Ступенчатые края — это артефакты на растровых изображениях , чаще всего возникающие из -за наложения спектров [1] , которое, в свою очередь, часто вызывается нелинейными эффектами смешивания, создающими высокочастотные компоненты, или отсутствующей или некачественной фильтрацией сглаживания перед дискретизацией.
Неровности — это лестничные линии, которые появляются там, где должны быть «гладкие» прямые линии или кривые. Например, когда номинально прямая, неналоженная линия пересекает один пиксель по горизонтали или вертикали, на полпути через линию, где она пересекает порог от одного пикселя к другому, происходит «собачий изгиб».
Не следует путать зубцы с большинством артефактов сжатия , которые представляют собой другое явление.
Ступенчатые края возникают из-за «эффекта лестницы». Это происходит потому, что линия, представленная в растровом режиме, аппроксимируется последовательностью пикселей. Ступенчатые края могут возникать по разным причинам, наиболее распространенной из которых является то, что выходное устройство ( дисплей, монитор или принтер ) не имеет достаточного разрешения для отображения плавной линии. [2] Кроме того, ступенчатые края часто возникают, когда растровое изображение преобразуется в другое разрешение. Это одно из преимуществ векторной графики перед растровой — вывод выглядит одинаково независимо от разрешения выходного устройства.
Эффект неровностей можно несколько уменьшить с помощью графической техники, известной как пространственное сглаживание . Сглаживание сглаживает неровные линии, окружая неровности прозрачными пикселями , чтобы имитировать вид частично заполненных пикселей. Недостатком сглаживания является то, что оно снижает контрастность — вместо резких переходов черного/белого появляются оттенки серого — и полученное изображение получается размытым. Это неизбежный компромисс: если разрешение недостаточно для отображения желаемых деталей, вывод будет либо неровным, либо размытым, либо их комбинацией.
Кроме того, часто возникают неровности, когда растровое изображение преобразуется в другое разрешение. Они могут возникать по разным причинам, наиболее распространенной из которых является то, что выходное устройство (дисплей, монитор или принтер) не имеет достаточного разрешения для отображения плавной линии.
В компьютерной графике в реальном времени, особенно в играх, сглаживание используется для полного удаления неровностей, создаваемых краями полигонов и другими линиями. Некоторые разработчики видеоигр не включают сглаживание по умолчанию для своих игр, поскольку предполагаемое оборудование недостаточно мощное для его запуска с плавными кадрами в секунду, если сглаживание включено. На игровых консолях восьмого поколения , таких как PlayStation 4 и Xbox One , сглаживание и частота кадров были значительно улучшены. С неровностями в растровых изображениях, таких как спрайты и материалы поверхностей, чаще всего справляются отдельные процедуры фильтрации текстур , которые гораздо проще выполнять, чем фильтрация сглаживания. Фильтрация текстур стала повсеместной на ПК после появления графического процессора Voodoo от 3Dfx .
В игре 1985 года Rescue on Fractalus! для 8-битных компьютеров Atari графика, изображающая кабину космического корабля игрока, содержит две оконные стойки, которые не сглажены и поэтому очень «зазубренные». Разработчики посмеялись над этим и назвали внутриигровых врагов «Jaggi», а также изначально назвали игру Behind Jaggi Lines!. Последняя идея была отклонена отделом маркетинга перед выпуском. [3]