Antialiasing bojuje proti ostrým zubům

DEFINICE Jako antialiasing je označován postup zabraňující vzniku aliasingu, což je v oblasti počítačové grafiky te...


DEFINICE
Jako antialiasing je označován postup zabraňující vzniku aliasingu, což je v
oblasti počítačové grafiky termín pro zubatý nebo schodovitý vzhled
úhlopříčných čar nebo křivek. Aliasing se objevuje tehdy, když má obrázek
vzhledem k zobrazené grafice příliš malé rozlišení. Spektrální aliasing (moaré)
je výsledkem interference mezi digitálními signály barvy a jasu.

Algoritmy využívané k dosažení antialiasingu počítají u rastrové grafiky novou
barvu některých pixelů tak, aby se zakřivené a šikmé čáry na svém okraji jevily
oku jako hladší a měkčí. V rámci antialiasingu jsou vyhlazovány hrubé okraje
digitálního písma a obrázků na monitorech počítačů a na displejích handheldů,
mobilních telefonů, na tiskárnách i u digitálních fotoaparátů.

Jak to funguje
Antialiasingové algoritmy vzorkují v obrázcích nebo u písma pixely sousedící s
křivkami nebo úhlopříčkami, zkoumají jejich vliv na vnímání okolních
geometrických obrazců a vypočítávají jim nové barvy. Lidské oko po provedení
stínování zubatých okrajů nevidí schodovité okraje změkčenou čáru vnímá jako
hladší.
Některé antialiasingové algoritmy dosahují podobného efektu roztřesením
(jitteringem). Místo změny barvy nebo tónu pixelů jejich filtr pracuje tak, že
náhodným způsobem posouvá místo, odkud vzorkuje okolí pixelu, oproti místu,
odkud by ho normálně vzorkoval (středu). To vytvoří pozvolnější přechod mezi
objektem a jeho pozadím.
Rozptylování (dithering) a podobné efekty mohou vytvořit antialiasový efekt na
fotografiích a stínovaných kresbách. I zvýšením rozlišení, a tedy zmenšením
pixelu může vzniknout efekt podobný antialiasingu, ale tento postup nemusí být
vždy vhodný např. kvůli zvětšení datové náročnosti obrázku.

Fraktály
Antialiasing je využíván rovněž u fraktální komprese. Ta umožňuje uložit tisíce
velkých obrázků na jediném CD. Pracuje tak, že každý tvar nebo vzor převede na
matematický vzorec. Když je fraktální obrázek znovu sestaven, je v něm často
více informací, než které může displej zobrazit a tím vzniknou artefakty bílé
"úlomky". Antialiasing eliminuje tyto artefakty a vytváří hladší hrany.
Společnost SGI, známý výrobce grafického hardwaru z Kalifornie, vyvinula
antialiasingovou metodu, která využívá speciální akumulační buffery, které
dočasně ukládají vyrenderované snímky. Když je snímků naakumulováno několik,
grafický čip je smíchá dohromady.
Některá zařízení, např. mnoho tiskáren a digitálních fotoaparátů, již obsahují
sofistikované antialiasingové filtry. Většina z nich vzorkuje blízké okolí
počítaného bodu dvakrát až šestnáctkrát na různých místech, potom kombinuje a
průměruje jednotlivá čtení pro získání co nejrealističtějších barev. Větším
počtem vzorkování lze dosáhnout kvalitnějších přechodů mezi hranami obrázků,
okolo křivek nebo úhlopříček a písmen. Vyšší počet vzorkování však zabere více
času a paměti.

Supersampling
Některé grafické karty používají tzv. supersampling, který vzorkuje obrázek ve
vyšším rozlišení, než může displej zobrazit, a potom před odesláním na displej
zmenší měřítko a provede filtraci. Tyto metody používající hrubou sílu si však
vybírají daň na výkonnosti systému.
Např. grafické karty s čipem GeForce4 od společnosti nVidia z Kalifornie
používají techniku mnohonásobného vzorkování a antialiasing je zde již vestavěn
v hardwaru. Antialiasing hran, který je použit v Adobe Photoshopu, nevyhlazuje
celou fotografii nebo kresbu, ale pouze objekt jedné barvy a tónu navazující na
jiný takový objekt nebo pozadí. Zkušenější uživatelé mohou k napodobení
antialiasingového efektu využít nástrojů Zaostření (Sharpen) a Rozostření
(Blur).

Pár poznámek
Vizuální trhliny způsobené aliasingem jsou zřetelnější na videu než na
fotografii. Jako nehybný třeba snímek vypadá dobře, ale za pohybu mohou
artefakty zbylé po kompresi způsobit, že okraje budov budou vypadat, jako když
se krabatí nebo lesknou. Antialiasingové metody umějí řešit většinu těchto
problémů.
Je však třeba podotknout, že techniky antialiasingu sice vyhladí hrany obrázku,
čímž mu dají méně hrubý vzhled, profesionální fotografové ale mohou
upřednostňovat ostřejší kontury. Jak je také vidět na našich obrázcích, např.
písmeno menší než 14 pixelů (asi jedna sedmina palce na normální obrazovce)
antialiasingem nic nezíská.
Shrnuto a podtrženo: Antialiasing pomáhá se zobrazováním písma, znaků, grafiky
a některých fotografií, ale je k ničemu u malých písmen nebo tam, kde je
zapotřebí ostrost nebo zachování jemných detailů. V praxi je tedy třeba ho
používat s mírou.









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.