O que é o anti-aliasing e como afeta minhas fotos e imagens?
Anti-aliasing é uma palavra que muitas vezes é usada por fotógrafos e jogadores ao lidar com gráficos e imagens. Dê uma olhada no que é o anti-aliasing, porque o usamos e, o mais importante, quando é melhor não usá-lo.
É uma parte importante da criação de imagens e a fotografia-anti-aliasing é certamente algo que deve ser entendido da forma mais completa possível para criar imagens de alta qualidade. Nós esperamos que você esteja preparado para um artigo muito nerd, já que você tem muita discussão sobre matemática e ciência misturada com o artigo explicativo de hoje. Continue lendo!
Vetores e pixels, e por que as câmeras tiram fotos com pixels
Você pode se lembrar de um artigo de um ano atrás, onde falamos sobre a diferença entre Vetores e Pixels. Há um número de diferenças fundamentais entre os dois: os pixels são conjuntos ordenados de luz, pigmento ou cor; vetores são representações matemáticas de linhas, formas, gradientes, etc. Vetores são precisos; eles existem em coordenadas absolutas em uma grade algébrica. Porque eles são tão absolutos, não há como desfazer a linha entre onde eles estão e onde eles não estão. Mesmo que um monitor não possa renderizar a espessura infinita de um segmento de linha (sempre tem que mostrá-lo em pixels), ele ainda é tão fino quanto uma linha existente apenas em um mundo matemático teórico..
Esse é o problema com a fotografia - a luz não é tão precisa quanto deveria ser capturada de uma maneira perfeitamente matemática. É provável que, mesmo que desenvolvêssemos câmeras capazes de ler a localização de fótons individuais com precisão quântica ao atingir o sensor, devido à natureza estranha da física no nível quântico, as partículas individuais podem realmente aparecer em vários lugares no sensor em o mesmo tempo. Isso significa que pode ser absolutamente impossível obter a localização absoluta dessa única partícula de luz no momento em que ela atinge a fotografia do sensor é apenas uma aproximação de como essa luz é capturada. A ação de parada (capacidade da câmera de criar imagens nítidas de objetos em movimento) nunca pode ser perfeita - pelo menos parece muito, muito improvável.
Os pixels são úteis porque as imagens de alta resolução podem aproximar cores e formas, recriando com precisão uma imagem de maneira semelhante à fotografia baseada em filme. Enquanto esta propriedade de pixels e seu uso na fotografia é não anti-aliasing exatamente, Entender essa propriedade da fotografia digital é um dos melhores lugares para começar uma sólida compreensão do que é o anti-aliasing..
Interpolação: Criando algo a partir de (quase) nada?
A fotografia digital é uma aproximação das cores e valores presentes quando a luz atinge um sensor - da mesma forma, o anti-aliasing é uma aproximação dos dados da imagem usando uma técnica chamada “Interpolação”. Interpolação é um termo matemático que significa dados criados com base nas tendências dos dados existentes, ou seja, um palpite sobre o que pode realmente estar naquele local, se mais pontos de dados estiverem disponíveis. Embora seja mais complicado que adivinhações simples - existem fórmulas e métodos apropriados para Interpolação - não se pode esperar que seja uma representação perfeitamente precisa dos dados de imagem que estão realmente lá. Mesmo a matemática mais inteligente não pode criar algo do nada.
Quando olhamos para esses tabuleiros de xadrez renderizados por computador, podemos começar a entender o que o anti-aliasing está fazendo para melhorar e aproximar as imagens. Na imagem mais à esquerda, não há interpolação de dados - o tabuleiro de xadrez é renderizado em pixels preto e branco à medida que retrocede em perspectiva e rapidamente se torna uma bagunça. Os erros visuais e artefatos criados são o que chamamos de “aliasing”. A segunda e terceira imagens acima usam diferentes formas de “anti-aliasing” para melhor aproximar como os olhos humanos (e câmeras) percebem a luz.
Essas imagens, no entanto, eram uma tradução de imagens matemáticas absolutas em imagens baseadas em pixels. Como o anti-aliasing se aplica à sua fotografia? Quando as imagens são redimensionadas, ampliadas ou reduzidas, a imagem é interpolada com base nos dados existentes no documento de imagem. A imagem da esquerda é encolhida usando a reamostragem do “vizinho mais próximo” no Photoshop - em outras palavras, ela não é anti-alias (você pode literalmente chamar isso de com alias). A imagem à direita é reduzida e anti-aliased, criando uma imagem muito mais verdadeira nesse pequeno tamanho.
As imagens ampliadas também se beneficiam de programas de anti-aliasing-graphics fazem sua melhor estimativa com base nos dados em sua imagem. Tenha em mente quando você está aumentando a resolução (ampliando) as imagens em um programa gráfico, que você nunca obterá realmente mais resolução de uma ampliação digital - o tipo de interpolação que está sendo feito pode fazer uma boa estimativa do que deveria estar lá, mas nunca vou saber com certeza. Suas bordas serão suaves e ficarão mais leves à medida que a foto for sendo ampliada cada vez mais.
Uma boa regra é que você sempre pode diminuir as imagens (encolher) suas imagens sem perda de qualidade do anti-aliasing. Upsampling (ampliação) torna o anti-aliasing muito óbvio, não adiciona nova resolução, e só deve ser feito se não puder ser evitado.
Anti-aliasing e vetores: por que o anti-aliasing faz videogames parecer melhor
Se você já jogou um jogo para PC nos últimos 15 anos, talvez tenha visto opções de vídeo que incluíram configurações para suavização de serrilhado. Se você se lembra de quando discutimos formas vetoriais existentes em uma posição absoluta, você deve começar a entender por que o anti-aliasing é importante para os videogames.
3 Formas dimensionais são criadas em polígonos vetoriais, e esses polígonos existem em um único domínio matemático. O anti-aliasing em videogames tem pelo menos dois objetivos: em primeiro lugar, ele quer ser capaz de renderizar as linhas absolutas e rígidas dos polígonos de uma forma que pareça decente em um monitor baseado em pixels; em segundo lugar, o anti-aliasing reproduz melhor a maneira imprecisa como a fotografia e os olhos humanos percebem a luz.
Anti-aliasing e tipografia
Em uma nota final, há muitas ocasiões em que o anti-aliasing não é o ideal. Se você já trabalhou com designers gráficos, é provável que você os tenha ouvido reclamar sobre a tipografia no Photoshop, e quão inferior é para o Illustrator - e eles estão certos.
Ambas as letras acima são em tipografia baseada em pixel, com a esquerda sendo aliada, a direita em anti-aliased. Nem são boas representações de tipografia, ou pelo menos esse tipo de letra. É aceitável renderizar uma fonte na tela com anti-aliasing, mas, para impressão, pode ter algumas conseqüências desastrosas.
Quando você pensa sobre o que são as letras, elas não seguem as mesmas regras exigidas pela fotografia digital. As letras são ideias abstratas e formas absolutas - elas caem melhor na categoria de "matemática pura" da arte vetorial. E dependendo do tipo de processo de impressão usado para criá-los, essas formas de vetor de matemática tornam-se absolutamente importantes.
Esta imagem acima foi criada com o tipo com suavização de serrilhado e, em seguida, provavelmente foi impressa com offset. Quando olhamos de perto, podemos ver porque isso é ruim.
Torna-se claro, muito rapidamente, que esses formulários com suavização de serrilhado não resistem bem quando impressos dessa maneira. Este é um exemplo de como o anti-aliasing (assim como a imagem baseada em pixels) pode ser inferior ao renderizar tipografia.
Claro, se esta fosse uma imagem (como uma fotografia) e não as formas abstratas do tipo, ela teria se aguentado muito bem.
O tipo, sendo um meio abstrato, requer a precisão dos vetores para suportar os tipos de processos de impressão que não usam pontos de jato de tinta para criar uma imagem. Mesmo a distâncias muito próximas, não vemos pontos ou evidências de que o anti-aliasing usado nos arquivos usados para imprimir essa lata de Coca-Cola.
É claro que a maioria dos leitores de HTG não irá compensar a impressão da maioria de suas fotos, então a tipografia baseada em pixels impressa a partir de impressoras baseadas em pontos funcionará muito bem. Basta estar ciente do seu anti-aliasing quando estiver trabalhando com tipografia e quando você está trabalhando com a fotografia, você se sentirá melhor preparado para fazer as escolhas certas que lhe darão as melhores imagens possíveis.
Se você tiver alguma dúvida em relação ao anti-aliasing e às suas fotos, acha que não respondemos ou talvez pense que deixamos algo importante de fora, sinta-se à vontade para nos informar sobre isso nos comentários abaixo..
Créditos da imagem: Varena # 1 by hasensaft, disponível sob Creative Commons. Retrato de guarda-chuva borrada por Shannon, disponível sob Creative Commons. Dragon Age 2 Demo Ogre VH por Deborah Timmins, disponível sob Creative Commons. Imagens anti-aliasing por Loisel, disponível sob Licença GNU Free.
