19Aug
Anti-aliasing is een woord dat vaak wordt gebruikt door fotografen en gamers wanneer het te maken heeft met afbeeldingen en afbeeldingen. Kijk eens wat anti-aliasing is, waarom we het gebruiken en, nog belangrijker, wanneer het het beste is om het niet te gebruiken.
Het is een belangrijk onderdeel van imagemaking en fotografie. Anti-aliasing is zeker iets dat zo grondig mogelijk moet worden begrepen om afbeeldingen van hoge kwaliteit te maken. We hopen dat je voorbereid bent op een heel nerd artikel, omdat je veel discussie hebt over wiskunde en wetenschap, gecombineerd met het uitlegartikel van vandaag. Blijf lezen!
Vectoren en Pixels, en waarom camera's foto's maken met pixels
U herinnert zich wellicht een artikel van een jaar geleden waarin we het hadden over het verschil in Vectoren en Pixels. Er zijn een aantal fundamentele verschillen tussen de twee: pixels zijn geordende matrices van licht, pigment of kleur;vectoren zijn wiskundige voorstellingen van lijnen, vormen, gradiënten, enz. Vectoren zijn nauwkeurig;ze bestaan op absolute coördinaten op een algebraïsch raster. Omdat ze zo absoluut zijn, vervaagt er geen lijn tussen waar ze zijn en waar ze niet zijn. Zelfs als een monitor de oneindige dunheid van een lijnsegment niet kan weergeven( hij moet deze altijd in pixels weergeven), is hij nog steeds zo dun als een lijn die alleen in een theoretische wiskundige wereld bestaat.
Dat is het probleem met fotografie - licht is niet zo precies als het zou moeten zijn om op een perfect wiskundige manier te worden vastgelegd. Het is waarschijnlijk dat, zelfs als we camera's hebben ontwikkeld die in staat zijn om de locaties van individuele fotonen met kwantum precisie te lezen terwijl ze de sensor raken, vanwege de rare aard van de fysica op het kwantumniveau, de afzonderlijke deeltjes feitelijk op meerdere plaatsen op de sensor kunnen verschijnen.dezelfde tijd. Dit betekent dat het absoluut onmogelijk kan zijn om de absolute locatie van dat ene lichtdeeltje te krijgen op het moment dat het de sensor raakt - fotografie is slechts een benadering van hoe dat licht wordt vastgelegd. De stopactie( het vermogen van de camera om scherpe beelden te maken van bewegende objecten) kan nooit perfect zijn - althans het lijkt erg, zeer onwaarschijnlijk.
-pixels zijn handig, omdat afbeeldingen met een hoge resolutie de kleuren en vormen kunnen benaderen en een afbeelding nauwkeurig kunnen nabootsen op een manier die vergelijkbaar is met film-gebaseerde fotografie. Hoewel deze eigenschap van pixels en het gebruik ervan in fotografie en anti-aliasing niet precies is, is het begrijpen van deze eigenschap van digitale fotografie een van de beste plaatsen om een goed begrip te krijgen van wat anti-aliasing is.
Interpolatie: iets creëren van( bijna) niets?
Digitale fotografie is een benadering van de kleuren en waarden die aanwezig zijn wanneer licht een sensor raakt - op dezelfde manier is anti-aliasing een benadering van beeldgegevens met behulp van een techniek die 'Interpolatie' wordt genoemd. Interpolatie is een fancy-broek-math-term die gegevens betekentgemaakt op basis van de trends van bestaande gegevens, dat wil zeggen een goed geïnformeerde schatting van wat er op die plek zou kunnen zijn als er meer gegevenspunten beschikbaar waren. Hoewel het ingewikkelder is om eenvoudig te raden - er zijn formules en juiste methoden voor interpolatie - kan niet worden verwacht dat het een perfect nauwkeurige weergave is van de beeldgegevens die er feitelijk zijn. Zelfs de slimste wiskunde kan niets uit het niets creëren.
Als we kijken naar deze computerschermen, kunnen we beginnen te begrijpen wat anti-aliasing doet om de beelden te verbeteren en te benaderen. Op de meest linkse afbeelding is er geen interpolatie van gegevens: het dambord wordt gerenderd in zwart-witte pixels als het in perspectief achteruitgaat en snel een puinhoop wordt. De gecreëerde visuele fouten en artefacten zijn wat we 'aliasing' noemen. De tweede en derde afbeelding hierboven gebruiken verschillende vormen van 'anti-aliasing' om beter te begrijpen hoe menselijke ogen( en camera's) licht waarnemen.
Die afbeeldingen waren echter een vertaling van absolute wiskundige afbeeldingen naar op pixels gebaseerde afbeeldingen. Hoe is anti-aliasing van toepassing op uw fotografie? Wanneer de grootte van afbeeldingen wordt vergroot of verkleind, wordt de afbeelding geïnterpoleerd op basis van de gegevens die in het afbeeldingsdocument bestaan. De linkerafbeelding wordt verkleind met behulp van de "nearest neighbour" -remonstering in Photoshop, met andere woorden, deze is niet anti-aliased( u kunt deze aliased letterlijk noemen).De afbeelding aan de rechterkant is verkleind en anti-aliased, waardoor een veel getrouwder beeld wordt gecreëerd met dat kleine formaat.
Vergrote afbeeldingen profiteren ook van anti-aliasing-grafische programma's die hun beste schatting maken op basis van de gegevens in uw afbeelding. Houd in gedachten dat wanneer u afbeeldingen in een grafisch programma upsampling( vergroot), dat u nooit meer meer resolutie krijgt van een digitale vergroting - het soort interpolatie dat wordt uitgevoerd kan een goede inschatting maken van wat er zou moeten zijn, maar hetIk weet het nooit zeker. Je randen worden zacht en worden zachter naarmate de foto steeds groter wordt.
Een goede vuistregel is dat u uw afbeeldingen altijd kunt downsamplen( verkleinen) zonder verlies van kwaliteit door anti-aliasing. Upsamplen( vergroten) maakt de anti-aliasing heel duidelijk, voegt geen nieuwe resolutie toe, en zou alleen moeten worden gedaan als het niet kan worden vermeden.
Anti-aliasing en vectoren: Waarom anti-aliasing ervoor zorgt dat videogames er beter uitzien
Als u in de afgelopen 15 jaar of zo een pc-game hebt gespeeld, heeft u mogelijk video-opties gezien met instellingen voor anti-aliasing. Als je je herinnert wanneer we de vectorvormen in een absolute positie bespraken, zou je moeten beginnen begrijpen waarom anti-aliasing belangrijk is voor videogames.
3 Dimensionale vormen worden gemaakt in vectorpolygonen, en deze polygonen bestaan alleen in een wiskundig rijk. Anti-aliasing in videogames heeft ten minste twee doelen: ten eerste wil het de absolute, hardgerande lijnen van de polygonen in een vorm kunnen weergeven die er goed uitziet op een pixelgebaseerde monitor;ten tweede repliceert anti-aliasing de onnauwkeurige manier waarop fotografie en menselijke ogen licht waarnemen.
Anti-aliasing en typografie
Nog een laatste opmerking, er zijn genoeg gelegenheden waar anti-aliasing niet ideaal is. Als je ooit hebt gewerkt rond grafische ontwerpers, heb je waarschijnlijk gehoord dat ze klagen over typografie in Photoshop, en hoe inferieur het is voor Illustrator - en ze hebben gelijk.
Beide letters hierboven zijn op pixels gebaseerde typografie, met de linker als gealiast, de juiste als anti-aliased. Evenmin zijn goede representaties van typografie, of op zijn minst dat lettertype. Het is acceptabel om een lettertype op het scherm weer te geven met anti-aliasing, maar voor afdrukken kan dit rampzalige gevolgen hebben.
Wanneer u bedenkt wat letters zijn, voldoen ze niet echt aan dezelfde regels als voor digitale fotografie. Brieven zijn abstracte ideeën en absolute vormen - ze vallen beter in de categorie 'pure math' van vectorillustraties. En afhankelijk van het type afdrukproces dat is gebruikt om ze te maken, worden die pure wiskundige vectorvormen absoluut belangrijk.
Deze afbeelding hierboven is gemaakt met anti-aliased type en vervolgens waarschijnlijk met offset afgedrukt. Als we goed kijken, kunnen we zien waarom dat slecht is.
Het wordt heel snel duidelijk dat deze anti-aliased vormen het niet goed hielden wanneer ze op deze manier werden afgedrukt. Dit is een voorbeeld van hoe anti-aliasing( evenals pixelgebaseerde beeldvorming) inferieur kan zijn bij het renderen van typografie.
Natuurlijk, als dit een beeld was( zoals een foto) en niet de abstracte vormen van het type, zou het vrij goed hebben standgehouden.
Type, zijnde een abstract medium, vereist dat de precisie van vectoren standhoudt onder de soorten afdrukprocessen die geen inkjetpunten gebruiken om een afbeelding te maken. Zelfs op zeer korte afstanden zien we geen stippen of aanwijzingen dat anti-aliasing in de bestanden die gebruikt werden om deze cola te printen, kan.
Natuurlijk zullen de meeste HTG-lezers niet de meeste van hun foto's op offset afdrukken, dus pixelgebaseerde typografie die wordt afgedrukt met op dot-gebaseerde printers zal prima werken. Wees u bewust van uw anti-aliasing wanneer u werkt met typografie en wanneer u met fotografie werkt - u zult merken dat u beter voorbereid bent om de juiste keuzes te maken die u de best mogelijke afbeeldingen opleveren.
Als je vragen hebt over anti-aliasing en je foto's waarvan je denkt dat we ze niet hebben beantwoord, of misschien denk je dat we iets belangrijks hebben achtergelaten, laat het ons dan weten in de opmerkingen hieronder.
beeldcredits: Varena # 1 door hasensaft , beschikbaar onder Creative Commons .Wazig parapluportret door Shannon , beschikbaar onder Creative Commons .Dragon Age 2 Demo Ogre VH door Deborah Timmins , beschikbaar onder Creative Commons .Anti-aliasing afbeeldingen door Loisel , beschikbaar onder GNU Gratis licentie .
