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Kantenglättung sind Techniken der digitalen Bildverarbeitung, um Artefakt helfen. Manchmal wird auch eine Form von Anti-Aliasing (um gezackte Kanten zu reduzieren) verwendet Kartellverbot erwähnt.
Bildbearbeitung im Computer
in verschiedenen Computerprogramme (insbesondere Grafiken Anwendungen und Spiele) wird Anti-Aliasing verwendet, um den sogenannten Rändeleffekt zu reduzieren, der beim Zeichnen von Figuren und Text auf dem Bildschirm auftritt Computer-Bildschirm verringern. Eine schräge Linie oder eine andere abgerundete Figur auf einem Computerbildschirm wird durch ein Quadrat dargestellt Pixel. Die Lösung besteht darin, die Pixel um den Rand einer abgerundeten Figur, die ein positionsgewichteter Durchschnitt der Farbe der Figur und der Hintergrundfarbe ist, einzufärben, wodurch der gezackte Effekt weniger auffällt.
Formen des Anti-Aliasing
Die gängigsten Formen des Anti-Aliasing sind:
- Super-Sampling (SSAA)
- Multisampling (MSAA)
- Morphologisch (MLAA)
Super-Sampling
Super-Sampling ist am einfachsten Algorithmus und bietet die höchstmögliche Qualität. Es ist jedoch auch die langsamste Form. Beim Supersampling wird das Bild in hoher Auflösung gerastert und anschließend auf die gewünschte Auflösung reduziert. Beispielsweise wird ein 800*600-Pixel-Bild mit 4*SSAA als 3200*2400-Pixel-Bild gerastert. Danach wird die durchschnittliche Farbe aus allen Gruppen von 4*4 Pixeln (manchmal auch "Kacheln" genannt) genommen. Die endgültige Pixelanzahl nach diesem Vorgang beträgt dann die angeforderten 800*600 Pixel, und die Kanten sehen weicher aus. Aufgrund der großen Belastung für beide Pufferspeicher wenn Bandbreite was SSAA mit sich bringt, wird es normalerweise durch einen einfacheren Algorithmus wie Multisampling ersetzt.
Multisampling
Multisampling ist eine schnellere Variante des Supersampling, bei der berechnet wird, ob der Mittelpunkt eines Pixels innerhalb oder außerhalb des zu rasternden Polygons liegt oder nicht. Die Werte der Pixel, deren Mittelpunkt innerhalb des Polygons liegt, werden interpoliert, Pixel, deren Mittelpunkt außerhalb des Polygons liegt, werden extrapoliert.
morphologisch
Morphologische AA ist eine relativ neue Methode, die das Bild nicht während der Rasterung, sondern danach verarbeitet. Der Algorithmus scannt das Bild und registriert Zacken innerhalb einer bestimmten Oberfläche (Kachel). Die Größe der zu scannenden Oberfläche bestimmt sowohl die Qualität als auch die Geschwindigkeit, die normalerweise in einem umgekehrten Verhältnis stehen.
Textur
Antialiasing filtert keine Texturen, Texturen sind Rasterformate und daher bereits vorab gerastert. Im 3DSpiele, die dafür verwendeten Algorithmen sind in der Regel bilineare oder bikubische Filter zum Erhöhen und Verringern der Textur , und trilineare oder anisotrope Filterung für die Tiefenfilterung .Aliasing kann auch bei Texturen auftreten, die einen 1-Bit-Alphakanal verwenden, da Vollbild-Multisampling nur bei Polygonen funktioniert.Dies ist normalerweise bei Texturen von Pflanzen der Fall, bei denen die Pflanzen eine scharfe Kante haben und es dichte Bereiche gibt Lärm entsteht zwischen den Blättern. Dies kann durch separates Pre-Screening der Texturen mit Anti-Aliasing gelöst werden, diese Technik ist als 'Alpha to Coverage' bekannt.
Subpixel
Aufgrund einer lcd-Anzeige der physischen Reihenfolge von Subpixel bekannt ist (rot, grün und blau), kann dies berücksichtigt werden. Soll nun eine schräge Linie gezeichnet werden, wird auch ein Subpixel von einem Nachbarpixel hervorgehoben. Das menschliche Auge kann die einzelnen Subpixel nicht unterscheiden und merkt somit nicht, dass eine schräge schwarze Linie lokal aus roten, blauen oder grünen Pixeln besteht. Diese Technik wurde für LCD-Bildschirme entwickelt. Durch Anti-Aliasing auf LCD-Bildschirmen werden die Buchstaben normalerweise etwas fetter und dunkler. Auch der Kontrast ist etwas höher.
Das Betriebssystem RISC-Betriebssystem enthält seit 1990 integrierte Unterstützung für Schriftart-Anti-Aliasing. Im Windows XP kann so eingestellt werden, dass alle Buchstaben in allen Anti-Kickling-Programmen mit Subpixeln angezeigt werden. Diese Technik heißt in Windows ClearType. Im X11 ist diese technik Subpixel-Rendering erwähnt. Es Mac OSSystem besitzt diese Technik seit seiner Einführung.
Computerspiele
Computerspiele, die Vektorgrafiken wie Polygone oder Kurven verwenden, müssen ihre Vektoren rastern, bevor sie als Pixel (Pixel) auf einem Computerbildschirm angezeigt werden können. Beim Rastern der vektoriellen Formen wird der Prozessor, normalerweise a Zentralprozessor oder ein GPU, entscheiden, ob ein Pixel innerhalb oder außerhalb dieser Form liegt.
Hier entsteht das Problem des Aliasing. Da es keine Zwischenwerte (binär) gibt, wird die Kante immer hart. Auf dem Bildschirm nehmen wir dies meist als gezackte Kante wahr, da Pixel quadratisch sind. Anti-Aliasing ist die Bezeichnung für Algorithmen, die versuchen, die Kante durch Interpolieren der an die Kante angrenzenden Pixel weicher zu machen, um den gezackten Effekt zu beseitigen.
Bei 3D-Computerspielen können die Anti-Aliasing-Einstellungen in der Regel im in Schalttafel des Spiels selbst oder in der Konfiguration der Grafik Fahrer.
Fotografie
Eine spezifische, systematische Form des Aliasings ist die Moiré-Muster das kann vorkommen. Dieses Aliasing wird verursacht durch Interferenz zwischen feinen, sich wiederholenden Details im Motiv und der Verteilung von Subpixeln im Bildsensor. Maßnahmen gegen diese Form des Aliasings sind:
- ein optischer Filter, der direkt vor dem Bildsensor platziert wird und ein wenig Unschärfe verursacht.
- Eine weniger regelmäßige Verteilung der Farben über die Subpixel. Eine übliche Verteilung ist alle zwei Pixel, es gibt Sensoren, die ein Muster haben, das sich erst nach 6 Pixeln wiederholt.
- Es ist möglich, den Sensor während der Aufnahme leicht vibrieren zu lassen. Dies hat den Vorteil, dass die Anti-Aliasing-Funktion einfach ein- und ausgeschaltet werden kann.
- Sie können auch festlegen, dass das Anti-Aliasing überhaupt nicht angewendet wird. Dies führt im Allgemeinen zu Aufnahmen mit einem Moiré-Fehler, die etwas schärfer erscheinen.