안티 앨리어싱 뜻 예시 프레임 필터

안티 앨리어싱(에일리어싱)의 뜻은 디지털 샘플링 분야에서 이미지가 깨지는 계단현상을 막기위한 기술을 의미한다. 게임을 하다보면 맵의 끝쪽에 갈 때나 렉이 걸릴 때 이미지가 화질이 떨어지거나 픽셀이 보이는 계단현상을 접한 적이 있을 것이다. 안티 앨리어싱은 시간적이거나 공간적인 방법을 통해 계단현상을 방지한다.

 

안티 앨리어싱

 

1. 에일리어싱이란?

디지털 샘플링에서 샘플링 주파수가 원본 신호의 최대 주파수의 2배 보다 낮은 경우, 인접한 스팩트럼이 겹쳐서 출력이 왜곡되는 현상을 계단 현상(에일리어싱, Aliasing)이라 한다. 이는 렌더링된 컨텐츠를 재생할 때 출력되는 이미지의 픽셀조각이 튀거나, 선이나 도형의 가장자리가 우둘투둘하고 날카로워지는 형상으로 나타나는데 게임을 하다보면 한번 쯤 볼 수 있다.

 

2. 안티 앨리어싱 원리와 필터

 

안티 앨리어싱의 원리는 픽셀의 색상을 혼합하여 계단 모양을 완화하는 것이다. 예를 들어, 검은색 픽셀과 흰색 픽셀이 나란히 있는 경우, 안티 앨리어싱은 두 픽셀의 색상을 혼합하여 회색 픽셀을 생성한다. 회색 픽셀은 검은색과 흰색 사이의 중간 색상이며, 계단 모양을 부드럽게 하여 이미지가 더 자연스럽게 보이다.

안티 앨리어싱에는 다양한 방법이 있다. 가장 일반적인 방법은 스무딩이다. 스무딩은 픽셀의 색상을 주변 픽셀의 색상과 혼합하여 계단 모양을 부드럽게 한다. 그 외에는 이중선화 선형보간 프레이밍이 있다. 즉 안티 앨리어싱 필터이다.

• 이중 선화(Supersampling): 픽셀을 더 작은 크기로 나누어 그린 후, 다시 픽셀화하여 원래 크기로 출력한다.
• 이웃 픽셀 혼합(Framing): 픽셀의 색상을 인접한 픽셀의 색상과 혼합하여 부드러운 색상을 만든다.
• 선형 보간(Linear Interpolation): 픽셀의 색상을 인접한 픽셀의 색상 사이의 선형 보간을 사용하여 부드러운 색상을 만든다. 

다른 방법으로는 이중 선이 있다. 이중 선은 픽셀의 경계선을 두껍게 하여 계단 모양을 부드럽게 한다.

안티 앨리어싱은 그래픽 이미지의 품질을 향상시키는 데 중요한 기술이다. 안티 앨리어싱을 사용하면 이미지가 더 자연스럽고 부드럽게 보이며, 사용자의 몰입감을 높일 수 있다.

 

 

3. 안티앨리어싱 프레임 종류

안티앨리어싱 프레임 종류는 크게 공간적 안티앨리어싱(Spatial Anti-aliasing)과 시간적 안티앨리어싱(Temporal Anti-aliasing)**으로 나눌 수 있다.

공간적 안티앨리어싱은 한 프레임 내에서 계단 현상을 줄이는 기술인데

• 이중 선화(Supersampling): 픽셀을 더 작은 크기로 나누어 그린 후, 다시 픽셀화하여 원래 크기로 출력한다.
• 이웃 픽셀 혼합(Framing): 픽셀의 색상을 인접한 픽셀의 색상과 혼합하여 부드러운 색상을 만든다.
• 선형 보간(Linear Interpolation): 픽셀의 색상을 인접한 픽셀의 색상 사이의 선형 보간을 사용하여 부드러운 색상을 만든다.

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시간적 안티앨리어싱은 여러 프레임을 합쳐서 계단 현상을 줄이는 기술인데

• 역행 안티앨리어싱(Temporal Anti-aliasing): 이전 프레임의 정보를 사용하여 현재 프레임의 계단 현상을 줄이다.
• 지속 안티앨리어싱(Temporal Anti-aliasing): 이전 프레임의 정보와 현재 프레임의 정보를 사용하여 계단 현상을 줄이다.

 

4. 안티앨리어싱 TAA 개념

TAA는 Temporal Anti-aliasing의 한 종류이다. 이전 프레임과 현재 프레임의 정보를 사용하여 계단 현상을 줄인다. 

TAA 장점

• 공간적 안티앨리어싱에 비해 성능 저하가 적다.
• 움직이는 물체의 계단 현상을 효과적으로 줄인다.

TAA 단점

• 잔상(ghosting)이 발생할 수 있다.
• 고속으로 움직이는 물체의 계단 현상을 완전히 제거하지 못할 수 있다.

TAA는 현재 게임에서 가장 많이 사용되는 안티앨리어싱 기술 중 하나이다. 성능 저하가 적고, 움직이는 물체의 계단 현상을 효과적으로 줄일 수 있기 때문이다.

 

5. 에일리어싱과 비트맵

에일리어싱은 게임이나 영화 등 3D그래픽뿐만 아니라 2D그래픽, 디지탈 카메라의 사진, 디지탈 음원, 촬영된 필름, 디지탈 신호 심지어는 우리 눈에서도 매우 흔하게 일어난다.

비트맵그래픽의 경우 원본의 해상도보다 해상도가 줄어들경우 - 다운스케일링 시에 심각한 에일리어싱 현상을 볼 수 있다.