数字图像入门 浅谈抗锯齿
夏昆冈 于 2011.07.12 20:53:59 | 源自:www.soomal.com | 版权:原创 | 平均/总评分:09.55/105

数字图像是个整数矩阵[不包括矢量图像],每一个整数代表一个像素。但像素是什么形状的呢?其实并没有定义,但它需要一个形态的展示,以方便显示和被编辑。像素在绘图软件、操作系统中,均显示为小方形,因此你可以将简单的将数字图片理解为由N多小方块的像素组成,这些小方块是图像的最基本构成元素,它不可被分割。不管你看到的图片表现的是人、还是物或者其他图案,它均是各种颜色的小方块组合排列而成。疑问产生了。

  • 如果要绘制一个圆形会怎样?答案是明确的,它依然会由各种小方块组成,这意味着圆形的边缘不会是光滑的,而会呈现出锯齿形的边缘。放大观察,锯齿能看得更加清晰。

  • 将显示的文字放大看,也会看到它是由小方块组成,因此不可避免的出现锯齿。为了让图像、文字有更好的显示效果,抗锯齿作为一种重要的显示优化技术被广泛应用。

  • 我们一个实例来观察抗锯齿的效果。会发现在图案和字体的边缘插入了图案本色到背景色之间的过度色,这样看上去边缘会更加柔和,不那么生硬。

    那么锯齿一般会出现在什么情况下呢?一般出现在矢量图像[或对象]转成点阵的过程当中[你所看到的矢量图像,在显示时已经被转换成点阵],字体就是矢量对象,它显示于屏幕时,就会存在这样的一个转换过程,在Windows下要获得更好的显示效果,一般要开启“平滑屏幕字体边缘”这个选项,这个选项就是抗锯齿。在Ubuntu下,针对字体的抗锯齿选项会更加丰富一些。

    对于游戏玩家而言,抗锯齿显得尤为重要开启抗锯齿功能,3D物体的边缘就会显得更加平滑真实。但抗锯齿会加大显卡的运算负担,因此涌现了各种各样的算法,例如超级采样抗锯齿(Super-Sampling Anti-aliasing,简称SSAA)、多重采样抗锯齿(MultiSampling Anti-Aliasing,简称MSAA)、覆盖采样抗锯齿(CoverageSampling Anti-Aliasing,简称CSAA)等等。

  • ClearType是微软开发的一项字体增强型显示优化技术,其初衷即为了让字体显示更加光滑细腻。我们可以放大对比一下开启、关闭ClearType的差异。会发现,开启ClearType后,字体边缘会插入很多彩色的像素,而关闭后,则只是插入灰度像素。实际观看,是开启ClearType后的字体更加光滑好看,而且肉眼看,字依然为黑色,并没有因为插入了彩色像素后导致偏色。这是为什么呢?

  • 在《数字图像入门 用数字记录颜色》[作者:夏昆冈 ] 一文中,我们提到所有颜色都是由红绿蓝三原色合成的。液晶显示器的每一个发光单元对应一个像素,由红绿蓝发光点[或者LED或者液晶结构]构成,红绿蓝的发光强度决定合成光的颜色。这种显示原理不同于以往的CRT。假设显示器分辨率为1024X768,那么它的发光点个数为(1024x3)X768,利用发光点的排列,让更靠近字体笔画的发光点最大效能的发光,这样会呈现更纤细的笔画,又能达到平滑的效果,但因此像素会呈现为彩色。人眼的分辨率有限,并不能清晰的分辨每一个像素的色彩,反应到脑中的颜色是这些像素再次合成后的光,插值时,会尽量保持三原色的平衡,合成的光接近或者等于字体应有的颜色。这种显示技术针对液晶显示器优化,也只适合用于液晶的显示,在CRT上显示,效果反而更差,更不能用于打印。如果液晶显示器的发光点的排列方式不同,也需要重新设置。在Ubuntu等操作系统中,也有类似的专门针对液晶屏的优化技术。这些技术均可以视为特殊的、增强型的抗锯齿技术,这种技术主要用于文字显示的优化。

    抗锯齿的方式还不止这些,要获得更加精细的效果,最直接的办法就是提高“点”的密度,在打印文件时,一般会设置打印精度,即DPI[Dots Per Inch:点每英寸],精度越高,其字体、图形的边缘更加平滑。在显示器上,也有类似的概念,成为显示精度,即PPI[Pixels Per Inch:像素每英寸],典型的例子就是iPhone4,iPhone4在保持显示屏物理尺寸不变的情况下,将分辨率提高4倍,显示精度则相应的提高2倍,其改善是明显的,iPhone4比起前代产品有着更加细腻平滑的显示效果。

    请评分
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    210.075.217.***
    210.075.217.***
    发表于2014.01.03 17:23:27
    35
    120.033.***.***
    120.033.***.***
    34
    120.033.***.***
    120.033.***.***
    33
    112.065.223.***
    112.065.223.***
    发表于2013.06.03 17:54:40
    32
    218.252.168.***
    218.252.168.***
    发表于2013.01.06 13:53:40
    31
    192.102.204.***
    192.102.204.***
    发表于2012.11.20 09:02:22
    30
    03
    苹果的路才是正路。
    发表于2012.02.16 17:21:13
    29
    03
    对于游戏玩家而言,抗锯齿显得尤为重要开启抗锯齿功能,3D物体的边缘就会显得更加平滑真实。但抗锯齿会加大显卡的运算负担,因此涌现了各种各样的双方

    双方??
    发表于2011.07.22 19:22:50
    27
    03
    本来想给夏以正确的观念,可惜没有找到合适的途径。
    发表于2011.07.19 20:23:55
    26
    03
    发表于2011.07.16 14:58:51
    25
    03
    “在一文中,我们提到所有颜色都是由红绿蓝三原色合成的。液晶显示器的每一个发光单元对应一个像素,由红绿蓝发光二极管构成,红绿蓝的发光强度决定合成光的颜色。”

    这应该是大型LED屏幕,通常用于广告和户外播放用的屏幕是这个原理吧

    液晶屏幕本身每个像素点应该是不会发光的吧,是通过后来的背光灯照亮的吧

    背光灯就是白色,是三基色混合的白色哦

    ——详细阅读
    发表于2011.07.15 13:23:24
    24
    03
    这个应该是通过减弱颜色和亮度的过渡,加强对比
    这样应该就是增加锐度吧

    感觉加锐度可能会使锯齿增加吧(视像素而定)

    这个处理方案和色彩抖动的处理方案差不多吧
    发表于2011.07.15 13:17:05
    23
    03
    发表于2011.07.14 22:07:58
    22
    121.033.***.***
    121.033.***.***
    “但抗锯齿会加大显卡的运算负担,因此涌现了各种各样的双方。”

    这里“双方”应该是“算法”吧,拼音输入法害人啊。。

    BTW:啥时候开发注册啊?
    发表于2011.07.14 11:14:15
    20
    03
    发表于2011.07.14 08:33:11
    19
    03
    发表于2011.07.13 21:13:29
    18
    03
    发表于2011.07.13 16:02:36
    17
    提示
    本贴不可匿名回复,回复等级为:1 ,您现在正处在潜水状态
    回复
    验证码
    3426 为防止广告机贴垃圾,不得已而为之
    表情
    正文
    京ICP备11010137号 京ICP证110276号 京公网安备110114000469号