprogramme basieren auf den Daten in Ihrem Bild. Bedenken Sie beim Upsampling( Vergrößern) von Bildern in einem Grafikprogramm, dass Sie aus einer digitalen Vergrößerung nie wirklich eine höhere Auflösung erhalten - die Art der Interpolation kann eine gute Vermutung darüber geben, was da sein sollte, aber eswerde ich nie sicher wissen. Ihre Kanten werden weich und werden weicher, wenn das Foto mehr und mehr vergrößert wird.
Eine gute Faustregel ist, dass Sie Ihre Bilder immer verkleinern können, ohne dass die Qualität durch Anti-Aliasing beeinträchtigt wird. Upsampling( Vergrößern) macht das Anti-Aliasing sehr offensichtlich, fügt keine neue Auflösung hinzu und sollte nur durchgeführt werden, wenn es nicht vermieden werden kann.
Anti-Aliasing und Vektoren: Warum Anti-Aliasing Videogames besser aussehen lässt
Wenn Sie in den letzten 15 Jahren ein PC-Spiel gespielt haben, haben Sie möglicherweise Videooptionen mit Einstellungen für Anti-Aliasing gesehen. Wenn Sie sich daran erinnern, wann wir an einer absoluten Position existierende Vektorformen besprochen haben, sollten Sie verstehen, warum Anti-Aliasing für Videospiele wichtig ist.
3 Dimensionsformen werden in Vektorpolygonen erstellt, und diese Polygone sind in einem Nur-Mathematik-Bereich vorhanden. Anti-Aliasing in Videospielen hat mindestens zwei Ziele: Erstens möchte es in der Lage sein, die absoluten, scharfkantigen Linien der Polygone in einer Form darzustellen, die auf einem pixelbasierten Monitor gut aussieht;zweitens reproduziert Anti-Aliasing die ungenaue Art und Weise, in der Fotografie und menschliche Augen Licht wahrnehmen.
Anti-Aliasing und Typografie
Abschließend gibt es viele Gelegenheiten, bei denen Anti-Aliasing nicht ideal ist. Wenn Sie schon einmal mit Grafikdesignern gearbeitet haben, haben Sie wahrscheinlich gehört, dass sie sich in Photoshop über Typografie beschweren und wie schlecht sie Illustrator ist - und sie haben Recht.
Beide obigen Buchstaben sind pixelbasierte Typografie, wobei die linke eine Aliasing ist, die rechte Antialiasing. Weder sind gute Darstellungen von Typografie oder zumindest diese Schrift. Es ist akzeptabel, eine Schrift auf dem Bildschirm mit Anti-Aliasing zu rendern, aber für den Druck kann dies verheerende Folgen haben.
Wenn Sie darüber nachdenken, was Buchstaben sind, folgen sie nicht wirklich den gleichen Regeln, die die digitale Fotografie erfordert. Buchstaben sind abstrakte Ideen und absolute Formen - sie fallen besser in die "reine Mathematik" -Kategorie von Vektorgrafiken. Und abhängig von der Art des Druckprozesses, mit dem sie erstellt werden, werden diese reinen mathematischen Vektorformen absolut wichtig.
Dieses Bild oben wurde mit Anti-Aliasing-Typ erstellt und dann höchstwahrscheinlich Offset gedruckt. Wenn wir genau hinsehen, können wir sehen, warum das schlecht ist.
Es wird sehr schnell klar, dass diese geglätteten Formen auf diesem Weg nicht gut gehalten haben. Dies ist ein Beispiel dafür, wie Anti-Aliasing( sowie pixelbasierte Bildgebung) beim Rendern von Typografie unterlegen sein kann.
Natürlich, wäre dies ein Bild( wie ein Foto) und nicht die abstrakten Formen, hätte es sich gut gehalten.
Type, ein abstraktes Medium, benötigt die Präzision von Vektoren, um unter den Arten von Druckprozessen, die keine Tintenstrahlpunkte verwenden, ein Bild zu erzeugen. Selbst bei sehr geringen Entfernungen sehen wir keine Punkte oder Beweise dafür, dass Anti-Aliasing in die Dateien, die zum Drucken dieser Cola verwendet werden, fließen kann.
Natürlich werden die meisten HTG-Lesegeräte die meisten ihrer Fotos nicht im Offsetdruck drucken, so dass pixelbasierte Typografie, die von dotbasierten Druckern gedruckt wird, gut funktionieren wird. Wenn Sie mit der Typografie und bei der Arbeit mit Fotografie arbeiten, sollten Sie sich Ihr Anti-Aliasing bewusst machen - Sie werden besser darauf vorbereitet sein, die richtigen Entscheidungen zu treffen, die Ihnen die bestmöglichen Bilder liefern.
Wenn Sie Fragen zum Anti-Aliasing haben und Ihre Fotos haben Sie das Gefühl, dass wir nicht geantwortet haben oder Sie denken, dass wir etwas Wichtiges vergessen haben, können Sie uns in den Kommentaren unten darüber informieren.
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