Co je anti-aliasing a jak to ovlivňuje mé fotky a obrázky?

Anti-aliasing je slovo, které často fotografuje a hraje fotografové a hráči při práci s grafikou a obrázky. Podívejte se na to, co je anti-aliasing, proč jej používáme, a co je nejdůležitější, kdy je nejlepší, když ho nepoužíváte.

Je to důležitá součást tvorby obrázků a fotografování - anti-aliasing je určitě něco, co by mělo být co nejdůkladněji chápáno, abychom vytvořili vysoce kvalitní obrazy. Doufáme, že jste připraveni na velmi podivný článek, protože máte spoustu diskuzí o matematice a přírodních vědách, které jsou v souladu s dnešním vysvětlujícím článkem. Čti dál!

Vektory a pixely a proč kamery snímat s pixely

Můžete si vzpomenout na článek z minulého roku, kde jsme hovořili o rozdílu ve vektoru a pixelech. Existuje několik zásadních rozdílů mezi těmito dvěma: pixely jsou uspořádány pole světla, pigmentu nebo barvy; vektory jsou matematické reprezentace linií, tvarů, přechodů atd. Vektory jsou přesné; existují na absolutních souřadnicích na algebraické mřížce. Protože jsou tak absolutní, neexistuje žádné rozmazání hranice mezi tím, kde jsou a kde nejsou. Dokonce i když monitor nemůže vykreslovat nekonečnou tenkou čáru segmentu (vždy to musí ukazovat v pixelech), je stále tenká jako linka existující pouze v teoretickém matematickém světě.

To je problém s fotografickým světlem, který není tak přesný, jak by musel být zachycen dokonale matematickým způsobem. Je pravděpodobné, že i kdybychom vyvinuli kamery schopné číst umístění jednotlivých fotonů s kvantovou přesností při zasahování do senzoru, kvůli podivné fyzice na úrovni kvantové, mohou se jednotlivé částice skutečně objevit na několika místech na senzoru na stejný čas. To znamená, že může být naprosto nemožné získat absolutní umístění této jednotlivé části světla v okamžiku, kdy zasáhne snímač - fotografování je pouze přiblížení toho, jak je světlo zachyceno. Zastavovací akce (schopnost fotoaparátu vytvářet ostrý obraz z pohybujících se objektů) nemůže být nikdy dokonalá - alespoň se zdá velmi, velmi nepravděpodobné.

Pixely jsou užitečné, protože obrázky s vysokým rozlišením mohou přibližovat barvy a tvary a přesně vytvářet obraz způsobem, který je podobný filmovému snímku. Zatímco tato vlastnost pixelů a její použití ve fotografii je ne Anti aliasing přesně tak, pochopení této vlastnosti digitální fotografie je jedním z nejlepších míst, kde můžete začít pochopit, co je anti-aliasing.

Interpolace: Vytvoření něčeho z (téměř) nic?

Digitální fotografování je přibližnou hodnotou barev a hodnot, které se vyskytují při osvětlení snímače stejným způsobem, přičemž anti-aliasing je aproximací obrazových dat pomocí techniky nazývané "Interpolace". Interpolace je matematický termín, na základě trendů stávajících dat, tj. vzdělaného odhadu toho, co by mohlo být v tomto místě, kdyby byly k dispozici více datových bodů. Zatímco je to složitější, že jednoduché hádání - existují vzorce a správné metody pro Interpolaci - nelze očekávat, že bude dokonale přesné znázornění obrazových dat, které jsou skutečně tam. Dokonce i nejchytřejší matematika nemůže nic vytvořit.

Když se podíváme na tyto počítačem vykreslená checkerboardy, můžeme začít pochopit, co anti-aliasing dělá pro zlepšení a přibližné obrázky. Na levém obrázku není žádná interpolace dat - šachovnice se vykresluje v černobílých pixelech, protože se v perspektivě zužuje a rychle se stává nepořádek. Vizuální chyby a vytvořené artefakty jsou to, co nazýváme "aliasing". Druhý a třetí obrázky používají různé formy "anti-aliasing", aby lépe přiblížily, jak lidské oči (a kamery) vnímají světlo.

Tyto obrazy však byly překládáním absolutních matematických obrazů do obrazových obrazů. Jak se na fotografování vztahuje anti-aliasing? Při změně velikosti obrázků, buď zvětšené nebo zmenšené, je obraz interpolován na základě dat, které existují v obrazovém dokumentu. Levý obraz se zmenší pomocí převzorkování "nejbližšího souseda" ve Photoshopu - jinými slovy, není to protikladové (můžete doslovně nazvat aliased). Obraz vpravo je zmenšen a vyhlazen, což vytváří mnohem pravdivější obraz v této malé velikosti.

Zvětšené obrázky také těží z anti-aliasing-grafických programů, aby jejich nejlepší odhad na základě údajů ve vašem obrazu. Mějte na paměti, že při převzorkování (zvětšování) obrazů v grafickém programu nikdy nedosáhnete většího rozlišení z digitálního zvětšení - druh interpolace, který se dělá, může dobře odhadnout, co by mělo být, ale to Nikdy nevím jistě. Vaše okraje budou měkké a budou měkčí, jakmile se fotografie stále zvětšuje.

Dobrým pravidlem je, že můžete vždy snížit (snížit) vaše snímky bez ztráty kvality z anti-aliasing. Upsampling (zvětšování) činí anti-aliasing velmi zřejmý, nepřidává žádné nové rozlišení a mělo by být provedeno pouze tehdy, když se mu nedá vyhnout.

Anti-Aliasing a vektory: Proč Anti-Aliasing dělá videogames vypadat lépe

Pokud jste v posledních 15 letech hráli počítačovou hru, mohli jste vidět možnosti videa, které obsahovaly nastavení pro vyhlazení. Pokud si pamatujete, když jsme diskutovali vektorové tvary existující v absolutní pozici, měli byste začít chápat, proč je anti-aliasing důležitý pro videohry.

3 Rozměrové formy jsou vytvořeny ve vektorových polygonech a tyto polygony existují pouze v oblasti matematiky. Anti-aliasing ve videohrách má alespoň dva cíle: nejprve chce být schopen vykreslit absolutní, tvrdé okraje polygonů ve formě, která vypadá slušně na pixelovém monitoru; za druhé, anti-aliasing lépe replikuje nepřesný způsob, jakým fotografování a lidské oči vnímají světlo.

Anti-Aliasing a typografie

Konečně, existuje spousta příležitostí, kdy anti-aliasing není ideální. Pokud jste někdy pracovali u grafických designérů, pravděpodobně jste slyšeli, že se sami stěžují na typografii ve Photoshopu a jak je to méně vhodné pro Illustrator - a mají pravdu.

Obě výše uvedené písmena jsou typografickou typikou založenou na pixelech, přičemž levý je aliasy, pravý jeden anti-aliased. Ani dobrá reprezentace typografie, ani alespoň takové písmo. Je přijatelné, aby se na obrazovce zobrazovalo písmo s anti-aliasingem, ale pro tisk může mít nějaké katastrofální důsledky.

Když uvažujete o tom, jaké písmena jsou, neřídí se opravdu stejnými pravidly, jaké vyžadují digitální fotografie. Písmena jsou abstraktní myšlenky a absolutní tvary - spadají lépe do kategorie "čisté matematiky" ve vektorové kresbě. A v závislosti na typu tiskového procesu, který se používá k jejich vytvoření, jsou ty čisté matematické tvary vektorů naprosto důležité.

Tento obrázek výše byl vytvořen s anti-aliased type, a pak s největší pravděpodobností offset tištěné. Když se podíváme pozorně, vidíme, proč to je špatné.

Je zřejmé, že tyto anti-aliasy formuláře nebyly dobře vytištěny tímto způsobem. Toto je příklad toho, jak může být anti-aliasing (stejně jako zobrazování založené na pixelech) při vytváření typografie.

Samozřejmě, kdyby to byl obraz (jako fotografie) a ne abstraktní formy, byl by to poměrně dobře.

Typ, který je abstraktním médiem, vyžaduje přesnost vektorů, aby se vydržely v rámci typů tiskových procesů, které pro vytvoření obrazu nepoužívají inkoustové tečky. Dokonce i na velmi blízkých vzdálenostech nevidíme žádné tečky ani důkazy, že anti-aliasing, který šel do souborů používaných k tisku této koksu, může.

Samozřejmě, většina HTG čtenářů nebude tisknout většinu svých fotografií na ofsetový tisk, takže typografie založená na pixelech vytištěná z dotovaných tiskáren bude fungovat dobře. Jednoduše si uvědomte své anti-aliasing, když pracujete s typografií a když pracujete s fotografií - zjistíte, že jste lépe připraveni udělat správná rozhodnutí, která vám poskytnou ty nejlepší možné snímky.

Pokud máte nějaké dotazy týkající se anti-aliasingu a vašich fotografií, cítíte, že jsme neodpověděli, nebo možná si myslíte, že jsme zanechali něco důležitého, neváhejte a dejte nám o tom vědět v níže uvedených komentářích.

Obrázek kredity: Varena # 1 od hasensaft, dostupný pod Creative Commons. Rozmazaný portrét deštníku Shannon, dostupný pod Creative Commons. Dragon Age 2 Demo Ogre VH o Deborah Timmins, dostupný pod Creative Commons. Anti-Aliasing obrázky podle Loisel, dostupný pod Licence GNU Free.