Antialiasing: Mejora de la claridad visual en la visión por computadora

Por Fouad Sabry

Qué es Anti-aliasing

Anti-aliasing puede referirse a cualquiera de una serie de técnicas para combatir los problemas de aliasing en una señal muestreada, como una imagen digital o grabación de audio

Cómo te beneficiarás

(I) Insights y validaciones sobre los siguientes temas:

Capítulo 1: Anti -aliasing

Capítulo 2: Antialiasing espacial

Capítulo 3: Mipmap

Capítulo 4: Representación de subpíxeles

Capítulo 5: Textura filtrado

Capítulo 6: Supermuestreo

Capítulo 7: Antialiasing multimuestra

Capítulo 8: Antialiasing morfológico

Capítulo 9: Aproximación rápida anti-aliasing

Capítulo 10: Supermuestreo de aprendizaje profundo

(II) Respondiendo a las principales preguntas del público sobre antialiasing.

(III) Ejemplos del mundo real para el uso de suavizado en muchos campos.

Para quién es este libro

Profesionales, estudiantes de pregrado y posgrado, entusiastas, aficionados y aquellos que quieran para ir más allá del conocimiento o información básica para cualquier tipo de Anti Aliasing.

 

 

• Idioma: Español
• Editorial: Mil Millones De Conocimientos [Spanish]
• Fecha de lanzamiento: 5 may 2024

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Capítulo 1: Suavizado

El suavizado puede referirse a cualquiera de los diversos enfoques utilizados para evitar el solapamiento en señales muestreadas, como las imágenes digitales y las grabaciones de audio digital.

Entre los temas específicos del suavizado se incluyen los siguientes:

Filtro antialiasing, un filtro utilizado antes de un muestreador de señal para limitar el ancho de banda de la señal en aplicaciones de audio.

El suavizado manual es un método estético utilizado en el pixel art para suavizar las transiciones de forma, suavizar las líneas y difuminar los bordes.

El suavizado espacial es una técnica que minimiza el solapamiento cuando una imagen de alta calidad se representa con una resolución más baja.

El suavizado de contorno de aproximación rápida es un método de suavizado desarrollado por Timothy Lottes de Nvidia. También se conoce como Fast Sample Anti-aliasing (FSAA).

El suavizado multimuestra es una técnica de suavizado espacial.

El antialiasing morfológico es una técnica de antialiasing espacial.

La técnica de anti-aliasing espacial conocida como Anti-Aliasing Morfológico Conservador.

El supermuestreo es una técnica de suavizado espacial.

Anti-aliasing temporal, técnicas utilizadas para disminuir o eliminar el aliasing temporal en imágenes en movimiento.

El antialiasing de aprendizaje profundo es un tipo de técnica de suavizado espacial y temporal que emplea computadoras de núcleo tensorial.

{Fin del capítulo 1}

Capítulo 2: Suavizado espacial

El suavizado espacial es una técnica para minimizar los artefactos de distorsión (aliasing) mientras se reproduce una imagen de alta calidad a una resolución reducida. El suavizado se utiliza en numerosas áreas, incluida la fotografía digital, los gráficos por computadora y el audio digital.

El suavizado es el proceso de eliminar los componentes de la señal con una frecuencia más alta que la que puede resolver el instrumento de grabación (o muestreo). Esto se realiza antes de la (re)muestreo a una resolución reducida. Cuando el muestreo se realiza sin eliminar esta parte de la señal, se producen artefactos como ruido en blanco y negro.

En la adquisición de señales y audio, el suavizado se realiza con frecuencia con un filtro antialiasing analógico antes del muestreo con un convertidor de analógico a digital para eliminar el componente fuera de banda de la señal de entrada. En fotografía digital, los filtros ópticos de suavizado birrefringentes suavizan la señal en el dominio óptico espacial. El filtro anti-aliasing esencialmente desenfoca un poco la imagen para reducir su resolución a la del sensor digital o inferior (cuanto mayor sea el paso de píxeles, menor será la resolución alcanzable a nivel del sensor).

El suavizado en los gráficos por computadora mejora la apariencia de los bordes de polígonos dentados, o dentados, al suavizarlos en la pantalla. Sin embargo, reduce el rendimiento de la tarjeta gráfica y aumenta el uso de la memoria de video. El nivel de suavizado determina la suavidad de los bordes de los polígonos (y la cantidad de memoria de vídeo que consume).

En la parte superior de una imagen con un patrón de tablero de ajedrez que retrocede, la imagen es difícil de reconocer y poco atractiva. Por el contrario, cuando se aplica suavizado, el tablero de ajedrez cerca de la parte superior de la imagen se vuelve gris, que es el resultado deseado cuando la resolución es insuficiente para mostrar el detalle. Incluso en la parte inferior de la imagen, la imagen suavizada tiene bordes mucho más suaves. Las técnicas existentes incluyen el filtro sinc, que se considera un algoritmo antialiasing superior. Dado que el espacio está habitado por mosaicos blancos y negros, el suavizado interpola el brillo de los píxeles en los bordes para producir píxeles grises al ampliarlos. Estos elementos ayudan a que la imagen suavizada del filtro sinc sea mucho más suave que la original.

El suavizado mezcla los píxeles de límite en una imagen de diamante simple; Esto disminuye el efecto visualmente discordante de los límites irregulares y escalonados que aparecen en un gráfico con alias.

El suavizado se emplea con frecuencia cuando se muestra texto en la pantalla de una computadora para simular la apariencia del texto producido por la impresión convencional de tinta y papel. Normalmente, las técnicas de representación de subpíxeles, como ClearType, se utilizan cuando las fuentes se presentan en pantallas LCD estándar. El renderizado de subpíxeles requiere filtros antialiasing con equilibrio de color para transformar la distorsión del color en franjas de color apenas perceptibles. Los subpíxeles individuales pueden ser direccionados como si fueran píxeles