Tôi luôn nghe về răng cưa và khử răng cưa và tôi biết nó trông như thế nào nhưng điều tôi không hiểu là nguyên nhân gây ra nó. Nó có phải là một hiện tượng vật lý? Hoặc một số?
Nếu nó giúp giải thích, tôi có một số kiến thức lập trình, nhưng không phải trong các trò chơi video hoặc đồ họa.
Câu trả lời:
Nó có phải là một hiện tượng vật lý? hay số?
Câu hỏi này ám chỉ tôi rằng bạn không thực sự biết răng cưa / khử răng cưa nghĩa là gì. Ý tôi là, bạn nói bạn "biết nó trông như thế nào" nhưng nếu bạn thực sự biết các thuật ngữ đó có nghĩa gì, có lẽ bạn sẽ nhận ra câu hỏi của mình là vô nghĩa. Bí danh là một tác dụng phụ của cách hiển thị đồ họa máy tính và đồ họa máy tính khá nhiều theo định nghĩa không phải là hiện tượng vật lý.
"Aliasing" chỉ đề cập đến cái nhìn bậc thang trên các đường góc cạnh vì đồ họa máy tính thực sự bao gồm rất nhiều hình vuông nhỏ trong một lưới. Đây là một hình ảnh để minh họa những gì tôi đang nói về:
Đây là một vấn đề bất cứ khi nào bạn kết xuất các pixel trong một hình ảnh, cho dù bạn đang vẽ tự do hay đang viết một thuật toán để tính toán các pixel cho đa giác 3D. Đó chỉ là một tác dụng phụ của thực tế là hình ảnh là một lưới các pixel vuông. "Chống răng cưa" là khi bạn ngụy trang giao diện bậc thang bằng cách trộn các màu lại với nhau dọc theo các pixel cạnh.
Câu trả lời được chấp nhận không hoàn toàn chính xác, mặc dù nó giải quyết việc sử dụng phổ biến nhất trong đồ họa máy tính. Aliasing là một khái niệm cơ bản trong xử lý tín hiệu và lý thuyết toán học của nó có trước màn hình máy tính. Nó cũng không thực sự đúng rằng "đó là một tác dụng phụ của thực tế là các pixel là hình vuông". Bí danh tồn tại bất cứ khi nào bạn lấy mẫu tín hiệu một cách riêng biệt ở tốc độ thấp hơn tốc độ Nyquist cho tín hiệu đó và ảnh hưởng đến âm thanh kỹ thuật số cũng như hình ảnh và nhiều loại tín hiệu được lấy mẫu riêng biệt khác. Bí danh trong đồ họa máy tính là một tác dụng phụ của lấy mẫu rời rạc, không phải là hình dạng của các pixel.
Khử răng cưa trong đồ họa máy tính là một chủ đề sâu sắc và phức tạp và có nhiều thứ hơn là chỉ khử răng cưa. Một lần nữa, có rất nhiều lý thuyết cơ bản từ xử lý tín hiệu và đó là một lĩnh vực nghiên cứu tích cực trong đồ họa máy tính làm thế nào để chống bí danh hiệu quả, không chỉ cho các cạnh mà còn cho bí danh tạm thời, cho bí danh khi tái tạo BRDF trong các bóng đổ pixel, cho bóng tối cạnh và trong nhiều lĩnh vực khác. Ánh xạ Mip của kết cấu trong đồ họa 3D là một kỹ thuật khử răng cưa được thiết lập tốt đang giải quyết một vấn đề quan trọng khác ngoài khử răng cưa cạnh chẳng hạn.
Nó thực sự là một hiện tượng toán học nhiều hơn một vật lý nhưng nó xuất hiện trong kỹ thuật trong nhiều lĩnh vực khác ngoài đồ họa máy tính. Tôi thực sự sẽ không mô tả nó như một hiện tượng số - đó là kết quả của việc lấy mẫu rời rạc, không phải là sự biểu diễn rời rạc của các giá trị số trên máy tính, mặc dù điều đó cũng có thể gây ra hiệu ứng răng cưa. Hiểu các nguyên tắc cơ bản của xử lý tín hiệu là một nền tảng tốt để hiểu cách biểu hiện răng cưa trong đồ họa máy tính và để hiểu cách giảm bớt nó.
Thêm vào hai câu trả lời khác, đây là một lời giải thích trực quan hơn về những gì xảy ra.
Các ô vuông lưới đại diện cho pixel. Đa giác màu đỏ ở bên trái là hình được vẽ, được biểu thị bên trong như một chuỗi các điểm. Khi được hiển thị, nó được chuyển đổi từ danh sách các điểm thành bộ đệm màu pixel. Việc lấy mẫu riêng biệt xác định pixel nào tối và pixel nào sáng, dựa trên số lượng đa giác bao phủ mỗi pixel.
Để trả lời câu hỏi của bạn, đây là một hiện tượng số / toán học vì thông tin về hình dạng ban đầu bị mất do xấp xỉ.
Khử răng cưa là khi kết xuất cố gắng sửa lỗi cho răng cưa bằng cách làm cho các pixel được che phủ một phần bớt dữ dội hơn.
Trong trường xử lý tín hiệu, răng cưa đề cập đến việc xác định sai tần số tín hiệu. Ví dụ, do thiếu sự xem xét đầy đủ trong bước lấy mẫu dưới mức, nó có thể dẫn đến các lỗi tạo và biến dạng. Nó có thể được khái quát thành tín hiệu rời rạc 2D như hình ảnh.