19Aug
Η αλλοίωση είναι μια λέξη που συχνά ρίχνεται γύρω από τους φωτογράφους και τους παίκτες όταν ασχολούνται με γραφικά και εικόνες.Ρίξτε μια ματιά σε αυτό που είναι το anti-aliasing, γιατί το χρησιμοποιούμε και, το πιο σημαντικό, πότε είναι καλύτερο να μην το χρησιμοποιήσετε.
Είναι ένα σημαντικό μέρος της δημιουργίας εικόνων και της φωτογραφίας-κατά της αλλοιώσεως είναι σίγουρα κάτι που πρέπει να γίνει κατανοητό όσο το δυνατόν λεπτομερέστερα για τη δημιουργία εικόνων υψηλής ποιότητας.Ελπίζουμε να είστε προετοιμασμένοι για ένα πολύ περίεργο άρθρο, καθώς έχετε πολλές συζητήσεις για τα μαθηματικά και την επιστήμη που αναμιγνύονται με το σημερινό άρθρο explainer.Συνέχισε να διαβάζεις!
Διανύσματα και εικονοστοιχεία και γιατί κάμερες παίρνουν φωτογραφίες με εικονοστοιχεία
Ίσως να θυμάστε ένα άρθρο από ένα χρόνο πριν, όπου μιλήσαμε για τη διαφορά σε διανύσματα και εικονοστοιχεία.Υπάρχουν ορισμένες θεμελιώδεις διαφορές μεταξύ των δύο: τα εικονοστοιχεία είναι ταξινομημένα σε συστοιχίες φωτός, χρωστικής ή χρώματος.οι φορείς είναι μαθηματικές παραστάσεις γραμμών, σχημάτων, κλίσεων κλπ. Οι φορείς είναι ακριβείς.υπάρχουν σε απόλυτες συντεταγμένες σε ένα αλγεβρικό δίκτυο.Επειδή είναι τόσο απόλυτοι, δεν υπάρχει θόλωση της γραμμής μεταξύ του πού βρίσκονται και του πού δεν είναι.Ακόμα κι αν μια οθόνη δεν μπορεί να καταστήσει την ατελείωτη λεπτότητα ενός τμήματος γραμμής( πρέπει πάντοτε να εμφανίζεται σε εικονοστοιχεία), εξακολουθεί να είναι τόσο λεπτή όσο μια γραμμή που υπάρχει μόνο σε ένα θεωρητικό μαθηματικό κόσμο.
Αυτό είναι το πρόβλημα με το φως της φωτογραφίας δεν είναι τόσο ακριβές όσο θα χρειαζόταν να καταγραφεί με έναν τέλεια μαθηματικό τρόπο.Είναι πιθανό ότι ακόμα κι αν αναπτύξαμε κάμερες ικανές να διαβάζουν τις θέσεις μεμονωμένων φωτονίων με κβαντική ακρίβεια καθώς χτυπούν τον αισθητήρα, εξαιτίας της περίεργης φύσης της φυσικής στο κβαντικό επίπεδο, τα μεμονωμένα σωματίδια μπορεί στην πραγματικότητα να εμφανίζονται σε πολλαπλά σημεία στον αισθητήρα στοτην ίδια ώρα.Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να είναι απολύτως αδύνατο να αποκτήσετε την απόλυτη θέση αυτού του μοναδικού σωματιδίου φωτός τη στιγμή που θα χτυπήσει τον αισθητήρα-η φωτογραφία είναι μόνο μια προσέγγιση του τρόπου με τον οποίο συλλέγεται αυτό το φως.Η δράση διακοπής( η ικανότητα της κάμερας να δημιουργεί αιχμηρές εικόνες από κινούμενα αντικείμενα) δεν μπορεί ποτέ να είναι τέλεια - τουλάχιστον φαίνεται πολύ, πολύ απίθανη.Τα εικονοστοιχεία
είναι εύχρηστα επειδή οι εικόνες υψηλής ανάλυσης μπορούν να προσεγγίσουν τα χρώματα και τα σχήματα, δημιουργώντας με ακρίβεια μια εικόνα με τρόπο παρόμοιο με τη φωτογραφική μηχανή.Ενώ αυτή η ιδιότητα των εικονοστοιχείων και η χρήση της στη φωτογραφία είναι όχι anti-aliasing ακριβώς , η κατανόηση αυτής της ιδιότητας της ψηφιακής φωτογραφίας είναι ένα από τα καλύτερα μέρη για να ξεκινήσει μια σταθερή κατανόηση του τι είναι η αντι-αλλιάζοντας.
Παρεμβολή: Δημιουργία κάτι από( σχεδόν) τίποτα;
Η ψηφιακή φωτογραφία είναι μια προσέγγιση των χρωμάτων και των τιμών που υπάρχουν όταν το φως πλήττει έναν αισθητήρα με τον ίδιο τρόπο, ενώ η αντιπαράθεση είναι μια προσέγγιση των δεδομένων εικόνας χρησιμοποιώντας μια τεχνική που ονομάζεται "Interpolation." Η παρεμβολή είναι ένας μαθηματικός όρος,που δημιουργήθηκε με βάση τις τάσεις των υφιστάμενων δεδομένων, δηλαδή μια εκπαιδευμένη εικασία σχετικά με το τι θα μπορούσε στην πραγματικότητα να βρίσκεται σε αυτό το σημείο, εάν υπάρχουν περισσότερα σημεία δεδομένων.Ενώ είναι πιο περίπλοκο το γεγονός ότι η απλή εικασία - υπάρχουν τύποι και κατάλληλες μέθοδοι για την παρεμβολή - δεν μπορεί να αναμένεται να είναι μια απόλυτα ακριβής αναπαράσταση των δεδομένων εικόνας που είναι στην πραγματικότητα εκεί.Ακόμα και τα πιο έξυπνα μαθηματικά δεν μπορούν να δημιουργήσουν κάτι από το τίποτα.
Όταν εξετάζουμε αυτά τα επιτραπέζια πινάκια, μπορούμε να αρχίσουμε να κατανοούμε τι κάνει η αντι-αλίευση για να βελτιώσει και να προσεγγίσει τις εικόνες.Στην αριστερή εικόνα, δεν υπάρχει παρεμβολή δεδομένων - ο πίνακας σκακιέρας απεικονίζεται σε ασπρόμαυρα εικονοστοιχεία, καθώς επαναφέρεται στην οπτική γωνία και γρήγορα γίνεται χάλι.Τα οπτικά σφάλματα και τα δημιουργούμενα αντικείμενα είναι αυτό που ονομάζουμε "aliasing". Η δεύτερη και η τρίτη εικόνα χρησιμοποιούν διαφορετικές μορφές "anti-aliasing" για να προσεγγίσουν καλύτερα πώς τα ανθρώπινα μάτια( και οι κάμερες) αντιλαμβάνονται το φως.
Αυτές οι εικόνες, ωστόσο, ήταν μια μετάφραση των απόλυτων μαθηματικών εικόνων σε εικονοστοιχεία που βασίζονται σε pixel.Πώς αντι-ψευδαισθήσεις ισχύουν για τη φωτογραφία σας;Όταν οι εικόνες αλλάζουν μέγεθος, είτε μεγεθυμένες είτε μειωμένες, η εικόνα παρεμβάλλεται με βάση τα δεδομένα που υπάρχουν στο έγγραφο εικόνας.Η αριστερή εικόνα συρρικνώνεται χρησιμοποιώντας την επαναδειγματοληψία "πλησιέστερου γείτονα" στο Photoshop - με άλλα λόγια, δεν είναι αντι-αλλιώς( μπορείτε να ονομάσετε κυριολεκτικά αυτό το ψευδώνυμο ).Η εικόνα στα δεξιά μειώνεται και αντισταθμίζεται, δημιουργώντας μια πολύ πιο αληθινή εικόνα σε αυτό το μικρό μέγεθος.
Οι διευρυμένες εικόνες επωφελούνται επίσης από τα προγράμματα γραφικών κατά της ψευδαίσθησης που κάνουν την καλύτερη εικασία τους με βάση τα δεδομένα στην εικόνα σας.Λάβετε υπόψη σας όταν μετατρέπετε τις εικόνες σε ένα πρόγραμμα γραφικών, ώστε ποτέ δεν θα έχετε μεγαλύτερη ανάλυση από μια ψηφιακή διεύρυνση - το είδος της παρεμβολής που γίνεται μπορεί να κάνει μια καλή εικασία για το τι θα έπρεπε να υπάρχει, αλλάΔεν θα το ξέρω ποτέ σίγουρα.Οι άκρες σας θα είναι μαλακές και θα μαλακώνουν καθώς η φωτογραφία γίνεται όλο και μεγαλύτερη.
Ένας καλός κανόνας είναι ότι μπορείτε πάντα να μειώσετε( συρρικνώσετε) τις εικόνες σας χωρίς να χάσετε την ποιότητα από την αντικατάσταση.Η ανατροπή( μεγέθυνση) καθιστά την αντι-ψευδαίσθηση πολύ προφανή, δεν προσθέτει νέα ανάλυση και πρέπει να γίνει μόνο εάν δεν μπορεί να αποφευχθεί.
Anti-Aliasing και Διανύσματα: Γιατί το Anti-Aliasing κάνει τα Videogames να δείχνουν καλύτερα
Εάν έχετε παίξει ένα PC παιχνίδι τα τελευταία 15 χρόνια, ίσως έχετε δει επιλογές βίντεο που περιλάμβαναν ρυθμίσεις για την κατάργηση της ψευδαίσθησης.Αν θυμάστε όταν συζητήσαμε τα σχήματα των φορέων που υπάρχουν σε απόλυτη θέση, θα πρέπει να αρχίσετε να καταλαβαίνετε γιατί η αντιπαράθεση είναι σημαντική για τα βιντεοπαιχνίδια.
3 Διαμορφικές μορφές δημιουργούνται σε διανύσματα πολυγώνων, και αυτά τα πολύγωνα υπάρχουν σε ένα πεδίο μόνο μαθηματικών.Η καταπολέμηση των αλλοιώσεων στα βιντεοπαιχνίδια έχει τουλάχιστον δύο στόχους: καταρχάς θέλει να είναι σε θέση να αποδίδει τις απόλυτες, σκληρές ακμές των πολυγώνων σε μορφή που φαίνεται αξιοπρεπή σε μια οθόνη με εικονοστοιχεία.Δεύτερον, η αντιπαράθεση αντιγράφει καλύτερα τον ανακριβή τρόπο με τον οποίο η φωτογραφία και τα ανθρώπινα μάτια αντιλαμβάνονται το φως.
Anti-Aliasing και τυπογραφία
Σε μια τελική σημείωση, υπάρχουν πολλές περιπτώσεις όπου η αντι-αλλιάζοντας δεν είναι ιδανική.Εάν έχετε δουλέψει ποτέ σχεδιαστές γραφικών, πιθανότατα θα τους έχετε ακούσει να διαμαρτύρονται για την τυπογραφία στο Photoshop και πόσο κατώτερο είναι το Illustrator και έχουν δίκιο.
Και τα δύο γράμματα είναι τυπογραφικά με εικονοστοιχεία, με το αριστερό να είναι ψευδές, το σωστό με το αλλοιωμένο.Ούτε είναι καλές αναπαραστάσεις της τυπογραφίας, ή τουλάχιστον εκείνου του τύπου.Είναι αποδεκτό να αποδίδει μια γραμματοσειρά στην οθόνη με αντι-ψευδαισθήσεις, αλλά για εκτύπωση, μπορεί να έχει κάποιες καταστροφικές συνέπειες.
Όταν σκέφτεστε ποιες είναι οι επιστολές, δεν ακολουθούν τους ίδιους κανόνες που απαιτεί η ψηφιακή φωτογραφία.Τα γράμματα είναι αφηρημένες ιδέες και απόλυτα σχήματα - πέφτουν καλύτερα στην κατηγορία "καθαρά μαθηματικά" του έργου διάνυσμα.Και ανάλογα με τον τύπο της διαδικασίας εκτύπωσης που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία τους, αυτά τα καθαρά μαθηματικά σχήματα διάνυσμα γίνονται απολύτως σημαντικά.
Αυτή η παραπάνω εικόνα δημιουργήθηκε με αντι-αλλιώδη τύπο και στη συνέχεια πιθανότατα εκτυπωμένη εκτύπωση.Όταν κοιτάξουμε προσεκτικά μπορούμε να δούμε γιατί είναι κακό.
Γίνεται σαφές πολύ γρήγορα ότι αυτές οι αντι-αλλοιωμένες μορφές δεν συγκρατήθηκαν καλά όταν εκτυπώθηκαν με αυτόν τον τρόπο.Αυτό είναι ένα παράδειγμα του τρόπου με τον οποίο η αντιπαραβολή( καθώς και η απεικόνιση βάσει εικονοστοιχείων) μπορεί να είναι κατώτερη όταν γίνεται η τυπογραφία.
Φυσικά, αν ήταν μια εικόνα( όπως μια φωτογραφία) και όχι οι αφηρημένες μορφές τύπου, θα είχε κρατήσει αρκετά καλά.Ο τύπος
, που είναι ένα αφηρημένο μέσο, απαιτεί την ακρίβεια των διανυσμάτων να παραμείνει κάτω από τα είδη διαδικασιών εκτύπωσης που δεν χρησιμοποιούν κουκίδες inkjet για να δημιουργήσουν μια εικόνα.Ακόμα και σε πολύ κοντινές αποστάσεις, δεν βλέπουμε στιγμές ή στοιχεία που να αποδεικνύουν ότι η αντι-αλλιάζωση που εισήχθη στα αρχεία που χρησιμοποιούνται για την εκτύπωση αυτού του οπτάνθρακα μπορεί.
Φυσικά, οι περισσότεροι αναγνώστες HTG δεν θα εκτυπώσουν τις περισσότερες από τις φωτογραφίες τους, έτσι ώστε η τυπογραφία που βασίζεται σε εικονοστοιχεία που εκτυπώνονται από εκτυπωτές που βασίζονται σε τελεία θα λειτουργήσει καλά.Απλά να είστε ενήμεροι για την αντι-ψευδαίσθηση σας όταν εργάζεστε με την τυπογραφία και όταν εργάζεστε με τη φωτογραφία - θα διαπιστώσετε ότι είστε καλύτερα προετοιμασμένοι για να κάνετε τις σωστές επιλογές που θα σας δώσουν τις καλύτερες δυνατές εικόνες.
Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις σχετικά με την αντιπαράθεση και τις φωτογραφίες σας, νομίζετε ότι δεν απαντήσαμε, ή ίσως νομίζετε ότι έχουμε αφήσει κάτι σημαντικό, μην διστάσετε να μας ενημερώσετε για τα σχόλια παρακάτω.
Πιστωτικές κάρτες εικόνας: Varena # 1 από hasensaft , διαθέσιμο υπό την Creative Commons .Θυμωμένο πορτρέτο ομπρέλας από τον Shannon , διαθέσιμο υπό Creative Commons .Dragon Age 2 Demo Ogre VH από Deborah Timmins , διαθέσιμο υπό Creative Commons .Αντιπαραβαλλόμενες εικόνες από Loisel , διαθέσιμο υπό GNU Free License .
