Chống răng cưa là gì và nó ảnh hưởng đến ảnh và hình ảnh của tôi như thế nào?

Khử răng cưa là một từ thường được các nhiếp ảnh gia và game thủ ném xung quanh khi xử lý đồ họa và hình ảnh. Hãy xem việc khử răng cưa là gì, tại sao chúng ta sử dụng nó và quan trọng nhất là khi tốt nhất không nên sử dụng nó.

Đây là một phần quan trọng của trí tưởng tượng và nhiếp ảnh - chống răng cưa chắc chắn là điều cần được hiểu một cách kỹ lưỡng nhất có thể để tạo ra hình ảnh chất lượng cao. Chúng tôi hy vọng bạn đã chuẩn bị cho một bài viết rất táo bạo, vì bạn có nhiều cuộc thảo luận về toán học và khoa học trộn lẫn với bài viết giải thích ngày nay. Hãy đọc tiếp!

Vectơ và pixel, và tại sao máy ảnh chụp ảnh với pixel

Bạn có thể nhớ một bài viết từ một năm trước, nơi chúng tôi đã nói về sự khác biệt trong vectơ và pixel. Có một số khác biệt cơ bản giữa hai: pixel được sắp xếp các mảng ánh sáng, sắc tố hoặc màu; vectơ là biểu diễn toán học của các đường, hình dạng, độ dốc, v.v ... Các vectơ là chính xác; chúng tồn tại ở tọa độ tuyệt đối trên lưới đại số. Bởi vì chúng rất tuyệt đối, không có gì làm mờ ranh giới giữa nơi chúng ở và nơi chúng không. Ngay cả khi một màn hình không thể hiển thị độ mỏng vô hạn của một dòng (nó luôn phải hiển thị bằng pixel), thì nó vẫn mỏng như một dòng chỉ tồn tại trong một thế giới toán học lý thuyết.

Đó là vấn đề với ánh sáng nhiếp ảnh không chính xác như nó cần phải được chụp theo cách toán học hoàn hảo. Có vẻ như ngay cả khi chúng ta phát triển các máy ảnh có khả năng đọc vị trí của các photon riêng lẻ với độ chính xác lượng tử khi chúng chạm vào cảm biến, vì tính chất kỳ lạ của vật lý ở cấp lượng tử, các hạt riêng lẻ thực sự có thể xuất hiện ở nhiều vị trí trên cảm biến tại cùng lúc. Điều này có nghĩa là có thể hoàn toàn không thể có được vị trí tuyệt đối của hạt ánh sáng đó tại thời điểm nó chạm vào cảm biến - chụp ảnh chỉ là một xấp xỉ về cách thu được ánh sáng đó. Hành động dừng (khả năng của máy ảnh để tạo ra hình ảnh sắc nét từ các vật thể chuyển động) không bao giờ có thể hoàn hảo - ít nhất là nó rất, rất khó xảy ra.

Pixel rất tiện dụng vì hình ảnh có độ phân giải cao có thể xấp xỉ màu sắc và hình dạng, tái tạo chính xác hình ảnh theo cách tương tự như chụp ảnh dựa trên phim. Trong khi tính chất này của pixel và công dụng của nó trong nhiếp ảnh là không phải khử răng cưa chính xác, hiểu tính chất này của nhiếp ảnh kỹ thuật số là một trong những nơi tốt nhất để bắt đầu hiểu biết vững chắc về việc khử răng cưa là gì.

Nội suy: Tạo một cái gì đó từ (Hầu như) Không có gì?

Chụp ảnh kỹ thuật số là một xấp xỉ của màu sắc và giá trị hiện tại khi ánh sáng chạm vào cảm biến - theo cách tương tự, khử răng cưa là một xấp xỉ dữ liệu hình ảnh bằng cách sử dụng một kỹ thuật gọi là Inter Interation dựa trên xu hướng của dữ liệu hiện có, tức là một phỏng đoán có giáo dục về những gì thực sự có thể ở vị trí đó nếu có nhiều điểm dữ liệu hơn. Mặc dù phức tạp hơn là việc đoán đơn giản - có các công thức và phương pháp thích hợp cho Nội suy - không thể dự đoán là một đại diện hoàn toàn chính xác cho dữ liệu hình ảnh thực sự ở đó. Ngay cả toán học thông minh nhất cũng không thể tạo ra thứ gì đó từ hư vô.

Khi chúng ta nhìn vào các bảng kiểm tra kết xuất máy tính này, chúng ta có thể bắt đầu hiểu những gì khử răng cưa đang làm để cải thiện và gần đúng hình ảnh. Trên hình ảnh ngoài cùng bên trái, không có phép nội suy dữ liệu - bảng kiểm tra được hiển thị ở các pixel đen và trắng khi nó lùi dần về phối cảnh và nhanh chóng trở thành một mớ hỗn độn. Các lỗi hình ảnh và tạo tác được tạo ra là những gì chúng ta gọi là răng cưa. Các hình ảnh thứ hai và thứ ba ở trên sử dụng các hình thức khác nhau của chế độ khử răng cưa để xác định rõ hơn cách mắt người (và máy ảnh) cảm nhận ánh sáng.

Tuy nhiên, những hình ảnh đó là một bản dịch của hình ảnh toán học tuyệt đối thành hình ảnh dựa trên pixel. Làm thế nào để khử răng cưa áp dụng cho nhiếp ảnh của bạn? Khi hình ảnh được thay đổi kích thước, phóng to hoặc thu nhỏ, hình ảnh được nội suy dựa trên dữ liệu tồn tại trong tài liệu hình ảnh. Hình ảnh bên trái được thu nhỏ bằng cách sử dụng mô hình hàng xóm gần nhất của Cameron, mô hình lại trong Photoshop - nói cách khác, nó không bị khử răng cưa (bạn có thể gọi nó theo nghĩa đen bí danh). Hình ảnh bên phải được giảm và khử răng cưa, tạo ra một hình ảnh chân thực hơn ở kích thước nhỏ đó.

Hình ảnh được phóng to cũng được hưởng lợi từ các chương trình khử răng cưa giúp đoán chính xác nhất dựa trên dữ liệu trong hình ảnh của bạn. Hãy ghi nhớ khi bạn lấy mẫu (phóng to) hình ảnh trong một chương trình đồ họa, rằng bạn sẽ không bao giờ thực sự có được độ phân giải cao hơn từ phóng to kỹ thuật số - kiểu nội suy được thực hiện có thể đoán đúng về những gì nên có, nhưng nó Sẽ không bao giờ biết chắc chắn. Các cạnh của bạn sẽ mềm mại và trở nên mềm mại hơn khi ảnh được phóng to ngày càng nhiều.

Một nguyên tắc nhỏ là bạn luôn có thể giảm mẫu (thu nhỏ) hình ảnh của mình mà không làm giảm chất lượng từ khử răng cưa. Upsampling (phóng to) làm cho việc khử răng cưa rất rõ ràng, không thêm độ phân giải mới và chỉ nên được thực hiện nếu không thể tránh được.

Anti-Aliasing và vectơ: Tại sao Anti-Aliasing làm cho các trò chơi video trông đẹp hơn

Nếu bạn đã chơi một trò chơi trên PC trong 15 năm qua, bạn có thể đã thấy các tùy chọn video bao gồm các cài đặt để khử răng cưa. Nếu bạn nhớ khi chúng tôi thảo luận về các hình dạng vectơ tồn tại ở một vị trí tuyệt đối, bạn nên bắt đầu hiểu tại sao việc khử răng cưa lại quan trọng đối với các trò chơi video.

3 dạng chiều được tạo ra trong đa giác vectơ và các đa giác này tồn tại trong một lĩnh vực toán học duy nhất. Chống răng cưa trong các trò chơi video có ít nhất hai mục tiêu: đầu tiên là nó muốn có thể hiển thị các đường đa giác tuyệt đối, cứng của đa giác ở dạng trông đẹp mắt trên màn hình dựa trên pixel; Thứ hai, khử răng cưa tái tạo tốt hơn cách thức không chính xác mà nhiếp ảnh và mắt người nhận thấy ánh sáng.

Chống răng cưa và typography

Trên một lưu ý cuối cùng, có rất nhiều dịp mà việc khử răng cưa không lý tưởng. Nếu bạn đã từng làm việc xung quanh các nhà thiết kế đồ họa, có khả năng bạn đã nghe họ phàn nàn về kiểu chữ trong Photoshop và nó kém hơn so với Illustrator - và họ đã đúng.

Cả hai chữ cái ở trên là kiểu chữ dựa trên pixel, với một bên trái được đặt bí danh, một bên phải chống bí danh. Không phải là đại diện tốt của kiểu chữ, hoặc ít nhất là kiểu chữ đó. Có thể chấp nhận hiển thị phông chữ trên màn hình với khử răng cưa, nhưng đối với in ấn, nó có thể gây ra một số hậu quả tai hại.

Khi bạn nghĩ về những chữ cái là gì, chúng không thực sự tuân theo các quy tắc giống như nhiếp ảnh kỹ thuật số yêu cầu. Chữ cái là những ý tưởng trừu tượng và hình dạng tuyệt đối - chúng rơi vào thể loại nghệ thuật vector thuần túy của tác phẩm nghệ thuật vector. Và tùy thuộc vào loại quy trình in được sử dụng để tạo ra chúng, những hình dạng vector toán học thuần túy đó trở nên cực kỳ quan trọng.

Hình ảnh trên được tạo ra với loại chống răng cưa, và sau đó rất có thể là in offset. Khi chúng ta nhìn kỹ, chúng ta có thể thấy tại sao điều đó lại tệ.

Rõ ràng là rất nhanh rằng các hình thức chống răng cưa này đã không giữ được tốt khi được in theo cách này. Đây là một ví dụ về cách khử răng cưa (cũng như hình ảnh dựa trên pixel) có thể kém hơn khi kết xuất kiểu chữ.

Tất nhiên, nếu đây là một hình ảnh (như một bức ảnh) và không phải là các hình thức trừu tượng của loại hình, thì nó sẽ được tổ chức khá tốt.

Loại, là một phương tiện trừu tượng, đòi hỏi độ chính xác của vectơ để theo kịp các loại quy trình in không sử dụng các dấu phun để tạo ra hình ảnh. Ngay cả ở khoảng cách rất gần, chúng tôi không thấy bất kỳ dấu chấm hoặc bằng chứng nào cho thấy việc khử răng cưa đã đi vào các tệp được sử dụng để in Coke này có thể.

Tất nhiên, hầu hết các độc giả HTG sẽ không được in offset hầu hết các bức ảnh của họ, vì vậy kiểu chữ dựa trên pixel được in từ máy in dựa trên dấu chấm sẽ hoạt động tốt. Chỉ cần lưu ý đến việc khử răng cưa của bạn khi bạn làm việc với kiểu chữ và khi bạn làm việc với nhiếp ảnh - bạn sẽ thấy mình được chuẩn bị tốt hơn để đưa ra những lựa chọn đúng đắn sẽ mang đến cho bạn những hình ảnh tốt nhất có thể.

Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào liên quan đến khử răng cưa và các bức ảnh của bạn mà bạn cảm thấy chúng tôi chưa trả lời hoặc có thể bạn nghĩ rằng chúng tôi đã để lại một cái gì đó quan trọng, vui lòng cho chúng tôi biết về nó trong các bình luận bên dưới.

Tín dụng hình ảnh: Varena # 1 bởi trục trặc, có sẵn dưới Commons sáng tạo. Chân dung ô mờ bởi Shannon, có sẵn dưới Commons sáng tạo. Bản giới thiệu Dragon Age 2 của Ogre VH bởi Timor Deborah, có sẵn dưới Commons sáng tạo. Hình ảnh khử răng cưa bởi Loisel, có sẵn dưới Giấy phép miễn phí GNU.