Što je Anti-Aliasing i kako to utječe na moje fotografije i slike?
Anti-aliasing je riječ koju često fotografiraju fotografi i igrači kada se bave grafikom i slikama. Pogledajte što je anti-aliasing, zašto ga koristimo, i što je najvažnije, kada je najbolje ne koristiti ga.
To je važan dio imagemakinga, a fotografija-anti-aliasing je svakako nešto što treba shvatiti što je moguće temeljitije kako bi se stvorile slike visoke kvalitete. Nadamo se da ste spremni za vrlo geeky članak, jer imate mnogo rasprava o matematici i znanosti pomiješanim s današnjim članakom objašnjivača. Nastavi čitati!
Vektori i pikseli, i zašto kamere snimaju slike s pikselima
Možda se sjećate članka od prije godinu dana gdje smo razgovarali o razlici u Vektorima i Pikselima. Postoje brojne temeljne razlike između ta dva: pikseli su uređeni nizovi svjetla, pigmenta ili boje; vektori su matematički prikazi linija, oblika, gradijenta, itd. Vektori su precizni; postoje na apsolutnim koordinatama na algebarskoj mreži. Budući da su tako apsolutne, nema zamućenja granice između mjesta gdje su i gdje nisu. Čak i ako monitor ne može prikazati beskonačnu tanku liniju segmenta (uvijek je mora pokazati u pikselima), ona je i dalje tanka kao linija koja postoji samo u teoretskom matematičkom svijetu.
To je problem s fotografijom - svjetlo nije toliko precizno koliko bi trebalo biti snimljeno na savršeno matematički način. Vrlo je vjerojatno da čak i da smo razvili kamere sposobne za očitavanje položaja pojedinačnih fotona s kvantnom preciznošću kako udaraju u senzor, zbog čudne prirode fizike na kvantnoj razini, pojedinačne čestice mogu se zapravo pojaviti na više mjesta na senzoru na u isto vrijeme. To znači da je apsolutno nemoguće dobiti apsolutnu lokaciju te jednostruke čestice svjetla u trenutku kada je senzor-fotografija samo aproksimacija načina na koji je to svjetlo zarobljeno. Akcija zaustavljanja (sposobnost fotoaparata da stvara oštre slike od objekata u pokretu) nikada ne može biti savršena - barem se čini vrlo, vrlo malo vjerojatno.
Pikseli su praktični jer slike visoke razlučivosti mogu približiti boje i oblike, precizno stvarajući sliku na način sličan filmskoj fotografiji. Dok je ovo svojstvo piksela i njegova upotreba u fotografiji ne anti-aliasing točno, razumijevanje ove osobine digitalne fotografije jedno je od najboljih mjesta za početak solidnog razumijevanja toga što je anti-aliasing.
Interpolacija: Stvaranje nečega od (gotovo) Ništa?
Digitalna fotografija je aproksimacija boja i vrijednosti prisutnih kada svjetlo udari u senzor - na isti način, anti-aliasing je aproksimacija slikovnih podataka koristeći tehniku nazvanu "Interpolacija". na temelju trendova postojećih podataka, tj. obrazovanih pretpostavki o tome što bi zapravo moglo biti na tom mjestu ako bi bilo više točaka podataka. Iako je kompliciranije da jednostavno nagađanje - postoje formule i odgovarajuće metode za Interpolaciju - ne može se očekivati da bude savršeno točan prikaz slikovnih podataka koji su zapravo tamo. Čak i najpametnija matematika ne može stvoriti nešto iz ničega.
Kada pogledamo ove računalne renderovane ploče, možemo početi razumjeti što anti-aliasing radi kako bismo poboljšali i približili slike. Na krajnjoj lijevoj slici nema interpolacije podataka - šahovnica je prikazana u crno-bijelim pikselima dok se vraća u perspektivu i brzo postaje nered. Napravljene vizualne pogreške i artefakti su ono što mi zovemo "aliasing". Druga i treća slika iznad koriste različite oblike "anti-aliasinga" kako bi bolje približili kako ljudske oči (i kamere) percipiraju svjetlo.
Te su slike, međutim, bile prijevod apsolutnih matematičkih slika u pikselske slike. Kako se anti-aliasing primjenjuje na vašu fotografiju? Kada se slike promijene, uvećane ili smanjene, slika se interpolira na temelju podataka koji postoje u slikovnom dokumentu. Lijeva slika je smanjena pomoću "najbližeg susjeda" u Photoshopu - drugim riječima, nije anti-aliased (možete doslovno nazvati Zamjensko ime). Slika na desnoj strani je smanjena i anti-aliased, stvarajući mnogo vjerodostojnije slike na toj maloj veličini.
Povećane slike također imaju koristi od anti-aliasing-grafičkih programa koji najbolje pretpostavljaju na temelju podataka na vašoj slici. Imajte na umu kada povećavate slike u grafičkom programu, da nikada nećete dobiti veću razlučivost od digitalnog proširenja - vrsta interpolacije koja se može napraviti može dobro pogoditi što bi trebalo biti tamo, ali Nikada neću znati sigurno. Vaš rubovi će biti mekana, i dobiti mekši kao fotografija dobiva povećane sve više i više.
Dobro pravilo od oka je da uvijek možete downsample (smanjiti) slike bez gubitka kvalitete iz anti-aliasing. Upsampling (povećanje) čini anti-aliasing vrlo očiglednim, ne dodaje novu rezoluciju, i treba ga učiniti samo ako se ne može izbjeći.
Anti-aliasing i Vektori: Zašto Anti-aliasing čini videoigre izgledaju bolje
Ako ste igrali PC igru u proteklih 15-tak godina, možda ste vidjeli video opcije koje su uključivale postavke za anti-aliasing. Ako se sjećate kada smo raspravljali o oblicima vektora koji postoje u apsolutnom položaju, trebali biste shvatiti zašto je anti-aliasing važno za videoigre.
3 Dimenzijski oblici stvoreni su u vektorskim poligonima, a ti poligoni postoje u matematičkom području. Anti-aliasing u video igrama ima barem dva cilja: prvo želi biti sposoban prikazati apsolutne, tvrde rubove poligona u obliku koji izgleda pristojno na pikselnom monitoru; drugo, anti-aliasing bolje replicira neprecizan način na koji fotografija i ljudske oči percipiraju svjetlo.
Anti-aliasing i tipografija
Na kraju, postoji mnogo prilika u kojima anti-aliasing nije idealan. Ako ste ikada radili oko grafičkih dizajnera, vjerojatno ste ih čuli kako se žale na tipografiju u Photoshopu i koliko je lošiji u Illustratoru - i oni su u pravu.
Oba gornja slova su pikselska tipografija, s lijevom koja je izjednačena, desna anti-aliased. Niti su dobri prikazi tipografije, ili barem taj tip. Prihvatljivo je prikazati font na zaslonu s anti-aliasingom, ali za ispis može imati neke katastrofalne posljedice.
Kada razmišljate o tome koja su slova, oni zapravo ne slijede ista pravila koja zahtijevaju digitalne fotografije. Pisma su apstraktne ideje i apsolutni oblici - bolje padaju u kategoriju "čiste matematike" vektorskih radova. I ovisno o vrsti tiska koji se koristi za njihovo stvaranje, ti čisti matematički vektorski oblici postaju apsolutno važni.
Ova slika iznad je stvorena s anti-aliased tip, a zatim najvjerojatnije offset tiskani. Kada bolje pogledamo, možemo vidjeti zašto je to loše.
Vrlo brzo postaje jasno da ti anti-aliasedni oblici nisu dobro održavani kada se tiskaju na ovaj način. Ovo je primjer kako anti-aliasing (kao i pixel-based imaging) mogu biti inferiorni pri prikazivanju tipografije.
Naravno, da je to bila slika (poput fotografije), a ne apstraktni oblici, dobro bi se držala.
Tip, kao apstraktni medij, zahtijeva preciznost vektora za držanje pod vrstama procesa ispisa koji ne koriste inkjet točkice za stvaranje slike. Čak i na vrlo malim udaljenostima, ne vidimo niti jednu točku ili dokaz da anti-aliasing koji je ušao u datoteke korištene za ispis ove Coke.
Naravno, većina HTG čitatelja neće biti u stanju ispisati većinu svojih fotografija, tako da će tipografija na temelju piksela ispisana iz točkastih pisača dobro funkcionirati. Jednostavno budite svjesni svog anti-aliasinga kada radite s tipografijom i kada radite s fotografijom - otkrit ćete da ste bolje pripremljeni za pravi izbor koji će vam dati najbolje moguće slike.
Ako imate bilo kakvih pitanja u svezi s anti-aliasingom i vašim fotografijama, smatrate da nismo odgovorili, ili možda mislite da smo ostavili nešto važno, slobodno nam javite o tome u komentarima ispod.
Slika kredita: Varena # 1 od hasensaft, dostupno pod Creative Commons. Zamagljen kišobran Shannon, dostupno pod Creative Commons. Dragon Age 2 Demo Ogre VH od Deborah Timmins, dostupno pod Creative Commons. Anti-Aliasing slike od strane Loisel, dostupno pod GNU Free Licence.
