Apakah Anti-Aliasing, dan Bagaimana Ia Mempengaruhi Foto dan Imej Saya?

Anti-aliasing adalah perkataan yang sering dilemparkan oleh jurugambar dan pemain apabila berurusan dengan grafik dan imej. Lihatlah apa anti-aliasing, kenapa kita menggunakannya, dan, yang paling penting, bila terbaik untuk tidak menggunakannya.

Ia merupakan bahagian penting dalam membayangkan dan fotografi-anti-aliasing adalah sesuatu yang harus difahami sebagai benar-benar mungkin untuk mencipta imej yang berkualiti tinggi. Kami berharap anda bersedia untuk artikel yang sangat geeky, kerana anda mempunyai banyak perbincangan mengenai matematik dan sains bercampur dengan artikel pengulas hari ini. Teruskan membaca!

Vektor dan Piksel, dan Kenapa Kamera Ambil Gambar Dengan Piksel

Anda mungkin mengingati artikel dari setahun yang lalu di mana kita bercakap mengenai perbezaan dalam Vektor dan Piksel. Terdapat beberapa perbezaan asas antara kedua: piksel yang diperintahkan array cahaya, pigmen, atau warna; vektor adalah representasi matematik garisan, bentuk, kecerunan, dll. Vektor adalah tepat; mereka wujud pada koordinat mutlak pada grid algebra. Kerana mereka begitu mutlak, tidak ada garis yang kabur di antara tempat mereka berada dan di mana mereka tidak. Walaupun monitor tidak dapat menyebabkan penipisan tak terhingga segmen garisan (ia selalu harus menunjukkannya dalam piksel), ia masih nipis sebagai garis yang ada hanya dalam dunia matematik teoritis.

Itulah masalah dengan cahaya fotografi tidak tepat kerana ia perlu ditangkap dengan cara matematik yang sempurna. Walaupun kita membangunkan kamera yang mampu membaca lokasi foton individu dengan ketepatan kuantum kerana mereka memukul sensor, kerana sifat fizik yang aneh di peringkat kuantum, zarah-zarah individu mungkin sebenarnya muncul di beberapa tempat pada sensor di pada masa yang sama. Ini bermakna ia mungkin benar-benar mustahil untuk mendapatkan lokasi mutlak cahaya zarah tunggal pada masa ia memukul fotografi sensor hanyalah perkiraan bagaimana cahaya tersebut ditangkap. Tindakan berhenti (keupayaan kamera untuk mencipta imej tajam dari objek bergerak) tidak boleh sempurna-sekurang-kurangnya kelihatannya sangat tidak mungkin.

Piksel berguna kerana imej resolusi tinggi boleh menghampiri warna dan bentuk, dengan tepat mencipta imej dengan cara yang sama dengan fotografi berasaskan filem. Walaupun sifat ini piksel dan penggunaannya dalam fotografi adalah tidak anti-aliasi betul-betul, memahami sifat fotografi digital ini adalah salah satu tempat terbaik untuk memulakan pemahaman yang kukuh tentang apa yang anti-aliasing.

Interpolasi: Mencipta Sesuatu Dari (Hampir) Tidak ada?

Fotografi digital adalah perkiraan warna dan nilai yang hadir apabila cahaya mencecah sensor-dengan cara yang sama, anti-aliasing adalah penghampiran data imej menggunakan teknik yang dipanggil "Interpolation." Interpolasi adalah istilah terma mewah yang bermaksud data-data matematik berdasarkan trend data sedia ada, iaitu tebakan yang dididik mengenai apa yang mungkin sebenarnya berada di tempat itu jika terdapat lebih banyak titik data. Walaupun ia lebih rumit yang mudah ditebak-ada rumusan dan kaedah yang tepat untuk Interpolasi-ia tidak boleh dijangka menjadi perwakilan yang sempurna tepat dari data imej yang sebenarnya ada. Malah matematik yang paling bijak tidak dapat membuat sesuatu dari apa-apa.

Apabila kita melihat papan semakan yang diberikan oleh komputer ini, kita dapat mula memahami apa yang dilakukan oleh anti-aliasing untuk memperbaiki dan memperkirakan imej. Pada imej yang paling kiri, tidak ada data interpolasi-papan pendaratan diberikan dalam piksel hitam dan putih kerana ia merosot kembali dalam perspektif, dan dengan cepat menjadi kacau-bilau. Kesilapan dan artifak visual yang dibuat adalah apa yang kita sebut sebagai "aliasing." Gambar kedua dan ketiga di atas menggunakan berbagai bentuk "anti-aliasing" untuk mengukur dengan lebih baik bagaimana mata manusia (dan kamera) merasakan cahaya.

Imej-imej itu, bagaimanapun, adalah terjemahan imej matematik mutlak ke dalam imej berasaskan piksel. Bagaimanakah anti-aliasing untuk fotografi anda? Apabila imej diubah saiznya, sama ada diperbesarkan atau dikurangkan, imej diinterpolasi berdasarkan data yang wujud dalam dokumen imej. Imej kiri disusut dengan menggunakan "jiran terdekat" resampling di Photoshop-dalam kata lain, ia bukan anti alias (anda boleh menyebutnya secara literal alias). Imej di sebelah kanan dikurangkan dan anti-alias, mencipta imej yang lebih tepat pada saiz yang kecil itu.

Imej yang diperbesarkan juga mendapat manfaat daripada program anti-aliasing-grafik yang membuat tekaan terbaik berdasarkan data dalam imej anda. Perlu diingat apabila anda menyusun imej (gambar) dalam satu program grafik, anda tidak akan mendapat lebih banyak resolusi daripada pembesaran digital-jenis interpolasi yang dilakukan boleh meneka dengan tepat apa yang sepatutnya berada di sana, tetapi ia tidak akan pasti. Tepi anda akan menjadi lembut, dan menjadi lebih lembut apabila foto mendapat lebih banyak dan lebih besar.

Peraturan praktikal yang baik adalah bahawa anda boleh selalu downsample (mengecut) imej anda tanpa kehilangan kualiti dari anti-aliasing. Upsampling (pembesaran) membuat anti-aliasing sangat jelas, tidak menambah resolusi baru, dan hanya perlu dilakukan jika ia tidak dapat dielakkan.

Anti-Aliasing dan Vektor: Mengapa Anti-Aliasing Membuat Videogames kelihatan lebih baik

Jika anda telah memainkan permainan PC dalam tempoh 15 tahun yang lalu, anda mungkin melihat pilihan video yang termasuk tetapan untuk anti-aliasing. Jika anda masih ingat apabila kami membincangkan bentuk vektor yang ada dalam kedudukan mutlak, anda harus mula memahami mengapa anti-aliasing adalah penting untuk permainan video.

3 bentuk dimensi dicipta dalam poligon vektor, dan poligon ini wujud dalam bidang matematik sahaja. Anti-aliasing dalam permainan video mempunyai sekurang-kurangnya dua matlamat: terlebih dahulu ia mahu dapat memberikan garis mutlak poligon dalam bentuk yang kelihatan baik pada monitor berasaskan piksel; Kedua, anti-aliasing lebih baik mereplikasi cara yang tidak tepat yang fotografi dan mata manusia melihat cahaya.

Anti-Aliasing dan Tipografi

Pada catatan terakhir, terdapat banyak keadaan di mana anti-aliasing tidak sesuai. Jika anda pernah bekerja di sekitar pereka grafik, anda mungkin telah mendengar mereka mengadu tentang tipografi di Photoshop, dan bagaimana ia lebih rendah daripada Illustrator-dan mereka betul.

Kedua-dua huruf di atas adalah tipografi berasaskan pixel, dengan yang kiri adalah alias, yang benar anti-alias. Tidak baik representasi tipografi, atau sekurang-kurangnya typeface itu. Ia boleh diterima untuk membuat fon pada skrin dengan anti-aliasing, tetapi untuk mencetak, ia boleh mempunyai beberapa kesan buruk.

Apabila anda berfikir tentang huruf apa, mereka tidak benar-benar mengikut peraturan yang sama yang memerlukan fotografi digital. Huruf adalah idea abstrak dan bentuk mutlak-mereka jatuh lebih baik ke dalam kategori seni "vektor murni". Dan bergantung kepada jenis proses percetakan yang digunakan untuk membuatnya, bentuk vektor murni tulen menjadi sangat penting.

Imej di atas dicipta dengan jenis anti-alias, dan kemungkinan besar diimbangi dicetak. Apabila kita melihat dengan teliti kita dapat melihat mengapa itu buruk.

Ia menjadi sangat jelas dengan jelas bahawa borang anti alias ini tidak tahan dengan baik apabila dicetak dengan cara ini. Ini adalah contoh bagaimana anti-aliasing (serta pengimejan berasaskan piksel) boleh menjadi lebih rendah apabila membuat tipografi.

Sudah tentu, sekiranya ini menjadi imej (seperti gambar) dan bukannya jenis bentuk abstrak, ia akan menjadi cukup baik.

Jenis, sebagai medium abstrak, memerlukan ketepatan vektor untuk ditekan di bawah jenis proses percetakan yang tidak menggunakan titik inkjet untuk membuat imej. Walaupun pada jarak yang sangat dekat, kita tidak melihat sebarang titik atau keterangan bahawa anti-aliasing yang masuk ke fail yang digunakan untuk mencetak Coke ini boleh.

Sudah tentu, kebanyakan pembaca HTG tidak akan mengimbangi mencetak kebanyakan foto mereka, jadi tipografi berasaskan pixel yang dicetak dari pencetak berasaskan dot akan berjalan dengan baik. Hanya sedar tentang anti-aliasing anda apabila anda bekerja dengan tipografi dan apabila anda bekerja dengan fotografi-anda akan mendapati anda lebih bersedia untuk membuat pilihan yang tepat yang akan memberikan imej yang terbaik.

Sekiranya anda mempunyai sebarang pertanyaan mengenai anti-aliasing dan gambar anda yang anda rasa kami tidak menjawab, atau mungkin anda fikir kami telah meninggalkan sesuatu yang penting, sila beritahu kami tentangnya di dalam komen di bawah.

Kredit imej: Varena # 1 oleh hasensaft, terdapat di bawah Creative Commons. Potret payung kabur oleh Shannon, terdapat di bawah Creative Commons. Dragon Age 2 Demo Ogre VH oleh Deborah Timmins, terdapat di bawah Creative Commons. Imej Anti-Aliasing oleh Loisel, terdapat di bawah GNU Free License.