अलियासिंग का क्या कारण है?


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मैं हमेशा अलियासिंग और एंटी-अलियासिंग के बारे में सुनता हूं और मुझे पता है कि यह कैसा दिखता है, लेकिन मुझे समझ नहीं आता कि यह क्या कारण है। क्या यह एक शारीरिक घटना है? या एक संख्यात्मक?

यदि यह समझाने में मदद करता है, तो मुझे कुछ प्रोग्रामिंग ज्ञान है, लेकिन वीडियो गेम या ग्राफिक्स में नहीं।

जवाबों:


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क्या यह एक भौतिक घटना है? या संख्यात्मक?

यह प्रश्न इस प्रकार है कि आपको वास्तव में पता नहीं है कि अलियासिंग / एंटी-अलियासिंग का क्या अर्थ है। मेरा मतलब है, आप कहते हैं कि "आप जानते हैं कि यह कैसा दिखता है", लेकिन अगर आप वास्तव में जानते हैं कि शर्तों का क्या मतलब है, तो आप शायद महसूस करेंगे कि आपका प्रश्न निरर्थक है। अलियासिंग कंप्यूटर ग्राफिक्स कैसे प्रदान किए जाते हैं इसका एक साइड-इफेक्ट है, और कंप्यूटर ग्राफिक्स भौतिक घटना नहीं परिभाषा के द्वारा बहुत अधिक हैं ।

"अलियासिंग" बस एंगल्ड लाइनों पर सीढ़ी-स्टेप लुक को संदर्भित करता है क्योंकि कंप्यूटर ग्राफिक्स वास्तव में एक ग्रिड में बहुत सारे छोटे वर्गों से मिलकर होते हैं। यहां एक छवि बताई गई है कि मैं किस बारे में बात कर रहा हूं: यहाँ छवि विवरण दर्ज करें

यह एक मुद्दा है जब भी आप एक छवि में पिक्सेल को प्रस्तुत करते हैं, चाहे आप फ्रीहैंड ड्राइंग कर रहे हों या 3 डी बहुभुज के लिए पिक्सेल की गणना करने के लिए एक एल्गोरिथ्म लिख रहे हों। यह इस तथ्य का सिर्फ एक पक्ष-प्रभाव है कि छवि पिक्सेल का एक वर्ग ग्रिड है। "एंटी-अलियासिंग" वह है जब आप किनारे के पिक्सेल पर रंगों को एक साथ जोड़कर सीढ़ी-स्टेप लुक को भंग करते हैं।


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@ क्रंचो कभी भी गलत होने के लिए क्षमा न करें, जब तक आप दूसरों को अपनी गलतियों को नहीं सिखा रहे हैं! केवल तब क्षमा करें जब आप समझने की कोशिश नहीं करते हैं या सुधारने के लिए तैयार नहीं हैं। आपकी गलती से वास्तव में यह स्पष्ट करने में मदद मिली कि आप वास्तव में क्या जानने के लिए कह रहे थे: (कंप्यूटर ग्राफिक्स में अलियासिंग कैसे होती है?)। Btw, जबकि यह उत्तर क्या, कैसे और क्यों का वर्णन करने के लिए सबसे अच्छा है, यह एक संख्यात्मक मुद्दा है। आप इसे केवल पूर्णांकों का उपयोग करते हुए भिन्नात्मक संख्याओं को दर्शाने की कोशिश की सीमा के रूप में सोच सकते हैं। कोई आधा पिक्सेल नहीं है, आदि तो आप अंत में दिखने वाली छवियों के साथ समाप्त होते हैं।
फजी लॉजिक

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@ झॉकिंग एक पांडित्यपूर्ण सुधार: पिक्सल की खुरदरापन वास्तव में प्रासंगिक नहीं है। यदि प्रत्येक पिक्सेल सभी समान आकार के गोल बिंदु होते हैं, तो अलियासिंग समान होगा।
फजी लॉजिक

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@ जॉकिंग "स्क्वायर ग्रिड" इसे या तो काट नहीं करेगा। यदि आपके पिक्सेल को हेक्सागोनल ग्रिड में व्यवस्थित किया गया था, तब भी आपको अलियासिंग (थोड़ा अलग दिखना) मिलेगा। यह सब मायने रखता है कि पिक्सल एक नियमित पैटर्न में व्यवस्थित होते हैं और गैर-शून्य आकार के होते हैं, और ये दोनों ही स्थितियां किसी भी बोधगम्य प्रदर्शन तकनीक के लिए सही हैं।
माइक स्कॉट

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आप "वर्ग" शब्द पर लटकाए जा रहे हैं, जब वह "ग्रिड" के लिए एक विवरणक है।
झॉकिंग

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@MikeScott: अनियमित रूप से व्यवस्थित पिक्सेल के साथ भी एलियासिंग दिखाई देगा। :))) अलियासिंग के लिए महत्वपूर्ण स्थिति यह है कि मूल संकेत (मूल छवि) की अधिकतम आवृत्ति 2 * (1 / T) से अधिक है (जहां T नमूनों के बीच अंतराल = पिक्सल के बीच की दूरी है) )। --- जब मूल छवि में तेज धारें होती हैं (जैसे सफेद पृष्ठभूमि पर काली रेखा) तो इसकी अधिकतम आवृत्ति अनंत होती है।
पाबौक

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स्वीकृत उत्तर सख्ती से सही नहीं है, हालांकि यह कंप्यूटर ग्राफिक्स में सबसे आम उपयोग को संबोधित करता है। एलियासिंग सिग्नल प्रोसेसिंग में एक मौलिक अवधारणा है और इसका गणितीय सिद्धांत कंप्यूटर डिस्प्ले को दर्शाता है। यह भी वास्तव में सच नहीं है कि "यह इस तथ्य का एक पक्ष प्रभाव है कि पिक्सेल वर्ग हैं"। अलियासिंग किसी भी समय मौजूद है जब आप उस सिग्नल के लिए Nyquist दर से कम दर पर एक सिग्नल का नमूना लेते हैं और डिजिटल ऑडियो के साथ-साथ छवियों और कई अन्य प्रकार के विवेकाधीन नमूनों को प्रभावित करते हैं। कंप्यूटर ग्राफिक्स में अलियासिंग असतत नमूने का एक साइड इफेक्ट है, न कि पिक्सल के आकार का।

कंप्यूटर ग्राफिक्स में एंटी-अलियासिंग एक गहन और जटिल विषय है और इसके लिए बहुत कुछ है और यह केवल विरोधी एंटी-अलियासिंग है। फिर से, सिग्नल प्रोसेसिंग से अंतर्निहित सिद्धांत का एक बहुत कुछ है और यह कंप्यूटर ग्राफिक्स में अनुसंधान का एक सक्रिय क्षेत्र है कि कैसे प्रभावी रूप से विरोधी उर्फ ​​के लिए, न केवल किनारों के लिए, बल्कि अस्थायी अलियासिंग के लिए, अलियासिंग के लिए जब पिक्सेल आदेशों में बीआरडीएफ का पुनर्निर्माण किया जाता है, छाया के लिए। किनारों और कई अन्य क्षेत्रों में। 3 डी ग्राफिक्स में बनावट का मानचित्रण एक अच्छी तरह से स्थापित एंटी-अलियासिंग तकनीक है जो उदाहरण के लिए एज एंटी-अलियासिंग के अलावा एक महत्वपूर्ण समस्या को संबोधित कर रही है।

यह वास्तव में एक भौतिक से अधिक एक गणितीय घटना है लेकिन यह कंप्यूटर ग्राफिक्स के अलावा कई क्षेत्रों में इंजीनियरिंग में दिखाई देता है। मैं वास्तव में इसे एक संख्यात्मक घटना के रूप में वर्णित नहीं करूंगा - यह असतत नमूने का परिणाम है, न कि कंप्यूटर पर संख्यात्मक मूल्यों के असतत प्रतिनिधित्व का, हालांकि इससे अलियासिंग प्रभाव भी हो सकता है। सिग्नल प्रोसेसिंग की बुनियादी बातों को समझना कंप्यूटर ग्राफिक्स में कैसे प्रकट होता है, इसे समझने के लिए और इसे कम करने के तरीके को समझने के लिए एक अच्छी नींव है।


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एक तरफ, हे, मैंने आज कुछ नया सीखा, ग्राफिक्स किनारों के अलावा किसी भी संदर्भ में अलियासिंग के बारे में कभी नहीं सुना। इस अतिरिक्त तकनीकी विवरण में "इस तथ्य का एक साइड इफेक्ट है कि पिक्सेल चौकोर हैं", इसके विपरीत नहीं लगता है। "असतत नमूना" केवल कहने का एक फैंसी तरीका है "किनारे वास्तव में असतत पिक्सल का एक गुच्छा है, एक निरंतर रेखा नहीं"।
झॉकिंग

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तकनीकी शुद्धता के लिए +1। हालाँकि थोड़ा बहुत तकनीकी प्रश्न के स्तर को देखते हुए और वास्तव में निहित प्रश्न को संबोधित नहीं करता है। स्वीकृत उत्तर प्रश्न के इरादे के लिए अधिक उपयुक्त है। मैंने हालांकि कुछ नया सीखा है, इसलिए विस्तार के लिए धन्यवाद :)
फजी लॉजिक

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क्षमा करें, हमारे ग्राफिक्स प्रोग्रामर को थोड़ा-सा काम करने की आदत है। मुझे लगता है कि आपका उत्तर प्रश्न को संबोधित करता है, लेकिन अगर कोई कंप्यूटर ग्राफिक्स में किसी भी गहराई तक जाना चाहता है, तो मुझे लगता है कि यह समझना मददगार है कि अलियासिंग एक गणितीय घटना है। इसके पीछे सिद्धांत का गुच्छा। हमारे खेल में सुंदर चित्र बनाने के अंतिम लक्ष्य के लिए तकनीकी विस्तार से काम आता है :)
मैटन्यूपोर्ट

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@ जॉकिंग बिंदु यह है कि यह कोई फर्क नहीं पड़ता कि पिक्सल किस आकार के हैं - इसलिए यह इस तथ्य का एक पक्ष प्रभाव नहीं है कि पिक्सेल चौकोर हैं , यह इस तथ्य का एक पक्ष प्रभाव है कि पिक्सेल अपने रंग नहीं बदलते हैं हद। और वैसे भी, एक पिक्सेल थोड़ा वर्ग नहीं है
डैनियल वैगनर

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आपका उत्तर चित्रों को याद कर रहा है, अन्यथा यह निश्चित रूप से स्वीकार किया जाएगा। इसके अलावा एज एंटी-अलियासिंग उदाहरण के लिए इसकी जरूरत है: 1) कार के पहियों का एनिमेटेड जिफ घड़ी की दिशा में घूमता है और अचानक रुक कर दिशा बदल देता है। 2) एक 3 डी शतरंज बोर्ड (आप अनंत तक जाने वाले को जानते हैं) ... मैंने सिग्नल प्रोसेसिंग का भी अध्ययन किया।
मार्टिनटार्गा

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अन्य दो उत्तरों को जोड़ते हुए, यहां एक और अधिक सहज व्याख्या है कि क्या होता है।

एक 2 डी बहुभुज में अलियासिंग

ग्रिड वर्ग पिक्सेल का प्रतिनिधित्व करते हैं। बाईं ओर लाल बहुभुज आकार आरेखित किया जा रहा है, बिंदुओं के अनुक्रम के रूप में आंतरिक रूप से दर्शाया गया है। जब इसका प्रतिपादन किया जाता है, तो इसे बिंदुओं की सूची से पिक्सेल रंगों के बफर में बदल दिया जाता है। असतत नमूना यह निर्धारित करता है कि कौन सा पिक्सेल गहरा है और कौन सा पिक्सेल हल्का है, इस पर आधारित है कि प्रत्येक पिक्सेल कितने बहुभुज को कवर करता है।

आपके प्रश्न का उत्तर देने के लिए, यह एक संख्यात्मक / गणितीय घटना है क्योंकि सन्निकटन के कारण मूल आकार के बारे में जानकारी खो जाती है।

विरोधी अलियासिंग

एंटी-अलियासिंग तब होता है जब रेंडर आंशिक रूप से कवर पिक्सल को कम तीव्र बनाकर अलियासिंग के लिए सही करने का प्रयास करता है।


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यहाँ पहला जवाब है जो वास्तव में बताता है कि क्या चल रहा है। बहुत बढ़िया।
बेस्का

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"आंशिक रूप से कवर किए गए पिक्सेल को कम तीव्र बनाना" बिल्कुल वैसा नहीं है जैसा कि मैं इसे समझता हूं। मेरा मानना ​​है कि अधिकांश एंटी अलियासिंग एल्गोरिदम एक कम पास फिल्टर (एक धब्बा फिल्टर के रूप में) लागू करते हैं, कभी-कभी पूरे रेंडर किए गए फ्रेम (एफएक्सएए के साथ) या अधिक बुद्धिमान एल्गोरिदम इसे केवल किनारे की सीमाओं के पार प्रदर्शन करते हैं। MSAA इसे अलग तरीके से करता है, लेकिन समग्र प्रभाव एलपीएफ के हार्ड एज सीमाओं पर रहता है।
ल्यूक

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@ मुझे अंतिम पैराग्राफ का इरादा नहीं था कि चीजें कैसे काम करती हैं, इसका स्पष्टीकरण होना चाहिए; यह सिर्फ विरोधी अलियासिंग के परिणाम का वर्णन कर रहा है। "तीव्र" उपयोग करने के लिए सही शब्द नहीं है, लेकिन यह तब लागू होता है जब एंटी-अलियासिंग एक ऐसे आकार पर किया जाता है जिसका रंग पृष्ठभूमि की तुलना में अधिक तीव्र होता है। बस इतना ही कह रहा था।
ऐनाबिस

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सिग्नल प्रोसेसिंग क्षेत्र में, अलियासिंग सिग्नल आवृत्ति की गलत पहचान को संदर्भित करता है। उदाहरण के लिए, अंडर-सैंपलिंग कदम में पर्याप्त विचार की कमी के कारण यह उत्पन्न करने वाली त्रुटियों और विकृति का कारण बन सकता है। यह एक छवि के रूप में 2 डी असतत संकेत के लिए सामान्यीकृत किया जा सकता है।

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