Що таке Anti-Aliasing і як це впливає на мої фотографії та зображення?

Анти-згладжування це слово, яке часто викидають фотографи та гравці під час роботи з графікою та зображеннями. Погляньте на те, що анти-згладжування, чому ми його використовуємо, і, найголовніше, коли краще не використовувати його.

Це важлива частина візуалізації, а фотозйомка-згладжування - це те, що слід розуміти якомога ретельніше, щоб створювати високоякісні зображення. Ми сподіваємося, що ви готові до дуже цікавої статті, оскільки у вас є багато обговорень математики та науки, змішаних з сьогоднішньою статтею для пояснювачів. Продовжуйте читати!

Вектори і пікселі, і чому камери знімати фотографії з пікселями

Ви пам'ятаєте статтю рік тому, коли ми говорили про різницю в векторах і пікселях. Існує ряд принципових відмінностей між ними: пікселі впорядковані масиви світла, пігменту або кольору; вектори - математичні представлення ліній, форм, градієнтів тощо. Вектори точні; вони існують в абсолютних координатах на алгебраїчній сітці. Оскільки вони настільки абсолютні, немає розмивання лінії між тим, де вони знаходяться і де вони не є. Навіть якщо монітор не може відобразити нескінченну тонкість сегмента лінії (він завжди повинен показувати його в пікселях), він як і раніше є таким же тонким, як лінія, що існує тільки в теоретичному математичному світі..

Це проблема з фотографією-світлом не настільки точна, наскільки вона повинна бути захоплена абсолютно математичним способом. Цілком імовірно, що навіть якщо ми розробили камери, здатні зчитувати розташування окремих фотонів з квантовою точністю, коли вони потрапляють в датчик, через дивувальну природу фізики на квантовому рівні, окремі частинки можуть фактично з'явитися в декількох місцях на датчику в той же час. Це означає, що може бути абсолютно неможливо отримати абсолютне розташування тієї самої частинки світла в той час, коли він потрапив у датчик-фотографія, це лише наближення того, як світло захоплюється. Зупиняюча дія (здатність камери створювати чіткі зображення з рухомих об'єктів) ніколи не може бути ідеальною - принаймні здається дуже, дуже малоймовірним.

Пікселі зручні, оскільки зображення з високою роздільною здатністю можуть орієнтувати кольори та форми, точно відтворюючи зображення таким чином, що схоже на фотографію на основі фільмів. Хоча це властивість пікселів і його використання у фотографії є ні згладжування точно, Розуміння цієї властивості цифрової фотографії є ​​одним з кращих місць для початку твердого розуміння того, що згладжування.

Інтерполяція: Створення чогось з (майже) нічого?

Цифрова фотографія є наближенням кольорів і значень, присутніх при попаданні світла на датчик - таким же чином, згладжування є наближенням даних зображення, використовуючи методику, що називається "Інтерполяція". ґрунтуючись на тенденціях існуючих даних, тобто здобутих здогадок про те, що насправді може бути в цьому місці, якщо б було доступно більше точок даних. Хоча більш складним є те, що прості угадування є формулами та належними методами для інтерполяції - це не можна очікувати, що це буде абсолютно точне представлення даних зображення, яке насправді існує. Навіть найрозумніша математика не може створити щось з нічого.

Коли ми дивимося на ці комп'ютерні дошки, ми можемо почати розуміти, що робить згладжування для поліпшення та наближення зображень. На крайньому лівому зображенні немає інтерполяції даних - шахматна дошка відображається в чорно-білих пікселях, коли вона відступає назад в перспективі, і швидко перетворюється на безлад. Створені візуальні помилки і артефакти - це те, що ми називаємо «накладанням». Другий і третій знімки використовують різні форми «згладжування», щоб краще наблизити, як людські очі (і камери) сприймають світло.

Ці образи, однак, були перекладом абсолютних математичних зображень в піксельні зображення. Як згладжування застосовується до вашої фотографії? Коли зображення змінюються, збільшуються або зменшуються, зображення інтерполюється на основі даних, які існують у документі зображення. Зображення лівого зображення зменшується за допомогою повторної дискретизації "найближчого сусіда" у Photoshop - іншими словами, вона не згладжується (можна буквально назвати це псевдонімом). Зображення праворуч зменшується і згладжується, створюючи набагато правдивіший образ у такому невеликому розмірі.

Збільшені зображення також отримують вигоду від програм з анти-згладжування-графіки, які краще здогадуються на основі даних у вашому зображенні. Майте на увазі, коли ви збільшуєте зображення у графічній програмі, що ви ніколи не отримаєте більше дозволу з цифрового розширення - така інтерполяція може привести до того, що повинно бути, але Ніколи не знаю напевно. Ваші краї будуть м'якими і стануть м'якшими, оскільки фотографія збільшуватиметься все більше і більше.

Гарне правило полягає в тому, що ви завжди можете зменшити кількість зображень без втрати якості від згладжування. Upsampling (розширення) робить згладжування дуже очевидним, не додає жодної нової резолюції, і повинно бути зроблено, тільки якщо його не можна уникнути.

Anti-Aliasing і вектори: Чому Anti-Aliasing робить відеоігри краще

Якщо ви грали в комп'ютерні ігри протягом останніх 15 років, ви могли бачити опції відео, які включали параметри для згладжування. Якщо ви пам'ятаєте, коли ми обговорювали векторні фігури, що існують в абсолютній позиції, ви повинні починати розуміти, чому анти-згладжування важливо для відеоігор.

3 Розмірні форми створюються у векторних багатокутниках, і ці полігони існують у математичній області. Анти-згладжування у відеоіграх має принаймні дві мети: по-перше, він хоче мати можливість відображати абсолютні, жорсткі лінії полігонів у формі, що виглядає пристойно на піксельному моніторі; по-друге, згладжування краще повторює неточний спосіб, який фотографія та людські очі сприймають світло.

Анти-згладжування та типографія

На завершальній ноті, є багато випадків, коли згладжування не є ідеальним. Якщо ви коли-небудь працювали навколо графічних дизайнерів, ви, ймовірно, чули, як вони скаржаться на друкарську версію у Photoshop, і як він поступається Illustrator - і вони мають рацію.

Обидві літери вище - піксельна типографіка, причому ліва - псевдонім, правий - згладжування. Також не є хорошими зображеннями типографіки або принаймні такого шрифту. Прийнятно виводити шрифт на екрані за допомогою згладжування, але для друку це може мати деякі згубні наслідки.

Коли ви думаєте про те, які листи є, вони насправді не слідують тим самим правилам, що потрібні для цифрової фотографії. Листи - абстрактні ідеї і абсолютні форми - вони краще потрапляють в категорію "чистої математики" векторної ілюстрації. І в залежності від типу процесу друку, який використовується для їх створення, ці чисті математичні векторні форми стають абсолютно важливими.

Зображення вище було створено з типом anti-aliased, а потім, швидше за все, зміщено. Коли ми уважно подивимося, ми бачимо, чому це погано.

Дуже швидко стає зрозуміло, що ці антинапряженние форми не витримували добре при друкуванні таким чином. Це приклад того, як анти-згладжування (а також зображення на основі пікселів) може бути поступається при візуалізації типографіки.

Звичайно, якщо б це був образ (як і фотографія), а не абстрактні форми типу, то це було б досить добре.

Тип, будучи абстрактним середовищем, вимагає точності векторів, щоб утримувати під типом процесів друку, які не використовують струменеві точки для створення зображення. Навіть на дуже близьких відстанях ми не бачимо жодних точок або доказів того, що анти-згладжування, що входило у файли, які використовуються для друку цього кока-колу,.

Зрозуміло, більшість читачів HTG не буде компенсувати друк більшості їхніх фотографій, так що піксельна друкарня, надрукована з точкових принтерів, буде працювати дуже добре. Просто знайте про своє згладжування під час роботи з типографікою і коли ви працюєте з фотографією - ви знайдете, що ви краще підготовлені до правильного вибору, що дасть вам найкращі зображення.

Якщо у вас виникли питання щодо згладжування та ваших фотографій, ви відчуваєте, що ми не відповіли, або, можливо, ви думаєте, що ми залишили щось важливе, не соромтеся повідомити нам про це в коментарях нижче.

Зображення: Varena # 1 hasensaft, доступні під Творчі спільноти. Розмиті парасолька портрет Шеннон, доступні під Творчі спільноти. Dragon Age 2 Демо Огре VH від Дебора Тіммінс, доступні під Творчі спільноти. Анти-Змазування зображень Loisel, доступні під Ліцензія GNU Free.