Las curvas y las líneas de los gráficos en la pantalla de un monitor aparecen con menos irregularidades cuando se utilizan herramientas anti-aliasing.

El efecto de aliasing en las imágenes se puede describir como las líneas de escalones o bordes dentados que generalmente se encuentran en pantallas de baja resolución.

Los efectos dentados (jaggies) son muy obvios porque el monitor u otro dispositivo de salida no está utilizando una resolución lo suficientemente alta para demostrar una línea suave.

¿Qué es antialiasing? Entonces, el efecto antialiasing es una tecnología que intenta resolver el aliasing que se encuentra en la imagen.

Puedes encontrar el modo anti-aliasing si verificas las configuraciones en los videojuegos. Algunas opciones pueden incluir 4x, 8x y 16x, aunque 128x es posible con configuraciones de hardware muy avanzadas.

Esta característica se ve normalmente como anti-aliasing o AA y que algunas veces se denomina sobremuestreo.

Para resumir, el antialiasing suaviza los bordes crudos y demacrados de los tipos de imágenes digitales en pantallas de computadoras de escritorio y portátiles, teléfonos inalámbricos, impresoras e incluso cámaras digitales.

El aliasing (Bordes irregulares o escalonados) aparece cuando hay muy pocos píxeles en una imagen o en una pantalla para representarla de manera realista.

El aliasing espectral (Patrones de muaré o espinas donde no debería haber ninguno) aparece como resultado de la interferencia entre señales digitales, como el color y el brillo.

antialiasing


¿Cómo funciona el modo antialiasing?

¿Qué significa antialiasing en términos visuales? Si nos referimos para qué es el antialiasing en términos de gráficos o tipografía, los algoritmos del antialiasing muestrean o examinan y evalúan los colores y sombras de los píxeles adyacentes a las líneas curvas o diagonales.

También sombrean algunos píxeles para crear una línea más suave. El ojo ya no ve claramente el borde escalonado, y paradójicamente, lee la línea más suave como más clara.

Se pueden ver curvas y líneas suaves en el mundo real, sin embargo, cuando las computadoras representan imágenes para mostrarlas en un monitor, esas curvas y líneas se dividen en pequeños elementos cuadrados llamados píxeles. Este proceso produce líneas y bordes que normalmente aparecen con un efecto dentado (Jaggie).

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El anti-aliasing reduce este problema aplicando una técnica particular para suavizar los bordes para una mejor imagen general. Esto podría funcionar al difuminar ligeramente los bordes hasta que parezcan perder esa calidad dentada.

Al muestrear los píxeles alrededor de los bordes, el antialiasing afecta el rendimiento ajustando el color de los píxeles circundantes, mezclando la apariencia dentada.

Aunque la combinación de píxeles elimina los bordes nítidos, el efecto anti-aliasing puede hacer que los píxeles sean más borrosos.

Algunos algoritmos antialiasing crean un efecto de temblor similar. En lugar de cambiar el color o el tono de un píxel, el filtro compensa ligeramente, o agita el píxel en una cantidad aleatoria de su ubicación normal. Esto crea una transición más gradual entre un objeto y su fondo.

El tramado o la creación de un efecto de sombreado similar utilizando patrones de puntos de colores puede crear un efecto de suavizado para fotografías y dibujos sombreados.

Por lo tanto, aumentar la resolución y reducir el tamaño de los píxeles puede crear un efecto similar al del suavizado, aunque no siempre es posible.

La compresión fractal te permite almacenar miles de archivos de imágenes grandes en un solo disco compacto.

La compresión fractal funciona reduciendo cada forma o patrón a una ecuación. Cuando se reconstruye la imagen fractal, generalmente hay más información de la que puede mostrar la pantalla, de esta manera, se crean artefactos, es decir, fragmentos de escombros blancos. El suavizado elimina estos artefactos y crea bordes más suaves.

El fabricante de hardware de gráficos de alta gama Silicon Graphics Inc., desarrolló un método antialiasing que utiliza búferes de acumulación especiales que almacenan temporalmente los fotogramas renderizados. Cuando se acumulan varios fotogramas, el chip gráfico los combina.

Para contrarrestar el aliasing, algunos dispositivos, como el chip Pentium III de Intel y muchas impresoras y cámaras digitales, incorporan filtros antialiasing. Las tarjetas gráficas de gama alta pueden contener filtros antialiasing más sofisticados.

La mayoría de los filtros anti-aliasing toman muestras de píxeles contiguos entre 2 y 16 veces en diferentes ubicaciones, luego combinan y promedian las diferentes lecturas para obtener el color más realista.

Más muestras dan como resultado gradaciones más sutiles entre los bordes de la imagen y a lo largo de líneas y tipografías curvas o diagonales. Aunque una frecuencia de muestreo más alta requiere más tiempo y memoria.

Algunas GPU usan supermuestreo, que representa la imagen a una resolución más alta de la que puede admitir la pantalla y luego reduce la escala y filtra la imagen, de hecho, agrega nuevos píxeles antes de enviarlos a la pantalla. Aunque estas técnicas de fuerza bruta afectan el rendimiento.

Técnicas del efecto anti-aliasing

Veamos que hace el antialiasing con las distintas técnicas que ofrecen una variedad de resultados dependiendo de las capacidades del hardware:

  • ✅ Antialiasing de supermuestreo: el proceso de supermuestreo (SSAA) toma imágenes de alta resolución y los rebaja al tamaño necesario. Este enfoque da como resultado una ventaja mucho más suave, aunque el supermuestreo requiere más recursos de hardware de una tarjeta gráfica, como una memoria de video adicional. SSAA ya no se utiliza mucho debido a la cantidad de energía que requiere.
  • ✅ Antialiasing de muestreo múltiple: el proceso de múltiple muestreo (MSAA) requiere menos recursos por supermuestreo solo en partes de la imagen, particularmente en polígonos. Este proceso no consume tantos recursos, sin embargo, MSAA no funciona bien con texturas alfa / transparente, y como no muestra la escena completa, la calidad de la imagen puede verse reducida.
  • ✅ Antialiasing de muestreo múltiple adaptable: el antialiasing adaptable es una extensión de MSAA que funciona mejor con texturas alfa / transparente, aunque no ocupa el ancho de banda y los recursos de una tarjeta gráfica de la misma forma que lo hace el supermuestreo.
  • ✅ Antialiasing de muestreo de cobertura: desarrollado por NVIDIA, el proceso CSAA produce resultados similares al MSAA de mayor calidad con solo un ligero costo de rendimiento sobre el MSAA estándar.
  • ✅ Antialiasing de calidad mejorada: desarrollado por AMD para sus tarjetas gráficas Radeon, el proceso EQAA es similar a CSAA y ofrece un efecto antialiasing de mayor calidad sobre el MSAA con un impacto menor en el rendimiento y sin mayores requisitos de memoria de video.
  • ✅ Antialiasing aproximado rápido: el proceso FXAA es una mejora de MSAA que es mucho más rápida con un menor costo en rendimiento de hardware. Además, suaviza los bordes de toda la imagen. Sin embargo, las imágenes con antialiasing FXAA pueden parecer un poco más borrosas, lo que no es muy útil si estás buscando gráficos nítidos.
  • ✅ Antialiasing temporal: el proceso TXAA determina un antialiasing más nuevo que produce mejores resultados que el FXAA incorporando varias técnicas de suavizado diferentes, aunque con un costo en el rendimiento ligeramente superior. Este método no funciona en todas las tarjetas gráficas.

Cómo ajustar el efecto antialiasing

Algunos juegos ofrecen una opción en la configuración de video para configurar el proceso antialiasing. Otros pueden ofrecer únicamente un par de opciones o incluso pueden no ofrecer la opción de cambiar el efecto en absoluto para un mejor antialiasing.

También es posible que puedas personalizar la configuración a través del panel de control de la tarjeta de video. Algunos controladores de dispositivos también pueden proporcionarte otras opciones de antialiasing.

Por lo general, puedes optar por la configuración antialiasing dictada por la aplicación para que se apliquen diferentes configuraciones a diferentes juegos en particular, o puedes desactivar completamente este efecto.

¿Qué configuración de suavizado es la mejor?

Esta no es una pregunta fácil de responder. Debes experimentar con la configuración adecuada en los juegos y las placas gráficas para verificar qué opciones prefieres.

Si notas que el rendimiento se reduce sustancialmente, como con las velocidades de fotogramas degradadas o la dificultad para cargar texturas, reduce la configuración de calidad o intenta un antialiasing que requiera menos recursos.

Las placas gráficas continúan teniendo un mejor rendimiento y los monitores más recientes del mercado tienen resoluciones que eliminan el efecto aliasing más perceptible, por lo que ajustar las configuraciones con este tipo de efecto es menos importante de lo que solía ser en tiempos pasados.

Análisis final

Algunos fabricantes de tarjetas gráficas utilizan filtros antialiasing con patrones de muestreo distintivos que crean un efecto de muestra alta con una frecuencia de muestreo modesta.

La tarjeta gráfica GeForce4 Ti 4600 de NVIDIA utiliza una técnica de muestreo múltiple, que integra el suavizado en el hardware. La disminución del rendimiento es mucho menor con esta técnica, porque algunas de las muestras en las que basa el suavizado son píxeles virtuales en lugar de ser reales.

El suavizado de bordes con el programa Photoshop, no suaviza una fotografía o un dibujo completo, sino solo cuando un objeto de un color y tono se encuentra con otro objeto o el fondo.

Los usuarios experimentados pueden aprovechar las herramientas de enfoque y desenfoque de Photoshop para simular el efecto de suavizado.

La interrupción visual causada por el aliasing es aún más obvia con el video. Con imágenes fijas, cada fotograma puede verse bien, pero con una imagen de video, los artefactos pueden hacer que el borde de un edificio parezca tener un efecto de gateo o parpadeo. El suavizado puede eliminar la mayoría de estos problemas.

Mientras que suavizar una imagen puede armonizar los bordes para darle una apariencia menos áspera, los fotógrafos pueden preferir una imagen más nítida.

Al igual que con los detalles fotográficos, un texto menor a 14 píxeles de alto (aproximadamente un séptimo de pulgada en una pantalla normal) no se beneficia de los bordes difusos suavizados.

Por lo general, el suavizado ayuda con el tipo de pantalla, los logotipos, los gráficos y algunas fotografías, pero no ayuda con el tipo de tamaño de texto o cuando se necesita la máxima nitidez y detalle.

Cuadrícula pixelada con efecto antialiasing

Con respecto a la imagen anterior, imagina que cada cuadrado de la cuadrícula es un píxel. Si dibujara una línea diagonal, no se vería como la línea de la izquierda sino más bien como la del medio.

Para disfrazar el aspecto irregular, el suavizado toma muestras de píxeles en el borde y crea nuevos píxeles sombreados que difuminan la línea irregular. Si entrecierras los ojos, verás que la línea de la derecha parece más recta que la línea del medio.

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