सबपिक्सेल रेंडरिंग

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सबपिक्सेल प्रतिपादन का अनुकरण।

सबपिक्सेल रेंडरिंग का उपयोग कंप्यूटर के डिस्प्ले के स्पष्ट रिज़ॉल्यूशन को बढ़ाने के लिए किया जाता है। यह इस तथ्य का लाभ उठाता है कि रंगीन लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले (एलसीडी) या समान पर प्रत्येक पिक्सेल भिन्न -भिन्न स्थानों के साथ भिन्न -भिन्न लाल, हरे और नीले घटकों - सबपिक्सेल - से बना होता है, जिससे रंग भी छवि को अंतरिक्ष में स्थानांतरित करने का कारण बने होते है। .

रंगीन डिस्प्ले पर एकल पिक्सेल अनेक सबपिक्सेल से बना होता है, जिसे समान्यत: लाल, हरा, नीला (RGB) के रूप में बाएं से दाएं तीन व्यवस्थित होते हैं। जो की लूप जैसे छोटे आवर्धक कांच से देखने पर घटक सरलता से दिखाई देते हैं। आंख में तंत्रिका कोशिकाओं द्वारा प्रकाशिकी और स्थानिक एकीकरण द्वारा धुंधला होने के कारण ये पिक्सेल घटक मानव आंख में ही रंग के रूप में दिखाई देते हैं। चूँकि आँख स्थान के प्रति अधिक संवेदनशील होती है। इसलिए, पिक्सेल के GB और दाईं ओर अगले वाले के R को चालू करने से सफेद बिंदु उत्पन्न होगा किंतु यह सफेद बिंदु के दाईं ओर पिक्सेल का 1/3 भाग दिखाई देगा जिसे आप पहले पिक्सेल का. आरजीबी से देखेंगे।

सबपिक्सल रेंडरिंग इसका लाभ उठाकर रेंडर की गई छवि का तीन गुना क्षैतिज रिज़ॉल्यूशन प्रदान करता है, चूँकि सही रंग उत्पन्न करने के लिए इस छवि को धुंधला करना पड़ता है, यह सुनिश्चित करके कि लाल, हरे और नीले रंग की समान मात्रा चालू होती है जब कोई सबपिक्सल नहीं होता है जिसे प्रतिपादन किया जा रहा है.

एए को उपपिक्सेल में प्रस्तुत किया गया। पिछली छवि, के साथ R, G और B चैनल अलग और एनिमेटेड।

पिक्सेल ज्यामिति के उदाहरण, पिक्सेल और सबपिक्सेल की विभिन्न व्यवस्थाएँ दिखाते हैं, जिन पर सबपिक्सेल रेंडरिंग के लिए विचार किया जाना चाहिए। लाल, हरे और नीले सबपिक्सेल से युक्त एलसीडी डिस्प्ले (नीचे दाईं ओर सबसे विशिष्ट उदाहरण है) सबपिक्सेल रेंडरिंग के लिए सबसे उपयुक्त हैं।

सबपिक्सल रेंडरिंग के लिए सॉफ्टवेयर को सबपिक्सल का लेआउट जानने की आवश्यकता होती है। इसके गलत होने का सबसे आम कारण मॉनिटर है जिसे 90 (या 180) डिग्री घुमाया जा सकता है, चूँकि मॉनिटर सबपिक्सेल की अन्य व्यवस्था के साथ निर्मित होते हैं, जैसे कि बीजीआर या त्रिकोण में, या आरजीबीडब्ल्यू वर्गों जैसे 4 रंगों के साथ। ऐसे किसी भी डिस्प्ले पर गलत सबपिक्सल रेंडरिंग का परिणाम उससे भी व्यर्थ होगा जब कोई सबपिक्सल रेंडरिंग बिल्कुल नहीं किया गया था (यह रंग कलाकृतियों का उत्पादन नहीं करेगा, किंतु यह ध्वनि किनारों का उत्पादन करेगा)।

कैथोड रे ट्यूब पर सबपिक्सल रेंडरिंग लगभग असंभव है। यह जानने की आवश्यकता होगी कि प्रत्येक पिक्सेल के लिए इलेक्ट्रॉन बीम सामान्य बीम स्टीयरिंग इलेक्ट्रॉनिक्स और मैग्नेट में भिन्नता की तुलना में कहीं अधिक स्पष्टता के साथ डिस्प्ले के एपर्चर ग्रिल से टकराता है।

एक बार डिस्प्ले का रिज़ॉल्यूशन इतना अधिक हो जाने पर सबपिक्सेल रेंडरिंग सहायता नहीं करती है कि उपयोगकर्ता स्थिति परिवर्तन को नहीं समझ सकता है। इस कारण से, उच्च डीपीआई डिस्प्ले वाले डिवाइस सबपिक्सेल रेंडरिंग का उपयोग नहीं कर सकते हैं।

इतिहास और पेटेंट

आज उपयोग किए जाने वाले सबपिक्सेल रेंडरिंग की उत्पत्ति विवादास्पद बनी हुई है। एप्पल , फिर आईबीएम और अंततः माइक्रोसॉफ्ट ने विभिन्न उद्देश्यों के लिए कुछ तकनीकी अंतरों के साथ विभिन्न कार्यान्वयनों का पेटेंट कराया गया था, जिनकी प्रौद्योगिकियों का उद्देश्य भिन्न -भिन्न था।[1]

आरजीबी स्ट्राइप लेआउट पर टेक्स्ट रेंडरिंग के लिए सबपिक्सल रेंडरिंग तकनीक पर माइक्रोसॉफ्ट के पास संयुक्त राज्य अमेरिका में अनेक सॉफ्टवेयर पेटेंट थे। पेटेंट 6,219,025, 6,239,783, 6,307,566, 6,225,973, 6,243,070, 6,393,145, 6,421,054, 6,282,327, 6,624,828 7 अक्टूबर 1998 और 7 अक्टूबर 19 के बीच दायर किए गए थे। 99, और 30 जुलाई, 2019 को समाप्त हो गया था।[2] जिससे फ्रीटाइप द्वारा विश्लेषण[3] पेटेंट का संकेत है कि सबपिक्सेल रेंडरिंग का विचार पेटेंट द्वारा कवर नहीं किया गया है, किंतु रंग को संतुलित करने के लिए अंतिम चरण के रूप में उपयोग किए जाने वाले वास्तविक फ़िल्टर द्वारा कवर किया गया है। जिससे माइक्रोसॉफ्ट का पेटेंट सबसे छोटे फिल्टर का वर्णन करता है जो प्रत्येक सबपिक्सेल मान को R,G, और B पिक्सल की समान मात्रा में वितरित करता है। कोई भी अन्य फ़िल्टर या तो धुंधला होगा या रंगीन कलाकृतियाँ प्रस्तुत करेगा।

पेटेंट क्रॉस-लाइसेंसिंग समझौते के कारण ऐप्पल मैक ओएस एक्स में इसका उपयोग करने में सक्षम था।[4]


एप्पल II

कभी-कभी यह प्रमाणित किया जाता है (जैसे कि स्टीव गिब्सन (कंप्यूटर प्रोग्रामर) द्वारा)[5]) कि 1977 में प्रस्तुत किया गया है की एप्पल II, अपने उच्च-रिज़ॉल्यूशन (280×192) ग्राफ़िक्स मोड में सबपिक्सेल रेंडरिंग के प्रारंभिक रूप का समर्थन करता है। चूँकि गिब्सन द्वारा वर्णित विधि को मशीन द्वारा रंग उत्पन्न करने के विधि की सीमा के रूप में भी देखा जा सकता है, जिसे न कि रिज़ॉल्यूशन बढ़ाने के लिए प्रोग्रामर द्वारा जानबूझकर उपयोग की जाने वाली तकनीक के रूप में उपयोग किया जाता है।

डेविड टर्नर फ्रीटाइप प्रोजेक्ट ने आविष्कार के संबंध में गिब्सन के सिद्धांत की आलोचना की, कम से कम जहां तक ​​पेटेंट नियम का संबंध है, निम्नलिखित विधि से: रिकॉर्ड के लिए, वोज्नियाक पेटेंट को स्पष्ट रूप से माइक्रोसॉफ्ट U.S. Patent 6,188,385] में संदर्भित किया गया है, और इसके साथ टकराव से बचने के लिए प्रमाणों को स्पष्ट रूप से लिखा गया है (जो आसान है, क्योंकि ऐप्पल II ने एमएस द्वारा प्रमाणित किए गए 'न्यूनतम 3' के अतिरिक्त केवल 2 उप-पिक्सेल का उपयोग किया था)।[6] टर्नर आगे अपना दृष्टिकोण बताते हैं:

एप्पल II उच्च-रिज़ॉल्यूशन स्क्रीन बफ़र में सम्मिलित बाइट में सात दृश्यमान बिट्स (प्रत्येक सीधे पिक्सेल से संबंधित) और ध्वज बिट होता है जिसका उपयोग बैंगनी/हरे या नीले/नारंगी रंग सेट के बीच चयन करने के लिए किया जाता है। प्रत्येक पिक्सेल, चूँकि इसे बिट द्वारा दर्शाया जाता है, या तो चालू या बंद होता है; रंग या चमक निर्दिष्ट करने के लिए पिक्सेल के अंदर कोई बिट नहीं हैं। इसके अतिरिक्त रंग को एनटीएससी रंग एन्कोडिंग योजना के दृश्य आर्टिफैक्ट के रूप में बनाया जाता है, जो क्षैतिज स्थिति द्वारा निर्धारित होता है: सम क्षैतिज निर्देशांक वाले पिक्सेल सदैव बैंगनी (या नीले, यदि ध्वज बिट सेट है) होते हैं, और विषम पिक्सेल सदैव हरे (या नारंगी) होते हैं। एक-दूसरे के बगल में दो प्रकाश वाले पिक्सेल सदैव सफेद होते हैं, भले ही जोड़ी सम/विषम या विषम/सम हो, और ध्वज बिट के मूल्य की परवाह किए बिना होता है। जिसे पूर्वगामी ओर ऐप्पल के वीडियो आउटपुट परिपथ के डिजिटल और एनालॉग व्यवहार के वास्तविक इंटरप्ले का अनुमान है, और दूसरी ओर वास्तविक एनटीएससी मॉनिटर के गुण हैं। चूँकि यह अनुमान उस समय के अधिकांश प्रोग्रामरों के मन में एप्पल के उच्च-रिज़ॉल्यूशन मोड के साथ काम करते समय आया होगा।

गिब्सन के उदाहरण का प्रमाणित है कि क्योंकि दो आसन्न बिट्स सफेद ब्लॉक बनाते हैं, वास्तव में प्रति पिक्सेल दो बिट्स होते हैं: जो पिक्सेल के बैंगनी बाएं आधे भाग को सक्रिय करता है, और दूसरा जो पिक्सेल के हरे दाएं आधे भाग को सक्रिय करता है। यदि प्रोग्रामर इसके अतिरिक्त पिक्सेल के हरे दाएं आधे भाग और अगले पिक्सेल के बैंगनी बाएं आधे भाग को सक्रिय करता है, तो परिणाम सफेद ब्लॉक होता है जो दाईं ओर 1/2 पिक्सेल होता है, जो वास्तव में सबपिक्सेल रेंडरिंग का उदाहरण है। चूँकि , यह स्पष्ट नहीं है कि एप्पल II के किसी प्रोग्रामर ने बिट्स के जोड़े को पिक्सेल के रूप में माना है या नहीं - प्रत्येक बिट को पिक्सेल कहने के अतिरिक्त जबकि गिब्सन के पेज पर एप्पल II के आविष्कारक स्टीव वोज़्निएक के उद्धरण से यह प्रतीत होता है कि पुराने एप्पल II ग्राफिक्स प्रोग्रामर नियमित रूप से सबपिक्सेल रेंडरिंग का उपयोग करते थे, यह स्थिति बनाना कठिन है कि उनमें से अनेक ने सोचा कि वे ऐसे शब्दों में क्या कर रहे थे।

प्रत्येक बाइट में फ़्लैग बिट पिक्सेल को आधी पिक्सेल-चौड़ाई से दाईं ओर स्थानांतरित करके रंग को प्रभावित करता है। इस आधे-पिक्सेल बदलाव का उपयोग कुछ ग्राफ़िक्स सॉफ़्टवेयर द्वारा किया गया था, जैसे एचआरसीजी (हाई-रिज़ॉल्यूशन कैरेक्टर जेनरेटर), ऐप्पल उपयोगिता जो विकर्णों को सुचारू करने के लिए उच्च-रिज़ॉल्यूशन ग्राफ़िक्स मोड का उपयोग करते है जो की टेक्स्ट प्रदर्शित करती थी। (अनेक एप्पल II उपयोगकर्ताओं के पास मोनोक्रोम डिस्प्ले थे, या मोनोक्रोम डिस्प्ले की उम्मीद करने वाले सॉफ़्टवेयर को चलाते समय उन्होंने अपने रंग डिस्प्ले पर संतृप्ति को कम कर दिया था, इसलिए यह तकनीक उपयोगी थी।) चूँकि यह व्यक्तिगत रूप से सबपिक्सेल को संबोधित करने का विधि प्रदान नहीं करता था, किंतु इसने पोजिशनिंग की अनुमति दी थी भिन्नात्मक पिक्सेल स्थानों पर पिक्सेल की संख्या, और इस प्रकार इसे सबपिक्सेल रेंडरिंग का रूप माना जा सकता है। चूँकि , यह तकनीक एलसीडी सबपिक्सेल रेंडरिंग से संबंधित नहीं है जैसा कि इस लेख में बताया गया है।

आईबीएम

आईबीएम का यू.एस. पेटेंट #5341153 - फाइल किया गया: 1988-06-13, बहुरंगा छवि प्रदर्शित करने की विधि और उपकरण इनमें से कुछ तकनीकों को कवर कर सकते हैं।


क्लियरटाइप

Main article: क्लियरटाइप

माइक्रोसॉफ्ट ने 1998 में कॉमडेक्स में स्पष्ट प्रकार नामक अपनी सबपिक्सेल रेंडरिंग तकनीक की घोषणा की थी।[7] माइक्रोसॉफ्ट ने मई 2000 में पेपर प्रकाशित किया जाता है,जिससे यह पैटर्न वाले डिस्प्ले के लिए विस्थापित फ़िल्टरिंग, क्लियरटाइप के पीछे फ़िल्टरिंग का वर्णन किया जाता है।[8] इसके पश्चात् इसे विन्डोज़ एक्सपी में उपलब्ध कराया गया था, किंतु विंडोज विस्टा तक यह डिफ़ॉल्ट रूप से सक्रिय नहीं था। (चूँकि , विन्डोज़ एक्सपी ओईएम डिफ़ॉल्ट सेटिंग को बदल सकते थे और उन्होंने बदला भी सकते है।)[9]


फ्रीटाइप

फ्रीटाइप, एक्स विंडो सिस्टम पर अधिकांश उपस्थित सॉफ़्टवेयर द्वारा उपयोग की जाने वाली लाइब्रेरी में दो ओपन-सोर्स लाइसेंस कार्यान्वयन सम्मिलित हैं। मूल कार्यान्वयन क्लियरटाइप एंटीएलियासिंग फिल्टर का उपयोग करता है और निम्नलिखित नोटिस देता है: सबपिक्सेल रेंडरिंग के लिए माइक्रोसॉफ्ट की क्लियरटाइप तकनीक का रंग फ़िल्टरिंग एल्गोरिदम पेटेंट द्वारा कवर किया गया है; इस कारण से फ्री टाइप में संबंधित कोड डिफ़ॉल्ट रूप से अक्षम है। ध्यान दें कि सबपिक्सेल प्रतिपादन स्वयं पूर्व कला है; इस प्रकार भिन्न रंग फ़िल्टर का उपयोग करने से माइक्रोसॉफ्ट के पेटेंट प्रमाणों को सरलता से टाला जा सकता है।[3][2]

फ्रीटाइप विभिन्न प्रकार के रंग फिल्टर प्रदान करता है। वर्जन 2.6.2 के बाद से, डिफ़ॉल्ट फ़िल्टर हल्का है, फ़िल्टर जो सामान्यीकृत (मान 1 तक का योग) और रंग-संतुलित (रिज़ॉल्यूशन की कीमत पर रंग के किनारों को हटा देता है) दोनों है।[10]

वर्जन 2.8.1 के पश्चात् से, दूसरा कार्यान्वयन उपस्थित है, जिसे हार्मनी कहा जाता है, जो रिज़ॉल्यूशन ट्रिपलिंग और फ़िल्टरिंग की क्लियरटाइप तकनीकों का सहारा लिए बिना उच्च गुणवत्ता वाले एलसीडी-अनुकूलित आउटपुट प्रदान करता है। यह डिफ़ॉल्ट रूप से सक्षम विधि है. इस पद्धति का उपयोग करते समय, ग्लिफ़ रूपरेखा को स्थानांतरित करने के बाद प्रत्येक रंग चैनल भिन्न से उत्पन्न होता है, इस तथ्य पर ध्यान केंद्रित करते हुए कि एलसीडी पैनल पर रंग ग्रिड तिहाई पिक्सेल द्वारा स्थानांतरित किए जाते हैं। यह आउटपुट हल्के 3-टैप फ़िल्टर के साथ क्लियरटाइप से अप्रभेद्य है।[11] चूंकि हार्मनी विधि को अतिरिक्त फ़िल्टरिंग की आवश्यकता नहीं है, इसलिए यह क्लियरटाइप पेटेंट द्वारा कवर नहीं किया गया है।

सबएलसीडी

सबएलसीडी अन्य ओपन-सोर्स सबपिक्सेल रेंडरिंग विधि है जो उपस्थित पेटेंट का उल्लंघन नहीं करने का प्रमाणित करती है, और पेटेंट रहित रहने का वादा करती है।[12] यह 2-पिक्सेल सबपिक्सेल रेंडरिंग का उपयोग करता है,[13] जहां G सबपिक्सेल है, और माइक्रोसॉफ्ट पेटेंट से बचने के लिए, दो आसन्न पिक्सेल के R और B को बैंगनी सबपिक्सेल में संयोजित किया गया है। इसमें दो सबपिक्सेल की अधिक समान अनुमानित चमक है, जो की कुछ सीमा तक आसान पावर-ऑफ-2 गणित और तेज फिल्टर का प्रमाणित किया गया लाभ भी है। चूँकि यह परिणामी रिज़ॉल्यूशन का केवल दो-तिहाई ही उत्पन्न करता है।

डेविड टर्नर को चूँकि सबएलसीडी के लेखक के प्रमाणों पर संदेह था: जो की "दुर्भाग्य से, मैं, फ्रीटाइप लेखक के रूप में, उनके उत्साह को साझा नहीं करता हूं। इसका कारण वास्तव में पहले वर्णित माइक्रोसॉफ्ट द्वारा बहुत अस्पष्ट पेटेंट प्रमाण हैं। मेरे लिए यह एक गैर-नगण्य है (तथापि छोटा हो) संभावना है कि ये दावे सबएलसीडी तकनीक को भी कवर करते हैं। यदि हम व्यापक पेटेंट प्रमाणों को अमान्य कर सकते हैं तो स्थिति संभवतः अलग होगी, किंतु वर्तमान में ऐसा नहीं है।[2]

कूल टाइप

एडोब सिस्टम्स ने कूल टाइप नाम से अपना स्वयं का सबपिक्सेल रेंडरर बनाया गया था, जिससे उन्हें विभिन्न ऑपरेटिंग सिस्टमों: विंडोज़, मैकओएस, लिनक्स आदि में डॉक्यूमेंट को ही तरह से प्रदर्शित करने की अनुमति मिली थी। जब इसे वर्ष 2001 के आसपास लॉन्च किया गया था, तो कूल टाइप ने माइक्रोसॉफ्ट के क्लियरटाइप की तुलना में फ़ॉन्ट की विस्तृत श्रृंखला का समर्थन किया गया था, जो उस समय ट्रू टाइप फ़ॉन्ट तक ही सीमित था, जबकि एडोब के कूलटाइप ने पोस्टस्क्रिप्ट फ़ॉन्ट (और उनके ओपन टाइप समकक्ष भी) का समर्थन किया था।[14]

मैक ओएस एक्स

मैक ओएस एक्स चूँकि , रेटिना डिस्प्ले के आने के बाद इसे हटा दिया गया था। माइक्रोसॉफ्ट के कार्यान्वयन के विपरीत है जो सुपाठ्यता को अधिकतम करने के लिए ग्रिड (फ़ॉन्ट संकेत) को कसकर फिट करने का पक्ष लेता है, ऐप्पल का कार्यान्वयन उनके डिजाइनर द्वारा निर्धारित ग्लिफ़ के आकार को प्राथमिकता देता है।[15]


पेनटाइल

1992 से प्रारंभ करके, कैंडिस एच. ब्राउन इलियट ने सबपिक्सेल रेंडरिंग और उपन्यास लेआउट, पेनटाइल मैट्रिक्स वर्ग पिक्सेल लेआउट पर शोध किया जाता है, जिसने रंगीन फ्लैट-पैनल डिस्प्ले के रिज़ॉल्यूशन को बढ़ाने के लिए सबपिक्सेल प्रतिपादन एल्गोरिथ्म के साथ मिलकर काम किया गया था।[16] जिसमे 2000 में, उन्होंने इन लेआउट और सबपिक्सेल रेंडरिंग एल्गोरिदम का व्यावसायीकरण करने के लिए क्लेयरवॉयंटे, इंक. की सह-स्थापना की थी। जिसे 2008 में, सैमसंग ने क्लेयरवोयंटे को खरीदा और साथ ही नई कंपनी, नोवॉयन्स, इंक. को वित्त पोषित किया था, जिसमें अधिकांश तकनीकी कर्मचारियों को बनाय रखा गया था, जिसमें सुश्री ब्राउन इलियट सीईओ थीं।[17]

सबपिक्सेल रेंडरिंग तकनीक के साथ, छवि के पुनर्निर्माण के लिए स्वतंत्र रूप से संबोधित किए जा सकने वाले बिंदुओं की संख्या बढ़ जाती है। जब हरे सबपिक्सेल कंधों का पुनर्निर्माण कर रहे हैं, तो लाल सबपिक्सेल पीक के पास पुनर्निर्माण कर रहे हैं और इसके विपरीत टेक्स्ट फ़ॉन्ट के लिए, पता क्षमता बढ़ाने से फ़ॉन्ट डिज़ाइनर को स्थानिक आवृत्तियों और चरणों का उपयोग करने की अनुमति मिलती है जो ध्यान देने योग्य विकृतियाँ उत्पन्न करतीं है यदि इसे संपूर्ण पिक्सेल रेंडर किया गया होता है। जिसमे सुधार सबसे अधिक इटैलिक फ़ॉन्ट्स पर देखा गया है जो प्रत्येक पंक्ति पर भिन्न -भिन्न चरण प्रदर्शित करते हैं। मोइरे पैटर्न या मोइरे विरूपण में यह कमी पारंपरिक आरजीबी स्ट्राइप पैनल पर सबपिक्सेल रेंडर किए गए फ़ॉन्ट का प्राथमिक लाभ है।

चूँकि सबपिक्सेल रेंडरिंग से डिस्प्ले पर पुनर्निर्माण बिंदुओं की संख्या बढ़ जाती है, किंतु इसका अर्थ यह नहीं है कि उच्च रिज़ॉल्यूशन, उच्च स्थानिक आवृत्तियाँ, अधिक रेखाएँ और स्थान, रंग सबपिक्सेल की दी गई व्यवस्था पर प्रदर्शित किए जा सकते हैं। इसमें घटना तब घटित होती है जब स्थानिक आवृत्ति को नाइक्विस्ट-शैनन नमूना प्रमेय से पूरे पिक्सेल नाइक्विस्ट सीमा से आगे बढ़ा दिया जाता है: जो की रंगीन अलियासिंग (रंग फ्रिंज) रंग सबपिक्सेल व्यवस्था पर दिए गए अभिविन्यास में उच्च स्थानिक आवृत्तियों के साथ दिखाई दे सकता है।

सामान्य आरजीबी स्ट्राइप्स लेआउट के साथ उदाहरण

उदाहरण के लिए, RGB स्ट्राइप पैनल पर विचार करें: 

RGBRGBRGBRGBRGBRGB             WWWWWWWWWWWWWWWWWW         R = red
RGBRGBRGBRGBRGBRGB     is      WWWWWWWWWWWWWWWWWW         G = green
RGBRGBRGBRGBRGBRGB  perceived  WWWWWWWWWWWWWWWWWW  where  B = blue
RGBRGBRGBRGBRGBRGB     as      WWWWWWWWWWWWWWWWWW         W = white
RGBRGBRGBRGBRGBRGB             WWWWWWWWWWWWWWWWWW

नीचे नाइक्विस्ट सीमा पर काली और सफेद रेखाओं का उदाहरण दिखाया गया है, किंतु तिरछे कोण पर, प्रत्येक पंक्ति में भिन्न चरण का उपयोग करने के लिए सबपिक्सेल रेंडरिंग का लाभ उठाते हुए:

RGB___RGB___RGB___             WWW___WWW___WWW___         R = red
_GBR___GBR___GBR__     is      _WWW___WWW___WWW__         G = green
__BRG___BRG___BRG_  perceived  __WWW___WWW___WWW_  where  B = blue
___RGB___RGB___RGB     as      ___WWW___WWW___WWW         _ = black
____GBR___GBR___GB             ____WWW___WWW___WW         W = white


जब पारंपरिक संपूर्ण पिक्सेल नाइक्विस्ट सीमा पार हो जाती है, तो रंगीन अलियासिंग का उदाहरण नीचे दिखाया गया है: 

RG__GB__BR__RG__GB             YY__CC__MM__YY__CC         R = red    Y = yellow
RG__GB__BR__RG__GB     is      YY__CC__MM__YY__CC         G = green  C = cyan
RG__GB__BR__RG__GB  perceived  YY__CC__MM__YY__CC  where  B = blue   M = magenta
RG__GB__BR__RG__GB     as      YY__CC__MM__YY__CC         _ = black
RG__GB__BR__RG__GB             YY__CC__MM__YY__CC


यह स्थिति आरजीबी स्ट्राइप आर्किटेक्चर पर प्रति चक्र चार उपपिक्सेल पर ऊर्ध्वाधर काली और सफेद रेखाओं को रखने के प्रयास का परिणाम दिखाता है। जिसे कोई भी देख सकता है कि रेखाएँ सफेद होने के अतिरिक्त रंगीन हैं। बाईं ओर से प्रारंभ करते हुए, पहली पंक्ति लाल को हरे रंग के साथ मिलाकर एक पीले रंग की रेखा बनाती है। दूसरी पंक्ति हरे रंग को नीले रंग के साथ मिलाकर पेस्टल सियान रंग की रेखा बनाती है। तीसरी रेखा नीले रंग को लाल रंग के साथ मिलाकर एक मैजेंटा रंग की रेखा बनाती है। फिर रंग दोहराते हैं: पीला, सियान और मैजेंटा यह दर्शाता है कि प्रति चार उपपिक्सेल पर एक चक्र की स्थानिक आवृत्ति बहुत अधिक है। इससे भी अधिक उच्च स्थानिक आवृत्ति पर जाने का प्रयास है, जैसे कि प्रति तीन उपपिक्सेल में एक चक्र, के परिणामस्वरूप एक ही ठोस रंग प्राप्त होगा।

कुछ एलसीडी सबपिक्सेल के बीच की सीमाओं की तुलना में पिक्सेल के बीच की सीमाओं को थोड़ा बड़ा करके अंतर-पिक्सेल रंग मिश्रण प्रभाव की भरपाई करते हैं। फिर, उपरोक्त उदाहरण में, ऐसे एलसीडी के दर्शक को मैजेंटा लाइन के अतिरिक्त लाल रेखा के निकट दिखाई देने वाली नीली रेखा दिखाई देगी।

आरबीजी-जीबीआर वैकल्पिक धारियों लेआउट के साथ उदाहरण

रंगीन अलियासिंग के बिना उच्च वास्तविक रिज़ॉल्यूशन की अनुमति देने के लिए नवीन सबपिक्सेल लेआउट विकसित किए गए हैं। यहां लेआउट के पेनटाइल मैट्रिक्स वर्ग के सदस्य को दिखाया गया है। नीचे दिखाया गया उदाहरण है कि कैसे रंग सबपिक्सेल की व्यवस्था में साधारण परिवर्तन क्षैतिज दिशा में उच्च सीमा की अनुमति दे सकता है:

RBGRBGRBGRBGRBGRBG
GBRGBRGBRGBRGBRGBR
RBGRBGRBGRBGRBGRBG
GBRGBRGBRGBRGBRGBR
RBGRBGRBGRBGRBGRBG
GBRGBRGBRGBRGBRGBR


इस स्थिति में, नीली धारियों के साथ लाल और हरे रंग का बिसात पैटर्न बनाने के लिए प्रत्येक पंक्ति में लाल और हरे क्रम को आपस में बदल दिया जाता है। ध्यान दें कि ऊर्ध्वाधर रिज़ॉल्यूशन को दोगुना करने के लिए ऊर्ध्वाधर सबपिक्सेल को आधे लंबवत में विभाजित किया जा सकता है। वर्तमान एलसीडी पैनल पहले से ही प्रत्येक ऊर्ध्वाधर सबपिक्सेल को प्रकशित करने के लिए पहले से ही दो रंगीन एलईडी (लंबवत रूप से संरेखित और समान चमक प्रदर्शित करते हैं, जो कि नीचे ज़ूम की गई छवियां देखें) का उपयोग करते हैं। यह लेआउट लेआउट के पेनटाइल मैट्रिक्स वर्ग में से है। समान संख्या में काली-सफ़ेद रेखाएँ प्रदर्शित करते समय, नीले सबपिक्सेल को आधी चमक b पर सेट किया जाता है: 

Rb_Rb_Rb_Rb_Rb_Rb_
Gb_Gb_Gb_Gb_Gb_Gb_
Rb_Rb_Rb_Rb_Rb_Rb_
Gb_Gb_Gb_Gb_Gb_Gb_
Rb_Rb_Rb_Rb_Rb_Rb_
Gb_Gb_Gb_Gb_Gb_Gb_


ध्यान दें कि चालू होने वाले प्रत्येक कॉलम में पूर्ण चमक पर लाल और हरे सबपिक्सेल और इसे सफेद में संतुलित करने के लिए आधे मूल्य पर नीले सबपिक्सेल सम्मिलित होते हैं। अब, कोई रंगीन अलियासिंग के बिना प्रति तीन सबपिक्सेल पर चक्र तक काली और सफेद रेखाएं प्रदर्शित कर सकता है, जो कि उससे दोगुनी है जिस्मे RGB धारी आर्किटेक्चर है.

आरबीजी-जीबीआर वैकल्पिक लेआउट के गैर-धारीदार वेरिएंट

पेनटाइल RG-B-GR वैकल्पिक सबपिक्सेल ज्यामिति (12:1 पर ज़ूम किया गया)।

पिछले लेआउट के वेरिएंट को क्लेयरवॉयंटे/नोवॉयंस द्वारा प्रस्तावित किया गया है (और सैमसंग द्वारा प्रदर्शित किया गया है) लेआउट के पेनटाइल मैट्रिक्स वर्ग के सदस्यों के रूप में विशेष रूप से सबपिक्सेल रेंडरिंग दक्षता के लिए डिज़ाइन किया गया है।

उदाहरण के लिए, दोहरे दृश्यमान क्षैतिज रिज़ॉल्यूशन का लाभ उठाते हुए, परिभाषा को अधिक आइसोट्रोपिक बनाने के लिए ऊर्ध्वाधर रिज़ॉल्यूशन को दोगुना किया जा सकता है। चूँकि इससे पिक्सेल का एपर्चर कम हो जाएगा, जिससे कंट्रास्ट कम होगा। जो की उत्तम विकल्प इस तथ्य का उपयोग करता है कि नीले सबपिक्सेल वे हैं जो दृश्य तीव्रता में सबसे कम योगदान देते हैं, जिससे वे आंख द्वारा कम स्पष्ट रूप से स्थित हों। फिर नीले सबपिक्सेल को पिक्सेल वर्ग के केंद्र में हीरे के रूप में प्रस्तुत किया जाता है, और शेष पिक्सेल सतह को छोटे आकार के साथ लाल और हरे सबपिक्सेल के चेकर बोर्ड के रूप में चार भागों में विभाजित किया जाता है। इस वर्जन के साथ छवियों को प्रस्तुत करने में पहले की तरह ही तकनीक का उपयोग किया जा सकता है, अतिरिक्त इसके कि अब निकट-आइसोट्रोपिक ज्यामिति है जो समान ज्यामितीय गुणों के साथ क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर दोनों का समर्थन करती है, जो एलसीडी पैनल पर समान छवि विवरण प्रदर्शित करने के लिए लेआउट को आदर्श बनाती है। जिसे घुमाया जा सकता है.

दोगुना ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज दृश्य रिज़ॉल्यूशन, सबपिक्सेल (उनके इलेक्ट्रॉनिक इंटरकनेक्शन के लिए) के बीच समान पृथक्करण दूरी के साथ, उनके एपर्चर (लगभग 33%) को बढ़ाने के लिए सबपिक्सेल घनत्व को लगभग 33% तक कम करने में सक्षम बनाता है। यह लगभग 50% विद्युत् अपव्यय को कम करने में भी सक्षम बनाता है, और सफेद/काले कंट्रास्ट में लगभग 50% की वृद्धि होती है, और फिर भी दृश्य-पिक्सेल रिज़ॉल्यूशन लगभग 33% (अथार्त 96 डीपीआई के अतिरिक्त लगभग 125 डीपीआई) तक बढ़ाया जाता है, किंतु इसके साथ समान प्रदर्शित सतह के लिए सबपिक्सेल की कुल संख्या का केवल आधा होता है।

चेकर्ड आरजी-बीडब्ल्यू लेआउट

एक अन्य संस्करण, जिसे आरजीबीडब्ल्यू क्वाड कहा जाता है, प्रति पिक्सेल 4 सबपिक्सेल के साथ चेकरबोर्ड का उपयोग करता है। यह सफेद सबपिक्सेल जोड़ता है, या अधिक विशेष रूप से, कंट्रास्ट बढ़ाने और सफेद पिक्सल को प्रकाशित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा को कम करने के लिए बायर फ़िल्टर पैटर्न के हरे सबपिक्सेल में से को सफेद सबपिक्सेल से बदल देता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि उत्कृष्ट आरजीबी धारीदार पैनलों में रंग फिल्टर पैनल को प्रकाशित करने के लिए उपयोग की जाने वाली कुल सफेद प्रकाश का 65% से अधिक अवशोषित करते हैं। चूंकि प्रत्येक सबपिक्सेल पतली आयत के अतिरिक्त वर्ग है, इससे दोनों अक्षों के साथ समान औसत सबपिक्सेल घनत्व और समान पिक्सेल घनत्व के साथ एपर्चर भी बढ़ जाता है। चूँकि क्षैतिज घनत्व कम हो जाता है और ऊर्ध्वाधर घनत्व समान रहता है (समान वर्ग पिक्सेल घनत्व के लिए), अधिक कुशल होने के कारण, उत्कृष्ट आरजीबी या बीजीआर पैनलों की तुलना में कंट्रास्ट बनाए रखते हुए पिक्सेल घनत्व को लगभग 33% तक बढ़ाना संभव हो जाता है। प्रकाश का उपयोग और रंग फिल्टर द्वारा अवशोषण का स्तर कम होना है।

उत्कृष्ट आरजीबी या बीजीआर धारीदार पैनलों के समान रंगीन फ्रिंज बनाए जाते है जिसे बिना रिज़ॉल्यूशन बढ़ाने के लिए सबपिक्सेल रेंडरिंग का उपयोग करना संभव नहीं है। चूँकि, बढ़ा हुआ रिज़ॉल्यूशन इसकी भरपाई करता है, और 'रंग-तटस्थ' सफेद सबपिक्सेल की उपस्थिति से उनका प्रभावी दृश्य रंग भी कम हो जाता है।

चूँकि, यह लेआउट कम रंग पृथक्करण की मूल्य पर, ग्रेज़ के उत्तम प्रतिपादन की अनुमति देता है। यह मानवीय दृष्टि और आधुनिक एचडीटीवी प्रसारण और ब्लू - रे डिस्क में उपयोग किए जाने वाले आधुनिक छवि और वीडियो संपीड़न प्रारूपों (जैसे जेपीईजी और एमपीईजी) के अनुरूप है।

फिर भी अन्य संस्करण, सबपिक्सेल लेआउट के पेनटाइल मैट्रिक्स वर्ग के लिए सदस्य, हर दूसरी पंक्ति में सबपिक्सेल क्रम आरजीबीडब्ल्यू/ बीडब्ल्यूआरजी के बीच वैकल्पिक होता है। यह सबपिक्सेल रेंडरिंग को रंगीन अलियासिंग के बिना रिज़ॉल्यूशन बढ़ाने की अनुमति देता है। पहले की तरह, सफेद सबपिक्सेल का उपयोग करके बढ़ा हुआ संप्रेषण उच्च सबपिक्सेल घनत्व की अनुमति देता है, किंतु इस स्थिति में, सबपिक्सेल रेंडरिंग के लाभों के कारण प्रदर्शित रिज़ॉल्यूशन और भी अधिक है: 

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दृश्य रिज़ॉल्यूशन बनाम पिक्सेल रिज़ॉल्यूशन और सॉफ़्टवेयर अनुकूलता

इस प्रकार, सभी लेआउट समान नहीं बनाए गए हैं। प्रत्येक विशेष लेआउट में भिन्न 'विज़ुअल रिज़ॉल्यूशन' हो सकता है: मॉड्यूलेशन ट्रांसफर फ़ंक्शन (एमटीएफएल), जिसे उच्चतम संख्या में काली और सफेद रेखाओं के रूप में परिभाषित किया गया है, जिन्हें दृश्य रंगीन अलियासिंग के बिना साथ प्रस्तुत किया जा सकता है।

चूँकि, ऐसे वैकल्पिक लेआउट अभी भी विंडोज़, मैक ओएस एक्स और लिनक्स में उपयोग किए जाने वाले सबपिक्सेल रेंडरिंग फ़ॉन्ट एल्गोरिदम के साथ संगत नहीं हैं। ये वर्तमान में केवल आरजीबी या बीजीआर क्षैतिज धारीदार सबपिक्सेल लेआउट का समर्थन करते हैं (जिसमे घुमाया हुआ मॉनिटर सबपिक्सेल रेंडरिंग विंडोज या मैक ओएस एक्स पर समर्थित नहीं है, किंतु अधिकांश डेस्कटॉप वातावरणों के लिए लिनक्स पर समर्थित है)। चूँकि पेनटाइल मैट्रिक्स डिस्प्ले में अंतर्निहित सबपिक्सेल रेंडरिंग इंजन होता है जो पारंपरिक आरजीबी डेटा सेट को लेआउट में परिवर्तित करने की अनुमति देता है, जो पारंपरिक लेआउट डिस्प्ले के साथ प्लग-एंड-प्ले संगतता प्रदान करता है। जिसमे भविष्य में नए डिस्प्ले मॉडल प्रस्तावित किए जाने चाहिए जो मॉनिटर ड्राइवरों को पूर्ण पिक्सेल रिज़ॉल्यूशन से भिन्न अपने दृश्य रिज़ॉल्यूशन और प्रत्येक रंग विमान के लिए दृश्य सबपिक्सेल की सापेक्ष स्थिति ऑफसेट, साथ ही सफेद तीव्रता में उनके संबंधित योगदान को निर्दिष्ट करने की अनुमति दें। ऐसे मॉनिटर ड्राइवर रेंडरर्स को प्रत्येक रंग विमान के मानों की सही गणना करने के लिए अपने ज्यामिति रूपांतरण मैट्रिक्स को सही रूप से समायोजित करने की अनुमति देंगे, और सबसे कम रंगीन अलियासिंग के साथ सबपिक्सेल रेंडरिंग का लाभ उठाएंगे।

उदाहरण

नीचे दी गई छवियों कैनन पॉवरशॉट A470 डिजिटल कैमरे से 'सुपर मैक्रो' मोड और 4.0× डिजिटल ज़ूम का उपयोग करके ली गई थीं। उपयोग की गई स्क्रीन लेनोवो G550 लैपटॉप में एकीकृत थी। ध्यान दें कि डिस्प्ले में आरजीबी पिक्सल हैं। डिस्प्ले सभी चार पैटर्न में उपस्थित हैं, क्षैतिज आरजीबी/बीजीआर और ऊर्ध्वाधर आरजीबी/बीजीआर, किंतु क्षैतिज आरजीबी सबसे समान्य है।

इसके अतिरिक्त , सबपिक्सेल रेंडरिंग का लाभ उठाने के लिए विशेष रूप से अनेक रंग सबपिक्सेल पैटर्न विकसित किए गए हैं। इनमें से सबसे प्रसिद्ध पैटर्न का पेनटाइल मैट्रिक्स वर्ग है।

नीचे दी गई समग्र तस्वीरें तुलना के लिए फ़ॉन्ट प्रतिपादन की तीन विधियाँ दिखाती हैं। ऊपर से: मोनोक्रोम; पारंपरिक (संपूर्ण पिक्सेल) स्थानिक एंटी-अलियासिंग; सबपिक्सेल प्रतिपादन है .

यह भी देखें

  • कूल टाइप
  • फ़ॉन्ट रेखापुंजीकरण
  • केल कारक
  • उप-पिक्सेल रिज़ॉल्यूशन

संदर्भ

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बाहरी संबंध

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