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Markus
Forum-Nutzer
Joined: 27 Oct 2007
Posts: 497
Location: München
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 Posted: 19.02.2009, 18:06 Post subject: |
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was heisst den antialiassing?
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ABSOLUT Magnum  |
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Chefkoch
Forum-Nutzer
Joined: 13 Apr 2004
Posts: 591
Location: Deutschland
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| Posted: 19.02.2009, 18:19 Post subject: |
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| Markus wrote: | | was heisst den antialiassing? |
Googel hilft
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Floyd
Forum-Orakel
Joined: 20 Mar 2001
Posts: 2912
Location: Dresden, Germany
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Munk
Forum-Nutzer
Joined: 30 Jun 2001
Posts: 2140
Location: Herzogenrath
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| Posted: 19.02.2009, 22:53 Post subject: |
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| Markus wrote: | | was heisst den antialiassing? |
Etwas technisch ausgedrückt: Aliasing ist das Übersprechen hochfrequenter Signale in niedere Frequenzen, wenn die Abtastrate zu gering ist.
"Etwas" mathematisch ausgedrückt: Das Spektrum einer gewöhnlichen Abtastfunktion hat starke Seitenausläufer, welche mit dem Spektrum des Signals gefaltet wird. Die Seitenausläufer sind die eigentliche Ursache für Aliasing.
Kleines praktisches Beispiel:
Stell Dir vor, deine Armbanduhr ist der Stunden- und Minutenzeiger abgebrochen, Du hast also nur noch den Sekundenzeiger dran.
Weil Du trotzdem immer die richtige Uhrzeit kennen willst, schaust Du z.b. alle 10 Sekunden kurz auf die Uhr, und beobachtest also die Umdrehungen des Sekundenzeigers, um damit die Minuten und Stunden zu zählen.
Soweit kein Problem, damit weißt Du immer sekundengenau, wieviel Uhr es ist. Die 10 Sekunden sind deine "Abtastrate" des Sekundenzeigers, also 6mal pro Minute, oder 360mal pro Stunde.
Jetzt bist Du es leid, ständig auf die Uhr zu schauen, und schaust nur noch alle 20 Sekunden auf die Zeiger. Du wirst feststellen, daß das auch noch ausreicht, um zuverlässig die Uhrzeit zu bestimmen.
Jetzt denkst Du dir, okay dann schau ich nur noch alle 80 Sekunden auf die Uhr, und versuchst daraus die Uhrzeit zu "zählen". Dir ist natürlich klar, daß das nicht klappt, weil Du jedesmal ne komplette Umrundung des Sekundenzeigers verpasst, also die Umdrehungen falsch zählst. Hälst Du trotzdem stur an deine Methode, würdest Du eine viel zu langsame Zeit messen, weil Du eine viel zu langsame Umdrehung des Sekundenzeigers siehst.
Was hier passiert ist, daß deine "Abtastrate" zu gering ist, um die Umdrehung des Sekundenzeigers zu sehen.
Stattdessen (und das ist viel schlimmer) siehst Du eine falsche Umdrehungsgeschwindigkeit des Sekundenzeigers, die real nirgends da ist. Die Frequenz des Sekundenzeigers hat ein "Alias" bei niedrigeren Frequenzen, den Du stattdessen siehst.
Bei Graphiken ist das ähnlich, wenn Du eine hochaufgelöste Textur hast (z.B. die Gitter eines Zauns), aber die Abtastrate zu gering ist (die Auflösung deines Monitors), dann siehst Du den Zaun nicht mehr voll aufgelöst, sondern du siehst niederfrequente "Schwebungen", die in der Textur garnicht drin sind. Ein "Alias".
Um den Alias zu entfernen, also Anti-Aliasing zu betreiben, gibt es dann mehrere Strategien.
Eine ist, die Abtastrate zu erhöhen, das Signal vorher tiefpassfiltern, oder eine Fensterfunktion zu verwenden.
Last edited by Munk on 19.02.2009, 22:54; edited 1 time in total |
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Pffzzhh
Forum-Nutzer
Joined: 04 Jun 2007
Posts: 138
Location: Braunschweig
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| Posted: 20.02.2009, 18:46 Post subject: |
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Hmm... Ich bin mir nicht sicher, ob die Beschreibung zur Grafikoption passt..
Könnte es sein, dass du Anisotropes Filtern meinst?
Anti Aliasing sorgt doch dafür, "Treppeneffekte" zu unterdrücken.
Beispiel:
Du hast eine niedrige Auflösung und ein Objekt, welches seinen Rand bspw. von unten links nach oben rechts darstellt. Nun wird genau an dieser Kante pro Pixel entweder das Objekt oder der Hintergrund dargestellt. Man sieht praktisch "Treppenstufen" in Form von Pixeln. Der AA Effekt bei Grafikkarten sorgt für eine Vermischung aus beiden, so dass der Übergang "weicher" aussieht.
... nachgeschaut...
Das von dir beschriebene AA bezieht sich dann wohl auf das ganze Bild. Ich denke dabei halt immer an diesen "Treppeneffekt"...
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Floyd
Forum-Orakel
Joined: 20 Mar 2001
Posts: 2912
Location: Dresden, Germany
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| Posted: 20.02.2009, 19:26 Post subject: |
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http://en.wikipedia.org/wiki/Anti-aliasing#Examples
es ist genau so wie munk sagt, es entstehen sog. "artefakte", wo eigentlich nichts ist. egal worum es sich handelt, wird alles letztlich mathematisch auf schwingungen reduziert. der blick auf die uhr ist z.b. auch eine schwingung, genauso wie die bewegung des zeigers (also die zählimpulse der uhr). grafik lässt sich auch (zeilen- oder spaltenweise) mit kurven darstellen, wenn z.b. die helligkeitswerte als z über x bzw. y des bildes aufgetragen werden. literatur über schwingungen gibts genug.
| Pffzzhh wrote: | ... nachgeschaut...
Das von dir beschriebene AA bezieht sich dann wohl auf das ganze Bild. Ich denke dabei halt immer an diesen "Treppeneffekt"... |
der treppeneffekt ist nur eine form davon.
beispielsweise bei einem zaun, der so weit entfernt ist, dass die stäbe dünner sind als die pixel, und diese zaunstäbe parallel zu einer der achsen dargestellt werden, und es wird kein AA durchgeführt, werden die stäbe entweder dargestellt, d.h. die sind dann "dicker" auf dem bildschirm als sie sein dürften (und zusätzlich am falschen ort), oder sie werden gar nicht dargestellt, weil sie in einer abtastlücke sind (s.o.). bei einer 1:1-darstellung oder einem geraden vielfachen davon ist daher kein AA notwendig.
drehen wir nun das bild um 30°, dann haben wir haufenweise schräge linien. hier spielt es nun keine rolle, wie weit die entfernt sind. man hat immer artefakte, weil es noch keine pixel mit 30°-kanten gibt ... soll heißen, die analoge linie kann nur mit vollständigen pixeln dargestellt werden, wo immer ein bisschen zuviel dran ist (man nehme ein blatt karopapier und ziehe eine schräge linie. näherungsweise werden alle kästchen, die von der linie geschnitten werden, ausgemalt). das AA kümmert sich dann um die glättung.
Last edited by Floyd on 20.02.2009, 22:45; edited 4 times in total |
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Munk
Forum-Nutzer
Joined: 30 Jun 2001
Posts: 2140
Location: Herzogenrath
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| Posted: 20.02.2009, 19:41 Post subject: |
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bekanntestes Beispiel (s. Bild im Anhang)
Das Objekt (was man hier übrigends nirgends sieht) ist ein schiefer Balken. Balken bzw. alle scharfe Kanten zeichnen sich dadurch aus, daß sie hohe Frequenzanteile haben, die viel höher als die Abtastfrequenz (inverse der Bildauflösung) sind.
Durch das niederfrequente Abtasten (oberer Teil) entstehen niedrige Frequenzen, die im Original nicht vorhanden sind. Die niedrigen Frequenzen sind hier sichtbar als Treppenstufen, wenn sie deutlich niedriger als die Abtastfrequenz ist.
Das untere Bild kennt man gewöhnlich als Ergebnis eines Anti-Aliasing-Filter. Was dabei gemacht wird, ist eine zunächst höhere Abtastfrequenz zu verwenden wodurch sich die Alias-Frequenzen ebenfalls ins höherfrequente verschieben, und danach ein Tiefpassfilter mit der ursprünglich gewünschten Abtastfrequenz, so daß die nach oben geschobenen Alias-Frequenzen im Ergebnis nicht mehr stark auftauchen.
Eine höhere Abtastfrequenz verwenden funktioniert natürlich nur dann, wenn das Signal noch mit allen (natürlichen) Frequenzen vorhanden ist, also vor jeder Rasterung. Bei einer Digitalkamera ist das der optische Teil. Bei einer 3D-Graphikkarte prinzipiell die Polygon-Codierung der Szene. Der Tiefpassfilter ist dann (bei der Kamera) eine entsprechende Blende in einem Teleskop, oder bei der Graphikkarte das Mischen des entstehenden Bildpunktes aus benachbarten "Sub-Pixeln".
| Description: |
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39.49 KB |
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454 Time(s) |
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Last edited by Munk on 20.02.2009, 19:52; edited 5 times in total |
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Munk
Forum-Nutzer
Joined: 30 Jun 2001
Posts: 2140
Location: Herzogenrath
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| Posted: 20.02.2009, 19:48 Post subject: |
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Ich wollte den Balken mit Treppenstufen vermeiden, weil er meiner Ansicht nach auf die falsche Fährte führt. Denn die Treppenstufen bekomm ich ja auch weg, wenn ich auf den gerasterten Balken einfach massiv verunschärfe. Allerdings ist dann auch die Form des Balkens weg.
Anti-Aliasing ist also nicht nur Treppenentfernen, sondern auch Moire-Unterdrückung bei Zäunen etc.
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Boogie
Forum-Nutzer
Joined: 14 Nov 2005
Posts: 318
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Floyd
Forum-Orakel
Joined: 20 Mar 2001
Posts: 2912
Location: Dresden, Germany
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| Posted: 22.02.2009, 00:45 Post subject: |
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| ebenfalls erkennt man an dieser "gitterstruktur" oder was auch immer das ist (über der lampe), dass die streifen im oberen bild ungleichmäßig dick aussehen und im unteren gleichmäßig. bei einem zaun, den man im spitzen winkel betrachtet, ist das eigentlich noch am besten zu sehen.
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Markus
Forum-Nutzer
Joined: 27 Oct 2007
Posts: 497
Location: München
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| Posted: 23.02.2009, 09:27 Post subject: |
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oh ok, danke für die Erklärungen, jetzt weiss ich da bescheid:)
Ich dachte das hat irgendwas mit Aliassen zu tun...
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