¿Qué es el Aliasing y Antialiasing?

El aliasing es un efecto que ocurre cuando una señal de alta frecuencia es muestreada de manera insuficiente y, como resultado, aparece erróneamente como una señal de menor frecuencia en la versión muestreada. Aunque el aliasing puede ocurrir en diferentes contextos, como el procesamiento de señales y el audio, es especialmente conocido en el ámbito de los gráficos por ordenador.

En gráficos, el aliasing se manifiesta visualmente como «jaggies» o bordes «dentados» en objetos renderizados, especialmente en bordes inclinados o curvos. Es el resultado de intentar representar detalles finos con un número limitado de píxeles. Por ejemplo, cuando se intenta representar una línea diagonal en una pantalla de píxeles, la línea aparece como una serie de escalones en lugar de una línea suave.

Por otro lado, el «antialiasing» (a menudo abreviado como «AA«) es una técnica para contrarrestar el aliasing y reducir el efecto de «escalera» o «jaggies» que puede aparecer en los bordes de los objetos renderizados. Estos bordes dentados son el resultado de la discreta naturaleza de los píxeles en una pantalla y la representación de bordes inclinados o curvos en esa malla de píxeles.

El objetivo del antialiasing es suavizar estos bordes dentados al introducir píxeles de tonalidades intermedias entre los colores del borde del objeto y el fondo, creando una transición más gradual y, por lo tanto, una apariencia visualmente más suave y agradable

Tipos de Aliasing

Como hemos mencionado, el aliasing es un efecto que ocurre en diferentes contextos. Por lo tanto podemos distinguir distintos tipos de aliasing:

• Aliasing espacial: Ocurre cuando los detalles de una imagen superan la resolución de la pantalla. Es el tipo más comúnmente asociado con «bordes dentados» en gráficos por ordenador.
• Aliasing temporal: Aparece en secuencias de video o animaciones cuando un objeto se mueve rápidamente y parece saltar de un lugar a otro debido a la baja frecuencia de muestreo (o baja tasa de cuadros).
• Aliasing en el audio: Aparece cuando se muestrea una señal de audio a una tasa inferior a la necesaria. El teorema de muestreo de Nyquist establece que una señal debe ser muestreada al menos al doble de su frecuencia más alta para ser reproducida correctamente. Si no se cumple este criterio, las frecuencias altas pueden «aliasearse» y aparecer como frecuencias más bajas, distorsionando el sonido.

Técnicas de Antialiasing

Existe un gran número de técnicas de antialiasing, a continuación vamos a descubrir solo algunas de las más conocidas:

• MSAA (Multisample Anti-Aliasing): Es una de las técnicas más comunes y funciona tomando múltiples muestras (o «samples») dentro de cada píxel y calculando el color final del píxel basado en un promedio de estas muestras. Por ejemplo, en 4x MSAA, se toman 4 muestras por píxel.
• SSAA (Supersample Anti-Aliasing): Esta técnica implica renderizar la escena a una resolución mucho mayor que la resolución final deseada y luego reducirla. Esto puede producir excelentes resultados, pero es computacionalmente costoso.
• FXAA (Fast Approximate Anti-Aliasing): Es una técnica de post-procesado que busca bordes dentados en la imagen renderizada y los suaviza. Es menos preciso que MSAA o SSAA, pero también es menos intensivo en términos de rendimiento.
• TXAA (Temporal Anti-Aliasing): Combina MSAA con un filtro temporal para reducir el temblor en escenas en movimiento. Es una técnica más avanzada y se utiliza principalmente en videojuegos y aplicaciones en tiempo real.
• MLAA (Morphological Anti-Aliasing): Basada en post-procesado, esta técnica busca patrones de bordes dentados y los suaviza. Es similar en concepto a FXAA, pero utiliza técnicas diferentes para detectar y suavizar bordes.

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