Алиасинг

Давайте возьмем нашу линейную сетку в качестве тестовой картинки и предположим, что в ней закралась маленькая ошибка; одна из линий на 50% шире остальных. Пока негатив спокойно воспроизводит оригинал, цифровая сетка создает однородную серую область, начиная с неправильной линии. Это происходит лишь потому, что пиксели, помеченные «х», состоят наполовину из черной линии и наполовину из белого пропуска, и цифровая сетка попросту смешивает их – получается серый цвет.

Рис. 10. Принцип алиасинга

Следовательно, если преобразуемый образец содержит очень высокие пространственные частоты – как на рис. 10 – цифровое изображение может показать линии и пропуски неправильного размера и интервала. Это физический эффект, известный также в акустике и печатном деле. Там используются термины «ударная волна» и «муар». В технологии оцифровывания используется более широкий термин «алиасинг».

Алиасинг возникает всякий раз, когда в изображении есть постоянно повторяющиеся структуры такого же размера и так же расположенные, как и цифровая сетка. Различные проявления алиасинга представлены на рис. 11. Преимущество «пленочного пикселя» (зерна) в том, что они статистически распределены и не имеют регулярной решетчатой структуры, и, следовательно, различны от кадра к кадру.

Рис. 10. 6К скан частотного спектра

Рис. 11. 3К скан с тяжелым алиасингом

Рисунок 11 демонстрирует области возникновения деструктивной интерференции и псевдомодуляции. Они придают контраст деталям, находящимся за частотной границей, которые появляются на цифровом изображении на неправильном месте (вне фазы) и имеют неверный размер. Этот феномен присущ не только тестовым решеткам. Довольно однородный по фактуре пиджак лауреата Премии Киноакадемии может пасть жертвой алиасинга:

Рис. 12. 2-мегапиксельный снимок цифровой камерой (А)

1-мегапиксельный снимок цифровой камерой (Б)

Как вы можете видеть, алиас - это неприятнейший артефакт для фотографий, но он становится намного хуже для кино и видео, потому что меняется от кадра к кадру.