تنعيم

SMAA - Enhanced Subpixel Morphological Antialiasing

من جانب آخر، يعتبر الاخير مزيج من الخورزميات السابقة لأنه يستعملها لتحديد الأشكال الحادة في الصورة وبتقنية تنعيم SSAA ينتج حد ادنى من الطمس.

خلفية

ومن جهة أخرى، على شاشات الكمبيوتر الإسترداف (بمعنى شكل الدرج) يكون مرئي على الخطوط نتيجة لرسم الخط في مصفوفة من البكسل هذا في حالة عدم استخدام مرشحات التمليس أو التنعيم، الإسترداف ينتج عنه عدة عواقب. فمثلا قد تعطي للخط شكل واضح ما إذا كان أفقي أو عمودي تماما بينما يقلل في فهم الشكل على الشاشة عند تحركه أو دورانه، تبرز مشاكل أخرى عند إعادة تحجيم الصورة فالخطوط لن يتغير سمكها حتى تصل الصورة إلى حجمها المضاعف أو قد تختفي إذا تم تصغير الصورة إلى النصف.

من جانب آخر، في أنظمة معالجة الإشارة يحدث تعرج للإشارة إذا تم استعمال تردد استعيان أقل من ضعف أعلى تردد موجود في الإشارة أو الصورة. حتى لا يحدث التعرج، فينبغي أن يؤكد على تحقيق مبرهنة الاستعيان والتي يمكن صياغتها رياضيا كالتالي:

ومن جهة أخرى، في نظام الرسوميات النقطية المستعمل في أنبوب أشعة الكاثود (CRT) أو شاشة الصمام الثنائي (LED) تنشئ صور من ترتيب لنقاط ملونة. ينتج عنها صور تعتبر مقاربة للمشهد الحقيقي. هذا التقريب يعتمد على دقة الشاشة وعدد الألوان التي يمكنك عرضها لكل نقطة.

وفي السياق ذاته، حيث هو أعلى تردد موجود و هو تردد الاستعيان الذي يتم به التقاط القيم الرقمية (متقطة) لإشارة متصلة.

وعلى صعيد آخر، تم التغلب على المشكلة باستخدام تقنية التنعيم. يتم هذا بتلوين البكسل على طول حدود الخط القطري بلون ناتج من مزج لون الحرف ولون الخلفية التي كتب عليها. الهدف هو خلق خدعة بصرية على العين والنتيجة رؤية الأشكل أكثر سلاسة، كما أن النتائج تكون واضحة عند الابتعاد من المنظر.

معالجة الإشارات والتنعيم

وفي هذا الصدد، النموذج لدينا هو أن هناك مصفوفة تحتوي على قيم لثلاثة الوان وعند فصل الالوان نحصل على قيم تشكل لنا إشارة تناظرية شبيهة بالأمواج الصوتية. من الناحية النظرية، نحن نريد ازالة أو إضافة قيمة بيكسل في حالة التصغير أو التكبير للصورة أو رسم جسم اصغر من البكسل هذه القيمة لن تكون موجودة بشكل فعلي بل سيكون لها تأثير على البكسل المحيط به ، عندما يعبر على الالوان بإشارة تناظرية يمكن تطبيق الإستعيان لإجراء التنعيم.

الأنواع والخورزميات

وعلى صعيد آخر، تتم عملية التنعيم في بطاقة العرض أو برمجيا، في كل الاحوال تستعمل أنواع من الخوزميات تختلف وتتفاوت في الأداء والنتيجة. من أشهر الطرق وابسطها FSAA (تنعيم الشاشة الكامل). من الاسم تستنتج ان المعالجة تكون على جميع النقاط في الشاشة، فكل بكسل مستهدف يكتسب لون ناتج من مزج الوان المربعات المحيطة به. يمكن القول إنه أفضل شكل من أشكال التنعيم، لأنه يقلل في الإسترداف إلى حد كبير لكن يبقى الطمس طفيف في بعض أجزاء الصورة. وحدات معالجة الرسومية لديها القدرة على استخدام هذا التنعيم بما انها المسؤولة في إخراج الصورة إلى الشاشة ومن بين الخورزميات المستعملة:

تنعيم الإقتناء الخارق

SSAA - Super Sampling AA

علاوةً على ذلك، يتم تكبير الصورة ثم تقسيمها إلى اجزاء بشكل مضاعة ، كل بكسل يقسم إلى 2 أو 4 - 8 - 16 يتم إجراء رسم الشكل وتأخذ عينات من الوان البكسل المكونة للشكل، وفيما بعد يتم تقليص حجم الصورة مرة أخرى إلى الأصل. يتخذ البكسل الهذف اللون المحسوب من مزج الألوان الاربعة. يجب أن تكون بطاقة الرسومات قادرة على أداء هذه العمليات بسرعة لتفادي البطئ في الأداء.

تنعيم الإقتناء المتعدد

MSAA - Multi Sampling AA

ومن ناحية أخرى، يشبه إلى حد ما SSAA ولكن لا يتطلب تحجيم الصورة صعودا وهبوطا. فهي تقوم إعادة استعمال العينات خلال مسحها للصورة وتحفظ الوان البكسل السابق هذا ما يجعله العمل أكثر كفاءة واقل إستهلاك لموارد النظام.

تنعيم الجودة المعزز

EQAA - Enhanced Quality AA

في هذا الإطار، تطوير لنوع MSAA لكنه حصري لعتاد معين ، فهو يقسم البكسل إلى أجزاء (2-4-8- في ذاكرة بطاقة العرض) ويختار اللون المناسب من مجموع الالوان الموجودة داخله، الخورزمية تعمل في جانب العتاد وفعالة في عرض الاشكال الثلاثية البعد 3D وغيرعملي عندما يكون التنعيم برمجيا

علاوةً على ذلك، هناك اصناف أخرى لا تقوم بمزج الألوان إلا في حالة وجود تباين أو حواف في الصورة مثل

تنعيم الشكلي

MLAA - Morphological AA

تنعيم الشكلي المعزز

من جهة ثانية، تستعمل مرشحات الطمس عند اكتشاف تناقضات في الحواف أو على طول الانحدارات في الصورة. يقلل الإسترداف بشكل واضح لكنه قد يطمس كل شيء ، بما في ذلك الخطوط العمودية والافقية.غالبا ما تستعمل في الألعاب.

امثلة

ومن جهة أخرى، في الشكل رقم 1 الصورة (أ) توضح التشويه البصري الذي يحدث عندما لا يتم استخدام التنعيم. في أعلى الصورة، حيث مربعات الشطرنج تكون صغير جدا، من الصعب التعرف على الصورة وليست جذابة من الناحية الجمالية. في المقابل، الصورة (ب) تعرض صورة مع تنعيم. في اعلى مربعات الشطرنج يظهر مزيج من اللون الرمادي، تظهر الحواف أكثر سلاسة ومصقولة. تبين الصورة (ج) خوارزمية أخرى للتنعيم، باستخدام مرشح سينك، والذي يعتبر أفضل خوارزميات مستعملة.