Ce este Anti-Aliasing și cum afectează fotografiile și imaginile mele?
Anti-aliasing este un cuvânt care este adesea aruncat în jurul valorii de fotografi și gameri atunci când se ocupă cu grafică și imagini. Uitați-vă la ce este anti-aliasing, de ce o folosim și, cel mai important, când este mai bine să nu-l folosiți.
Este o parte importantă a realizării imaginilor și fotografierea anti-aliasing este cu siguranță ceva ce trebuie înțeles cât mai bine cu putință pentru a crea imagini de înaltă calitate. Sperăm că sunteți pregătit pentru un articol foarte surprinzător, deoarece aveți o mulțime de discuții despre matematică și știință amestecate cu articolul de astăzi explicator. Continua să citești!
Vectori și pixeli și de ce camerele captează imagini cu pixeli
Poți să-ți amintești un articol de acum un an în care am vorbit despre diferența dintre vectori și pixeli. Există o serie de diferențe fundamentale între cele două: pixelii sunt comandați într-o rețea de lumină, pigment sau culoare; vectorii reprezintă reprezentări matematice ale liniilor, formelor, gradientilor etc. Vectorii sunt preciși; ele există la coordonatele absolute pe o rețea algebrică. Pentru că ele sunt atât de absolute, nu există nici o estompare a liniei dintre locul unde sunt și unde nu sunt. Chiar dacă un monitor nu poate face subțire infinită a segmentului de linie (întotdeauna trebuie să-l arate în pixeli), acesta este încă subțire ca o linie existentă numai într-o lume matematică teoretică.
Aceasta este problema cu lumina fotografiei nu este la fel de precisă cum ar fi nevoie să fie capturată într-un mod perfect matematic. Este posibil ca, chiar dacă am dezvoltat camere capabile să citească locațiile fotonilor individuali cu precizie cuantică pe măsură ce au lovit senzorul, datorită naturii ciudate a fizicii la nivelul cuantic, particulele individuale pot apărea de fapt în mai multe locuri ale senzorului la acelasi timp. Acest lucru înseamnă că este absolut imposibil să se obțină locația absolută a acelei particule de lumină singure în momentul în care se lovește senzorul-fotografierea este doar o aproximare a modului în care lumina este capturată. Acțiunea de oprire (capacitatea camerei de a crea imagini clare din obiectele în mișcare) nu poate fi niciodată perfectă - cel puțin se pare foarte, foarte puțin probabil.
Pixelii sunt la îndemână, deoarece imaginile de înaltă rezoluție pot aproxima culorile și formele, recreând cu precizie o imagine într-un mod asemănător cu fotografia bazată pe film. În timp ce această proprietate a pixelilor și utilizarea sa în fotografie este nu anti-aliasing exact, înțelegerea acestei proprietăți a fotografiei digitale este unul dintre cele mai bune locuri pentru a începe o înțelegere solidă a ceea ce este anti-aliasing.
Interpolare: Crearea de ceva din (aproape) nimic?
Fotografia digitală este o aproximare a culorilor și valorilor prezente când lumina atinge un senzor - în același mod, anti-aliasingul este o aproximare a datelor imaginii utilizând o tehnică numită "Interpolare". Interpolarea este un termen de matematică fantezistă, ceea ce înseamnă date create pe baza tendințelor datelor existente, și anume o estimare educată despre ceea ce ar putea fi efectiv în acel loc dacă ar fi disponibile mai multe puncte de date. Deși este mai complicat decât ghicitul simplu - există formule și metode adecvate pentru Interpolare - nu se poate aștepta să fie o reprezentare perfectă a datelor de imagine care există de fapt acolo. Chiar și cea mai inteligentă matematică nu poate crea ceva din nimic.
Când ne uităm la aceste tablouri de calcul oferite pe computer, putem începe să înțelegem ce face anti-aliasingul pentru a îmbunătăți și a aproxima imaginile. În imaginea din stânga, nu există interpolare de date - tabloul de bord este redat în pixeli negru și alb, deoarece se retrage din perspectivă și devine rapid o mizerie. Erorile vizuale și artefactele create sunt ceea ce noi numim "aliasing". Al doilea și al treilea imagini de mai sus utilizează diferite forme de "anti-aliasing" pentru a aproxima mai bine modul în care ochii umani (și camerele) percep lumina.
Aceste imagini, totuși, au fost o traducere a imaginilor matematice absolute în imagini bazate pe pixeli. Cum se aplică anti-aliasing fotografiilor dvs.? Când imaginile sunt redimensionate, fie mărite, fie reduse, imaginea este interpolată pe baza datelor existente în documentul imagine. Imaginea din stânga este micșorată prin reeșantionarea celui mai apropiat vecin din Photoshop - cu alte cuvinte, nu este anti-aliată (puteți numi literalmente acest lucru aliased). Imaginea din dreapta este redusă și analiată, creând o imagine mult mai adevărată la dimensiunea mică.
Imaginile mari, de asemenea, beneficiază de programele grafice anti-aliasing, care se bazează pe datele din imagine. Țineți minte când încercați să măriți imaginile într-un program grafic, că niciodată nu veți obține mai multă rezoluție dintr-o extindere digitală - felul de interpolare făcută poate face o bună ghicire cu privire la ceea ce ar trebui să fie acolo, dar Nu voi ști niciodată sigur. Marginile dvs. vor fi moi și vor deveni mai moi pe măsură ce fotografia se mărește din ce în ce mai mult.
O regulă bună este că puteți oricând să vă reduceți (micșorează) imaginile fără a pierde calitatea de la anti-aliasing. Upsampling (mărirea) face ca anti-aliasingul să fie foarte evident, nu adaugă o nouă rezoluție și ar trebui făcută numai dacă nu poate fi evitată.
Anti-alianță și vectori: De ce jocul anti-alianță face videogamele să arate mai bine
Dacă ați jucat un joc pe PC în ultimii 15 ani, este posibil să fi văzut opțiuni video care au inclus setări pentru anti-aliasing. Dacă vă amintiți când am discutat despre formele vectoriale existente într-o poziție absolută, ar trebui să începeți să înțelegeți de ce anti-aliasingul este important pentru jocurile video.
3 Formele dimensionale sunt create în poligoane vectoriale, iar aceste poligoane există într-un domeniu de matematică numai. Anti-aliasingul în jocurile video are cel puțin două obiective: în primul rând, vrea să fie capabil să redea liniile absolute, cu muchii ascuțite ale poligoanelor, într-o formă care arată decent pe un monitor bazat pe pixeli; în al doilea rând, anti-aliasing replică mai bine modul impresionant în care fotografia și ochii umani percep lumina.
Anti-Aliasing și tipografie
Într-o notă finală, există o mulțime de ocazii în care anti-aliasingul nu este ideal. Dacă ați lucrat vreodată în jurul designerilor de grafică, probabil că ați auzit că ei se plâng de tipografia în Photoshop și cât de inferior este pentru Illustrator - și ei au dreptate.
Ambele litere de mai sus sunt tipografia bazată pe pixeli, iar cea din stânga este aliată, cea dreaptă una anti-aliată. Nu sunt reprezentări bune ale tipografiei sau cel puțin acel text. Este acceptabil să se facă un font pe ecran cu anti-aliasing, dar pentru imprimare, poate avea unele consecințe dezastruoase.
Când vă gândiți la ce scrisori sunt, nu respectă cu adevărat aceleași reguli pe care le impune fotografia digitală. Scrisorile sunt idei abstracte și forme absolute - ele se încadrează mai bine în categoria de artă vectorială "pură matematică". Și, în funcție de tipul procesului de tipărire folosit pentru a le crea, acele forme pure de vectori de matematică devin absolut importante.
Această imagine de mai sus a fost creată cu un tip anti-alias, și apoi cel mai probabil offset imprimat. Când ne uităm îndeaproape, putem vedea de ce e rău.
Se clarifică foarte repede că aceste forme anti-aliate nu s-au ridicat bine când au fost tipărite în acest fel. Acesta este un exemplu al modului în care algoritmul anti-aliasing (ca și imagistica pe bază de pixeli) poate fi inferior atunci când se face tipografie.
Desigur, dacă ar fi fost o imagine (ca o fotografie) și nu formele abstracte de tip, s-ar fi ținut destul de bine.
Tipul, fiind un mediu abstract, necesită precizia vectorilor de a rezista în cadrul tipurilor de procese de tipărire care nu utilizează puncte inkjet pentru a crea o imagine. Chiar și la distanțe foarte apropiate, nu vedem puncte sau dovezi că anti-aliasingul care a intrat în fișierele folosite pentru a tipări această Coca-Cola poate.
Desigur, majoritatea cititoarelor HTG nu vor fi imprimate offset pentru majoritatea fotografiilor, astfel încât tipografia bazată pe pixeli tipărită de la imprimantele dotate va funcționa foarte bine. Pur și simplu să fii conștient de anti-aliasing atunci când lucrați cu tipografia și când lucrați cu fotografie - veți găsi că sunteți mai bine pregătit să faceți alegerile corecte care vă vor oferi cele mai bune imagini posibile.
Dacă aveți întrebări cu privire la anti-aliasing și la fotografiile pe care le considerați că nu le-am răspuns, sau poate că credeți că am lăsat ceva important, nu ezitați să ne anunțați în comentariile de mai jos.
Credite de imagine: Varena # 1 de hasensaft, disponibil sub Creative Commons. Portret umbrelă neclară Shannon, disponibil sub Creative Commons. Dragon Age 2 Demo Ogre VH de Deborah Timmins, disponibil sub Creative Commons. Imagini anti-aliasing prin Loisel, disponibil sub Licență gratuită GNU.
