Hva er anti-aliasing, og hvordan påvirker det mine bilder og bilder?
Anti-aliasing er et ord som ofte kastes rundt av fotografer og spillere når det gjelder grafikk og bilder. Ta en titt på hva anti-aliasing er, hvorfor bruker vi det, og viktigst når det er best å ikke bruke det.
Det er en viktig del av imagemaking og fotografering - anti-aliasing er sikkert noe som bør forstås så grundig som mulig for å lage bilder av høy kvalitet. Vi håper du er forberedt på en veldig geeky artikkel, da du har mye diskusjon om matte og vitenskap blandet inn med dagens forklarende artikkel. Fortsett å lese!
Vektorer og piksler, og hvorfor kameraer tar bilder med piksler
Du kan huske en artikkel fra et år siden hvor vi snakket om forskjellen i vektorer og piksler. Det er en rekke grunnleggende forskjeller mellom de to: piksler er bestilte lys, pigment eller farger; vektorer er matematiske representasjoner av linjer, former, gradienter, etc. Vektorer er presise; de eksisterer ved absolutte koordinater på et algebraisk rutenett. Fordi de er så absolutt, er det ingen uskarpe linjen mellom hvor de er og hvor de ikke er. Selv om en skjerm ikke kan gjøre et linjesegment uendelig tynn (det må alltid vise det i piksler), er det fortsatt så tynt som en linje som bare eksisterer i en teoretisk matematisk verden.
Det er problemet med fotografering-lys er ikke så presis som det må være å bli tatt på en perfekt matematisk måte. Det er sannsynlig at selv om vi utviklet kameraer som er i stand til å lese plasseringen av individuelle fotoner med kvanteprecision som de slår sensoren, på grunn av den rare egenskapen til fysikk på kvante nivået, kan de enkelte partiklene faktisk vises flere steder på sensoren ved samtidig. Dette betyr at det kan være helt umulig å få den absolutte plasseringen av den ene partikkelen av lyset på det tidspunktet det rammer sensoren. Fotografering er bare en tilnærming til hvordan det lyset blir tatt. Stoppingen (kameraets evne til å skape skarpe bilder fra bevegelige objekter) kan aldri være perfekt - i det minste synes det veldig, veldig lite sannsynlig.
Piksler er hendige fordi bilder med høy oppløsning kan tilnærme farger og former, nøyaktig gjenskape et bilde på en måte som ligner på filmbasert fotografering. Mens denne egenskapen til piksler og dens bruk i fotografering er ikke anti-aliasing nøyaktig, Å forstå denne egenskapen for digital fotografering er et av de beste stedene å starte en solid forståelse av hva anti-aliasing er.
Interpolering: Skape noe fra (nesten) ingenting?
Digital fotografering er en tilnærming av fargene og verdiene som er tilstede når lyset treffer en sensor. På samme måte er anti-aliasing en tilnærming av bildedata ved hjelp av en teknikk som kalles "Interpolation." Interpolering er en fancy-pants matematikkbetegnelse som betyr data opprettet basert på trender av eksisterende data, det vil si et utdannet gjetning om hva som egentlig kunne være på det stedet hvis flere datapunkter var tilgjengelige. Selv om det er mer komplisert det enkle gjettet - det finnes formler og riktige metoder for interpolering - det kan ikke forventes å være en perfekt nøyaktig representasjon av bildedataene som faktisk er der. Selv den smarteste matte kan ikke skape noe fra ingenting.
Når vi ser på disse datamaskinens gjengitte kontrollpaneler, kan vi begynne å forstå hva anti-aliasing gjør for å forbedre og omtrentlige bilder. På bildet til venstre er det ingen interpolering av data-kontrollpanelet blir gjengitt i svarte og hvite piksler da det går tilbake i perspektiv, og blir raskt et rot. De visuelle feilene og artefaktene som er opprettet, er det vi kaller "aliasing". Det andre og tredje bildet ovenfor bruker ulike former for "anti-aliasing" for bedre å beregne hvordan menneskelige øyne (og kameraer) oppfatter lys.
Disse bildene var imidlertid en oversettelse av absolutte matematiske bilder til pikselbaserte bilder. Hvordan gjelder anti-aliasing for fotografering? Når bildene blir endret, enten forstørret eller redusert, blir bildet interpolert basert på dataene som finnes i bildedokumentet. Det venstre bildet er krympet ved å bruke "nærmeste nabo" resampling i Photoshop-med andre ord, det er ikke anti-aliased (du kan bokstavelig talt kalle dette alias). Bildet til høyre er redusert og anti-aliased, noe som skaper et mye bedre bilde ved den lille størrelsen.
Forstørrede bilder har også nytte av anti-aliasing-grafikkprogrammer gjør sitt beste gjetning basert på dataene i bildet ditt. Vær oppmerksom på når du samler opp (forstørr) bilder i et grafikkprogram, at du aldri vil få mer oppløsning ut av en digital utvidelse - den typen interpolering som gjøres kan gjøre et godt gjetning om hva som skal være der, men det Jeg vet aldri sikkert. Dine kanter blir myke, og blir mykere etter hvert som bildet blir forstørret mer og mer.
En god tommelfingerregel er at du alltid kan nedkjøle bildene dine uten å miste kvalitet fra anti-aliasing. Upsampling (forstørrelse) gjør anti-aliasing veldig tydelig, legger ingen ny oppløsning, og bør bare gjøres hvis det ikke kan unngås.
Anti-Aliasing og vektorer: Hvorfor Anti-Aliasing gjør videogames ser bedre ut
Hvis du har spilt et PC-spill i løpet av de siste 15 årene, har du kanskje sett videoalternativer som inneholder innstillinger for anti-aliasing. Hvis du husker når vi diskuterte vektorformer som befinner seg i en absolutt posisjon, bør du begynne å forstå hvorfor anti-aliasing er viktig for videospill.
3 Dimensjonale skjemaer opprettes i vektorgolygoner, og disse polygonene eksisterer i en matte eneste rike. Anti-aliasing i videospill har minst to mål: For det første ønsker den å kunne gjengi de absolutte, hardkantede linjene i polygonene i et skjema som ser anstendig ut på en pikselbasert skjerm; For det andre repliserer anti-aliasing bedre den upresise måten som fotografering og menneskelige øyne oppfatter lys.
Anti-Aliasing og Typografi
Til slutt er det mange anledninger hvor anti-aliasing ikke er ideell. Hvis du noen gang har jobbet rundt grafiske designere, har du sannsynligvis hørt dem klage på typografi i Photoshop, og hvor dårligere er det til Illustrator-og de har rett.
Begge bokstavene ovenfor er pikselbasert typografi, med den venstre som alias, den rette er anti-alias. Det er heller ikke gode representasjoner av typografi, eller i det minste skrifttypen. Det er akseptabelt å gjengi en skrifttype på skjermen med anti-aliasing, men for utskrift kan det ha noen katastrofale konsekvenser.
Når du tenker på hvilke bokstaver som er, følger de ikke de samme reglene som digital fotografering krever. Bokstaver er abstrakte ideer og absolutte former - de faller bedre inn i kategorien "ren matte" med vektorkonstverk. Og avhengig av hvilken type utskriftsprosess som brukes til å lage dem, blir de rene matematiske vektorformene helt viktige.
Dette bildet ovenfor ble opprettet med anti-aliased type, og deretter mest sannsynlig offset utskrift. Når vi ser nøye, kan vi se hvorfor det er dårlig.
Det blir klart veldig raskt at disse anti-aliasformene ikke holdt seg bra når de ble skrevet ut på denne måten. Dette er et eksempel på hvordan anti-aliasing (samt pikselbasert bildebehandling) kan være dårligere når gjengivelse typografi.
Selvfølgelig, hadde dette vært et bilde (som et fotografi) og ikke den abstrakte typen, ville det ha vært ganske bra.
Type, som er et abstrakt medium, krever at vektorenes presisjon skal holde seg under de forskjellige utskriftsprosessene som ikke bruker blekkskriverpunkter for å lage et bilde. Selv på svært korte avstander ser vi ikke punkter eller bevis på at anti-aliasing som gikk inn i filene som ble brukt til å skrive ut denne Coke-kanen.
Selvfølgelig vil de fleste HTG-lesere ikke offsettrykke de fleste bildene sine, så pikselbasert typografi trykt fra dot-baserte skrivere vil fungere helt bra. Bare vær oppmerksom på din anti-aliasing når du jobber med typografi og Når du jobber med fotografering, finner du at du er bedre forberedt på å gjøre de riktige valgene som gir deg best mulig bilder.
Hvis du har spørsmål angående anti-aliasing og bildene du føler at vi ikke har besvart, eller kanskje du tror vi har forlatt noe viktig, er du velkommen til å gi oss beskjed om det i kommentarene nedenfor.
Bildekreditter: Varena # 1 by hasensaft, tilgjengelig under Creative Commons. Sløret paraplyportrett av Shannon, tilgjengelig under Creative Commons. Dragon Age 2 Demo Ogre VH av Deborah Timmins, tilgjengelig under Creative Commons. Anti-Aliasing Bilder av LOISEL, tilgjengelig under GNU Free License.
