Что такое алиасинг и сглаживание? - Фотопедия
6 голосов
/ 19 июня 2012

Что такое алиасинг и сглаживание? Это плохо иметь изображение? Если так, то как этого избежать?

Если бы вы могли описать свой ответ с помощью примеров, это было бы здорово.

Ответы [ 3 ]

9 голосов
/ 20 июня 2012

Псевдоним означает довольно много разных вещей. Все они в основном связаны (эффекты от цифровой выборки), но в разных ситуациях это принимает значительно разные формы. Например, несмотря на то, что они оба представляют собой цифровую графику, то, что вы видите с помощью цифровой камеры, значительно отличается от того, что вы видите в компьютерной графике (и оба они полностью отличаются от наложения в цифровом аудио).

Тип псевдонимов, с которыми вы имеете дело в цифровой фотографии, возникает, когда детализация изображения, когда проецируется на сенсор, примерно одинакового размера или меньше, чем один пиксель в сенсоре.

Это может привести к появлению муаров и ложных цветов на изображении. Например, предположим, что на изображении была очень тонкая белая линия. Если его ширина (проецируемая на датчик) меньше ширины лунки датчика, то он будет отображаться как цвет (а) лунок датчика, на которые он проецируется, а не как фактический цвет света. , Несмотря на то, что он содержит (предположим) ровно одинаковое количество красного, зеленого и синего цветов, его небольшой размер не позволяет ему одинаково воздействовать на все три цвета датчиков, поэтому он отображается только в виде цветов лунок датчика, с которыми он сталкивается. удар.

Паттерны муара (еще один артефакт сглаживания) возникают из-за интерференции между деталями объекта и сеткой сенсора. Это довольно легко показать:

enter image description here

Диагональные «полосатые» рисунки основаны на интерференции между сеткой ЖК-дисплея, который я снимал, и сеткой сенсорных лунок в камере. Когда я смотрю на экран, я ничего подобного не вижу, но при съемке экрана цифровой камерой этого трудно избежать.

Хотя большинство людей не часто фотографируют ЖК-экраны, другие объекты с мелкими деталями также могут, особенно если они выполняются в виде сетки. Например, Cloth известен своими проблемами, особенно с камерами, в которых нет фильтров сглаживания.

Насколько вы делаете это, вы используете фильтр сглаживания. Фильтр сглаживания - это, по сути, просто фильтр нижних частот, который ограничивает частоту, которую вы выбираете, до значения ниже «предела Найквиста» для выборки, которую вы делаете. В случае с цифровой камерой, это несколько листов стекла почти прямо перед сенсором, которые слегка размывают изображение. Намерение состоит в том, чтобы обеспечить лучшую точку света, проецируемую на датчик, на одну полную группу красного / зеленого / синего датчиков.

Как вы, наверное, догадались, это что-то вроде балансирующей игры. Если вы слишком размыте изображение, клиенты будут недовольны, потому что изображения не "четкие". Если вы слишком размыли его, они будут недовольны из-за наложения артефактов. В большинстве случаев вы можете получить артефакты наложения в крайних случаях (например, камера, на которой я делал снимок выше, имеет фильтр АА), и, конечно, люди все еще хотят, чтобы изображения были более четкими.

В некоторых случаях (например, Nikon D800 против D800E) они просто позволяли покупателю, так сказать, выбрать свой яд. В некоторой степени вы получаете один и тот же выбор между типичными DLSR (большинство из них имеют фильтры AA) и среднеформатными камерами (большинство не имеют).

Я должен добавить, что без фильтра AA псевдонимы могут привести к «ложным деталям» - что выглядит как очень мелкие детали на изображении, но на самом деле это просто артефакт выборки. Это может дать результат, который выглядит впечатляюще резким, но некоторые из этих деталей практически не имеют оснований в реальности.

7 голосов
/ 20 июня 2012

Псевдоним характеризуется «неровными» диагональными линиями.

Если вы попытаетесь нарисовать диагональную линию на пиксельном изображении, где каждый пиксель может быть только черным или белым, он будет выглядеть ступенчатым или неровным, как в этом очень плохом примере:

----
    ----
        ----

Таким образом, если у вас есть резкий край цифрового изображения, вы получите этот эффект независимо от количества используемых цветов.

Чтобы уменьшить влияние этого, линия смягчается или размывается, так что она распространяется на более широкую область, а средний тон (или три) используется для смешивания линии с фоном:

---..
  ..---..
      ..---

Здесь я использую точки для представления размытия. Они были бы серыми до черных черточек и белого фона.

Это изображение показывает эффект:

aliasing and anti-aliasing

Источник

Обычно это эффект сгенерированных компьютером изображений или изображений, созданных программами графического дизайна, но вы можете увидеть эффект на фотографиях, если вы увеличите их слишком сильно или если это фотография чего-то с очень твердыми краями. Алгоритмы сжатия с потерями, используемые jpeg-кодированием, обеспечивают «естественный» эффект сглаживания, так как выборка имеет такой же эффект усреднения по пикселям.

1 голос
/ 27 августа 2014

Почти в каждом практическом датчике части каждого пикселя или кластера пикселей будут более чувствительны к свету, чем другие части. Если изображение, сфокусированное на датчике, имеет плотный рисунок из светлых и темных областей, расстояние между которыми близко к пикселям или кластерам, воспринимаемая яркость этого изображения может зависеть от того, попадают ли светлые части рисунка на области датчика, которые являются более чувствительными, или области, которые являются менее чувствительными. В некоторых случаях, в зависимости от конструкции сенсора, воспринимаемый цвет изображения также может быть изменен.

Предположим, что у камеры есть датчик с сеткой точек 3840x2048, которые расположены в кластерах 2x2, причем каждый кластер содержит две диагонально противоположные зеленые точки, а также одну красную чувствительную точку и одну зеленую чувствительную точку , Один направляет камеру на вывеску шириной 385 см, которая покрыта чередующимися вертикальными белыми полосами 1 мм и черными полосами 1 мм, так что ширина вывески точно сфокусирована на датчике и точно заполняет его. В некоторых областях датчика белые полосы будут почти полностью сфокусированы на красных и зеленых точках; в других областях белые полосы будут почти полностью опускаться на зеленые и синие точки. Чистым эффектом будет то, что части изображения будут желтыми, а части - голубыми.

Если бы изображение было немного не в фокусе, весь знак выглядел бы как однородный серый; на самом деле, именно так должно было появиться изображение. Однако идеальная фокусировка испортит изображение. Полосы ложного цвета были бы включены в изображение таким образом, что их нельзя было бы удалить, не убив много деталей реального цвета.

Сглаживание в сенсоре - это средство добавления контролируемого количества «размытия», чтобы гарантировать, что даже идеально сфокусированное изображение не будет «слишком идеальным». Если изображение уже недостаточно сфокусировано, сглаживание сделает его немного хуже, но обычно не слишком сильно. По разным причинам математически невозможно полностью исключить алиасинг, но добавление небольшого количества размытия может уменьшить его на порядок; добавление немного большего размытия может уменьшить его на другой порядок и т. д. Поскольку количество размытия, необходимого для устранения алиасинга на 99,9%, станет нежелательным, большинство камер вместо этого пытаются уменьшить его до такой степени, что оно вряд ли будет заметно, но тем не менее может наблюдаться в тестах, которые предназначены для его провоцирования (например, на вышеупомянутой вывеске).

Если представить, что вывеска окрашена сходящимися полосами, например, 10 мм шириной вверху и 0,5 мм шириной внизу, тогда верхняя часть изображения должна выглядеть как четко разрешенные черно-белые полосы, а нижняя часть должна быть однородной серой. Перемещаясь сверху вниз, полосы должны переходить от черно-белых к очень темно-серым и очень светло-серым, затем от средних темно-серых до средних светло-серых и т. Д., Пока черные и белые полосы не станут неразличимыми. Добавление размытия повысит точку в кадре, где полосы перестают распознаваться как полосы, но также минимизируют нежелательные эффекты сглаживания. О качестве камеры можно судить, изучая уровень, на котором полосы перестают распознаваться как полосы, и наблюдая любую неравномерность в области ниже этого уровня.

Добро пожаловать на сайт Фотопедия, где вы можете задавать вопросы и получать ответы от других членов сообщества.
...