Anti-aliasing es una palabra que los fotógrafos y jugadores utilizan a menudo cuando se trata de gráficos e imágenes. Eche un vistazo a qué es el suavizado, por qué lo usamos y, lo que es más importante, cuándo es mejor no usarlo.
Esta es una parte importante de la creación de imágenes y la fotografía: el suavizado es definitivamente algo que debe entenderse lo más completamente posible para crear imágenes de alta calidad. Esperamos que esté listo para una publicación muy geek, porque tiene mucha charla sobre matemáticas y ciencias mezclada con el artículo explicativo de hoy. ¡Sigue leyendo!
Vectores y píxeles, y por qué las cámaras toman fotografías con píxeles
Quizás recuerdes un artículo de hace un año en el que hablábamos de la diferencia entre vectores y píxeles. Hay una serie de diferencias fundamentales entre los dos: los píxeles son matrices ordenadas de luz, pigmento o color; Los vectores son representaciones matemáticas de líneas, formas, gradientes, etc. Los vectores son precisos; existen en coordenadas absolutas en una cuadrícula algebraica. Debido a que son tan absolutos, no hay una línea difusa entre dónde están y dónde no están. Aunque un monitor no puede representar la finura infinita de un segmento de línea (siempre debe mostrarlo en píxeles), sigue siendo tan delgado como una línea que existe solo en un mundo matemático teórico.
Este es el problema de la fotografía: la luz no es tan precisa como debería ser para ser capturada de una manera perfectamente matemática. Es probable que incluso si desarrollamos cámaras que puedan leer las ubicaciones de fotones individuales con precisión cuántica cuando golpean el sensor, debido a la Extraña naturaleza de la física a nivel cuántico., las partículas individuales pueden aparecer en varios lugares del sensor al mismo tiempo. Esto significa que puede ser absolutamente imposible obtener la ubicación absoluta de esa única partícula de luz cuando golpea el sensor; la fotografía es solo una aproximación de cómo se captura esa luz. La acción de parada (la capacidad de la cámara para crear imágenes nítidas a partir de objetos en movimiento) nunca puede ser perfecta, al menos parece muy, muy poco probable.
Los píxeles son convenientes porque las imágenes de alta resolución pueden acercarse a los colores y las formas, recreando con precisión una imagen de una manera similar a la fotografía de una película. Si bien esta propiedad de los píxeles y su uso en fotografía no es exactamente anti-aliasing, comprender esta propiedad de la fotografía digital es uno de los mejores lugares para comenzar a comprender completamente qué es el anti-aliasing.
Interpolación: ¿crear algo a partir de (casi) nada?
La fotografía digital es una aproximación de los colores y valores presentes cuando la luz incide en un sensor. Asimismo, el suavizado es una aproximación de los datos de la imagen mediante una técnica llamada «Interpolación. «La interpolación es un término matemático sofisticado que significa datos creados en función de las tendencias de los datos existentes, es decir, una suposición fundamentada de lo que podría haber realmente si hubiera más puntos de datos disponibles. Aunque es más complicado que un simple juego de adivinanzas (hay son fórmulas y métodos adecuados para la interpolación), no se puede esperar que sea una representación perfectamente precisa de los datos de imagen realmente presentes. Incluso las matemáticas más inteligentes no pueden crear algo de la nada.
Cuando miramos estos tableros de ajedrez renderizados por computadora, podemos comenzar a comprender qué hace el suavizado para mejorar y aproximar las imágenes. En la imagen más a la izquierda, no hay interpolación de datos: el tablero de ajedrez se representa en píxeles en blanco y negro a medida que retrocede en perspectiva y rápidamente se convierte en un desastre. Los errores visuales y los artefactos creados son lo que llamamos «aliasing». La segunda y tercera imágenes anteriores utilizan diferentes formas de «suavizado» para aproximarse mejor a cómo los ojos humanos (y las cámaras) perciben la luz.
Sin embargo, estas imágenes fueron una traducción de imágenes matemáticas absolutas en imágenes basadas en píxeles. ¿Cómo se aplica el suavizado a tu fotografía? Cuando las imágenes se redimensionan, amplían o reducen, la imagen se interpola en función de los datos que existen en el documento de imagen. La imagen de la izquierda se reduce utilizando el remuestreo de «vecino más cercano» en Photoshop, en otras palabras, no es anti-alias (literalmente puede llamarlo un alias). La imagen de la derecha está reducida y suavizada, creando una imagen mucho más real en este tamaño pequeño.
Las imágenes ampliadas también se benefician del suavizado: los programas de gráficos hacen su mejor estimación basándose en los datos de su imagen. Tenga en cuenta que cuando sobremuestrea (amplía) imágenes en un programa de gráficos, nunca obtendrá más resolución de una ampliación digital. nunca lo sabré con seguridad. Sus bordes serán suaves y se volverán más suaves a medida que la foto se haga más y más grande.
Una buena regla general es que siempre puede reducir la resolución (encoger) de sus imágenes sin perder calidad debido al suavizado. El sobremuestreo (aumento) hace que el suavizado sea muy obvio, no agrega una nueva resolución y solo debe realizarse si no se puede evitar.
Anti-aliasing y vectores: por qué el anti-aliasing mejora la apariencia de los videojuegos
Si ha jugado un juego de PC durante los últimos 15 años, es posible que haya visto opciones de video que incluyen configuraciones de suavizado. Si recuerda cuando hablamos de formas vectoriales que existen en una posición absoluta, debería comenzar a comprender por qué el suavizado es importante para los videojuegos.
Las formas tridimensionales se crean en polígonos vectoriales, y estos polígonos existen solo en un dominio matemático. El suavizado en los videojuegos tiene al menos dos propósitos: primero, quiere poder representar líneas absolutas y nítidas de polígonos en una forma que se vea decente en un monitor basado en píxeles; en segundo lugar, el suavizado reproduce mejor la forma imprecisa en que la fotografía y los ojos humanos perciben la luz.
Anti-aliasing y tipografía
Finalmente, hay muchas ocasiones en las que el suavizado no es ideal. Si alguna vez ha trabajado con diseñadores gráficos, probablemente los haya escuchado quejarse de la tipografía en Photoshop y de lo inferior que es a Illustrator, y tienen razón.
Las dos letras de arriba son tipografía basada en píxeles, la izquierda con alias y la derecha con suavizado. Las buenas representaciones de la tipografía, o al menos esa tipografía, tampoco lo son. Está bien renderizar un suavizado de fuentes en pantalla, pero para la impresión puede tener consecuencias nefastas.
Cuando piensas en lo que son las letras, en realidad no siguen las mismas reglas que exige la fotografía digital. Las letras son ideas abstractas y formas absolutas; encajan mejor en la categoría de «matemáticas puras» de ilustraciones vectoriales. Y dependiendo del tipo de proceso de impresión utilizado para crearlos, estas formas vectoriales matemáticas puras se vuelven absolutamente importantes.
Esta imagen de arriba se creó con un tipo de suavizado y luego probablemente se imprimió en offset. Cuando miramos de cerca, podemos ver por qué es malo.
Rápidamente se da cuenta de que estos formularios suavizados no se mantuvieron bien cuando se imprimieron de esta manera. Este es un ejemplo de cómo el antialiasing (así como las imágenes basadas en píxeles) puede ser inferior al renderizar la tipografía.
Por supuesto, si fuera una imagen (como una fotografía) y no mecanografíe formas abstractas, se habría mantenido bastante bien.
El tipo, al ser un medio abstracto, requiere vectores de precisión para soportar los tipos de procesos de impresión que no utilizan puntos de inyección de tinta para crear una imagen. Incluso a distancias muy cercanas, no vemos ningún punto o evidencia de que el suavizado que se incluyó en los archivos utilizados para imprimir esta Coca-Cola pueda.
Por supuesto, la mayoría de los lectores HTG no imprimirán la mayoría de sus fotos en offset, por lo que la tipografía basada en píxeles impresa desde impresoras basadas en puntos funcionará bien. Solo tenga en cuenta su suavizado cuando trabaje con tipografía y cuando trabaje con fotografía. Descubrirá que está mejor preparado para tomar las decisiones correctas que le proporcionarán las mejores imágenes posibles.
Si tiene alguna pregunta sobre el suavizado y sus fotografías, cree que no hemos respondido o tal vez cree que nos hemos perdido algo importante, háganoslo saber en los comentarios a continuación.
Créditos de la imagen: Varena # 1 por asensaft, disponible bajo Creative Commons. Retrato de paraguas borrosa por Shannon, disponible bajo Creative Commons. Demostración de Dragon Age 2 Ogre VH por Deborah Timmins, disponible bajo Creative Commons. Imágenes de suavizado de Loisel, disponible bajo Licencia libre GNU.