Čo je to anti-aliasing a ako to ovplyvňuje moje fotografie a obrázky?

anti aliasing



Anti-aliasing je slovo, ktoré často používajú fotografi a hráči pri práci s grafikou a obrázkami. Pozrite sa, čo je anti-aliasing, prečo ho používame a čo je najdôležitejšie, kedy je najlepšie ho nepoužívať.

Je to dôležitá súčasť tvorby obrázkov a fotografie – anti-aliasing je určite niečo, čo by sa malo pochopiť čo najdôkladnejšie, aby sa vytvorili obrázky vysokej kvality. Dúfame, že ste pripravení na veľmi čudný článok, pretože máte veľa diskusií o matematike a vede zmiešaných s dnešným vysvetľujúcim článkom. Čítajte ďalej!





Vektory a pixely a prečo fotoaparáty fotia s pixelmi

Možno si spomínate na článok spred roka, o ktorom sme hovorili rozdiel vo vektoroch a pixeloch . Medzi nimi je niekoľko zásadných rozdielov: pixely sú usporiadané polia svetla, pigmentu alebo farby; vektory sú matematické reprezentácie čiar, tvarov, prechodov atď. Vektory sú presné; existujú v absolútnych súradniciach na algebraickej sieti. Pretože sú také absolútne, neexistuje žiadne stieranie hranice medzi tým, kde sú a kde nie sú. Aj keď monitor nedokáže vykresliť nekonečnú tenkosť segmentu čiary (vždy to musí zobraziť v pixeloch), stále je tenký ako čiara, ktorá existuje iba v teoretickom matematickom svete.



To je problém fotografie – svetlo nie je také presné, ako by muselo byť, aby bolo zachytené dokonale matematickým spôsobom. Je pravdepodobné, že aj keby sme vyvinuli kamery schopné čítať polohy jednotlivých fotónov s kvantovou presnosťou pri dopade na senzor, kvôli podivná povaha fyziky na kvantovej úrovni , jednotlivé častice sa skutočne môžu objaviť na viacerých miestach senzora súčasne. To znamená, že môže byť absolútne nemožné získať absolútnu polohu tejto jedinej častice svetla v čase, keď dopadla na snímač – fotografia je len približným odhadom toho, ako je toto svetlo zachytené. Akcia zastavenia (schopnosť fotoaparátu vytvárať ostré obrázky z pohybujúcich sa objektov) nemôže byť nikdy dokonalá – prinajmenšom sa to zdá veľmi, veľmi nepravdepodobné.

Pixely sú praktické, pretože obrázky s vysokým rozlíšením dokážu priblížiť farbám a tvarom, čím presne vytvoria obrázok spôsobom, ktorý je podobný fotografovaniu na filme. Pričom táto vlastnosť pixelov a jej využitie vo fotografii je nie anti-aliasing presne tak , pochopenie tejto vlastnosti digitálnej fotografie je jedným z najlepších miest na začatie solídneho pochopenia toho, čo je anti-aliasing.

Interpolácia: Vytvoriť niečo z (takmer) ničoho?



Digitálna fotografia je aproximáciou farieb a hodnôt prítomných pri dopade svetla na snímač – rovnakým spôsobom je antialiasing aproximáciou obrazových údajov pomocou techniky tzv. Interpolácia . Interpolácia je luxusný matematický výraz, ktorý znamená údaje vytvorené na základe trendov existujúcich údajov, t. j. kvalifikovaný odhad toho, čo by sa v skutočnosti mohlo na danom mieste nachádzať, ak by bolo dostupných viac údajových bodov. Aj keď je to komplikovanejšie ako jednoduché hádanie – existujú vzorce a správne metódy na interpoláciu – nemožno očakávať, že to bude úplne presná reprezentácia obrazových údajov, ktoré tam skutočne sú. Ani ten najmúdrejší matematik nedokáže vytvoriť niečo z ničoho.

Reklama

Keď sa pozrieme na tieto počítačom vykreslené šachovnice, môžeme začať chápať, čo robí anti-aliasing na zlepšenie a priblíženie obrázkov. Na obrázku úplne vľavo nie je žiadna interpolácia údajov – šachovnica je vykreslená v čiernobielych pixeloch, keď ustupuje späť do perspektívy a rýchlo sa stáva neporiadkom. Vytvorené vizuálne chyby a artefakty sú to, čo nazývame aliasing. Druhý a tretí obrázok vyššie používajú rôzne formy vyhladzovania, aby sa lepšie priblížilo tomu, ako ľudské oči (a fotoaparáty) vnímajú svetlo.

Tieto obrázky však boli prekladom absolútnych matematických obrázkov na obrázky založené na pixeloch. Ako sa anti-aliasing aplikuje na vašu fotografiu? Keď sa zmení veľkosť obrázkov, či už sa zväčšia alebo zmenší, obrázok sa interpoluje na základe údajov, ktoré existujú v obrázkovom dokumente. Ľavý obrázok je zmenšený pomocou prevzorkovania najbližšieho suseda vo Photoshope – inými slovami, nie je vyhladený (môžete to doslova nazvať aliasované ). Obrázok napravo je zmenšený a vyhladený, vďaka čomu je pri tejto malej veľkosti oveľa pravdivejší.

Zväčšené obrázky tiež ťažia z antialiasingu – grafické programy najlepšie odhadnú na základe údajov vo vašom obrázku. Pri prevzorkovaní (zväčšovaní) obrázkov v grafickom programe majte na pamäti, že z digitálneho zväčšenia v skutočnosti nikdy nezískate väčšie rozlíšenie — druh interpolácie, ktorá sa robí, môže urobiť dobrý odhad, čo by tam malo byť, ale nikdy to nebude vedieť s istotou. Vaše okraje budú mäkké a budú jemnejšie, keď sa fotografia bude stále viac zväčšovať.

Dobrým pravidlom je, že vždy môžete svoje obrázky prevzorkovať (zmenšiť) bez straty kvality v dôsledku vyhladzovania. Prevzorkovanie (zväčšenie) robí vyhladzovanie veľmi zreteľným, nepridáva žiadne nové rozlíšenie a malo by sa vykonávať iba vtedy, ak sa tomu nedá vyhnúť.

Anti-Aliasing a vektory: Prečo vďaka anti-aliasingu vyzerajú videohry lepšie

Ak ste za posledných 15 rokov hrali počítačovú hru, možno ste videli možnosti videa, ktoré zahŕňali nastavenia vyhladzovania. Ak si pamätáte, keď sme diskutovali o vektorových tvaroch existujúcich v absolútnej polohe, mali by ste začať chápať, prečo je anti-aliasing pre videohry dôležitý.

Reklama

3-rozmerné formy sú vytvorené vo vektorových polygónoch a tieto polygóny existujú iba v matematickej sfére. Anti-aliasing vo videohrách má prinajmenšom dva ciele: po prvé, chce byť schopný vykresľovať absolútne, pevné čiary polygónov vo forme, ktorá vyzerá slušne na monitore založenom na pixeloch; po druhé, anti-aliasing lepšie kopíruje nepresný spôsob, akým fotografia a ľudské oči vnímajú svetlo.

Anti-aliasing a typografia

Na záver treba poznamenať, že existuje veľa prípadov, keď anti-aliasing nie je ideálny. Ak ste niekedy pracovali medzi grafickými dizajnérmi, pravdepodobne ste ich už počuli sťažovať sa na typografiu vo Photoshope a na to, aká nižšia je úroveň aplikácie Illustrator – a majú pravdu.

Obidve vyššie uvedené písmená sú typografia založená na pixeloch, pričom ľavé je vyhladené a pravé vyhladené. Ani typografia, alebo aspoň tento typ písma, nie sú dobré. Je prijateľné vykresliť písmo na obrazovke s antialiasingom, ale pre tlač to môže mať katastrofálne následky.

Keď premýšľate o tom, čo sú písmená, v skutočnosti sa neriadia rovnakými pravidlami, ktoré vyžaduje digitálna fotografia. Písmená sú abstraktné myšlienky a absolútne tvary – lepšie spadajú do čistej matematickej kategórie vektorových umeleckých diel. A v závislosti od typu tlačového procesu použitého na ich vytvorenie sa tieto čisté matematické vektorové tvary stávajú absolútne dôležitými.

Tento obrázok vyššie bol vytvorený vyhlazeným písmom a potom s najväčšou pravdepodobnosťou vytlačený ofsetom. Keď sa pozrieme pozorne, zistíme, prečo je to zlé.

Veľmi rýchlo sa ukáže, že tieto vyhladené formuláre pri tlači týmto spôsobom nedržali dobre. Toto je príklad toho, ako môže byť vyhladzovanie (rovnako ako zobrazovanie založené na pixeloch) horšie pri vykresľovaní typografie.

Reklama

Samozrejme, keby to bol obraz (ako fotografia) a nie abstraktné formy písma, obstálo by to celkom dobre.

Písmo, ktoré je abstraktným médiom, vyžaduje presnosť vektorov, aby obstáli pri druhoch tlačových procesov, ktoré na vytvorenie obrázka nepoužívajú atramentové bodky. Dokonca aj vo veľmi malých vzdialenostiach nevidíme žiadne bodky alebo dôkazy, že antialiasing, ktorý sa dostal do súborov použitých na tlač tejto koksu, môže byť.

Väčšina čítačiek HTG samozrejme nebude tlačiť väčšinu svojich fotografií ofsetom, takže typografia založená na pixeloch vytlačená z bodových tlačiarní bude fungovať dobre. Pri práci s typografiou si jednoducho uvedomte svoje vyhladzovanie a keď pracujete s fotografiou – zistíte, že ste lepšie pripravení robiť správne rozhodnutia, ktoré vám poskytnú tie najlepšie možné snímky.


Ak máte nejaké otázky týkajúce sa anti-aliasingu a vašich fotografií, o ktorých si myslíte, že sme neodpovedali, alebo si možno myslíte, že sme vynechali niečo dôležité, dajte nám o tom vedieť v komentároch nižšie.

Obrazový kredit: Varena #1 od hasensaft , dostupné pod Creative Commons . Rozmazaný portrét dáždnika podľa Shannon , dostupné pod Creative Commons . Dragon Age 2 Demo Ogre VH od Deborah Timminsová , dostupné pod Creative Commons . Vyhladzovanie obrázkov od Loisel , dostupné pod Bezplatná licencia GNU .

ČÍTAJTE ĎALEJ

Zaujímavé Články