L’aliasing est un effet qui se produit lorsqu’un signal à haute fréquence est sous-échantillonné et, par conséquent, apparaît à tort comme un signal à basse fréquence dans la version échantillonnée. Bien que l’aliasing puisse se produire dans différents contextes, tels que le traitement du signal et l’audio, il est particulièrement bien connu dans le domaine de l’infographie.
Dans le domaine graphique, le repliement se manifeste visuellement par des bords « en dents de scie » ou « déchiquetés » sur les objets rendus, en particulier sur les bords inclinés ou courbés. C’est le résultat d’une tentative de rendu de détails fins avec un nombre limité de pixels. Par exemple, lorsqu’on essaie de rendre une ligne diagonale sur un écran à pixels, la ligne apparaît comme une série de marches au lieu d’une ligne lisse.
D’autre part, l‘ »antialiasing » (souvent abrégé en « AA« ) est une technique qui permet de contrer le crénelage et de réduire l’effet « escalier » ou « dents de scie » qui peut apparaître sur les bords des objets rendus. Ces bords irréguliers sont le résultat de la nature discrète des pixels sur un écran et de la représentation des bords inclinés ou courbés dans ce maillage de pixels.
L’objectif de l’anticrénelage est d’adoucir ces bords irréguliers en introduisant des pixels de teintes intermédiaires entre les couleurs des bords de l’objet et l’arrière-plan, créant ainsi une transition plus graduelle et, par conséquent, une apparence visuellement plus lisse et plus agréable
Types d’aliasing
Comme nous l’avons mentionné, l’aliasing est un effet qui se produit dans différents contextes. Nous pouvons donc distinguer différents types d’aliasing :
- Alias spatial : il se produit lorsque les détails d’une image dépassent la résolution de l’écran. C’est le type le plus couramment associé aux « bords déchiquetés » dans les infographies.
- Le crénelagetemporel: Apparaît dans les séquences vidéo ou les animations lorsqu’un objet se déplace rapidement et semble sauter d’un endroit à l’autre en raison de la faible fréquence d’échantillonnage (ou de la faible fréquence d’images).
- Aliasing audio: Apparaît lorsqu’un signal audio est échantillonné à une fréquence plus faible que nécessaire. Le théorème d’échantillonnage de Nyquist stipule qu’un signal doit être échantillonné au moins deux fois sa fréquence la plus élevée pour être reproduit correctement. Si ce critère n’est pas respecté, les hautes fréquences peuvent « s’aliaser » et apparaître comme des fréquences plus basses, ce qui déforme le son.
Techniques d’anticrénelage
Il existe un grand nombre de techniques d’anticrénelage, voici quelques-unes des plus connues :
- MSAA (Multisample Anti-Aliasing): C’est l’une des techniques les plus courantes et elle fonctionne en prenant plusieurs échantillons (ou « samples ») dans chaque pixel et en calculant la couleur finale du pixel sur la base d’une moyenne de ces échantillons. Par exemple, dans le cas du 4x MSAA, 4 échantillons sont prélevés par pixel.
- SSAA (Supersample Anti-Aliasing): Cette technique consiste à rendre la scène à une résolution beaucoup plus élevée que la résolution finale souhaitée, puis à la ré-échantillonner. Cette méthode peut produire d’excellents résultats, mais elle est coûteuse en termes de calcul.
- FXAA (Fast Approximate Anti-Aliasing): Il s’agit d’une technique de post-traitement qui recherche les bords irréguliers de l’image rendue et les lisse. Elle est moins précise que le MSAA ou le SSAA, mais elle est également moins gourmande en performances.
- TXAA (Anti-crénelage temporel): Combine le MSAA avec un filtre temporel pour réduire l’instabilité dans les scènes en mouvement. Il s’agit d’une technique plus avancée qui est principalement utilisée dans les jeux vidéo et les applications en temps réel.
- MLAA (Morphological Anti-Aliasing): Basée sur le post-traitement, cette technique recherche les motifs de bords irréguliers et les lisse. Son concept est similaire à celui du FXAA, mais elle utilise des techniques différentes pour détecter et lisser les bords.
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