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Aliasing ist ein Effekt in der Digitaltechnik, der in Filmen, Audio oder Computergrafiken auftritt. Bei der Digitalisierung analoger Signale entsteht er, wenn die Abtastung nicht korrekt verläuft. Dabei werden die Frequenzanteile falsch interpretiert – so in Bildszenen oder im Audiobereich, wenn Obertöne als niedrige Frequenzen ausgelesen werden. Statt in korrekter Form werden diese als Alias ausgegeben und bewirken falsche Wellenformen im Vergleich zum Ursprungssignal.
Der Aliasing-Effekt stellt eine Art Verzerrung dar, die beim Software-Synthesizing, in Computergrafiken, in Filmen, bei der Audio-Signalübertragung, in digitalen Synthesizern oder Signalprozessoren auftritt. Dabei wird das Frequenzsignal innerhalb der Signalverarbeitung überschritten oder in unzureichender Abtastrate gemessen. Das bewirkt Störungen bei der Übertragung.
Im Film entsteht ein solcher Effekt, wenn sich sehr schnelle Szenen abspielen, beispielsweise ein sich drehendes Rad, das in der Wahrnehmung dann scheinbar rückwärts läuft. Für die Augen ergibt sich eine Täuschung, weil die Drehfrequenz der Kamera nicht ausreicht, um die schnelle Bewegung des Drehens zu erfassen. Ähnliches geschieht mit einem sehr aufwendigen Muster auf der Kleidung eines Schauspielers. Ein gestreiftes Hemd wirkt wie ein psychedelischer Trip, weil die Kamera die in Wirklichkeit höheren Frequenzen aufgrund einer begrenzten Pixelanzahl nicht erfasst.
Der Aliasing-Effekt lässt sich mit modernen Bearbeitungsmethoden vermeiden. Das ist durch eine ganzzahlige Vervielfachung der Abtastfrequenz möglich. Das dazugehörige Verfahren nennt sich Oversampling. Es bietet eine geschichtete Stichprobe, die im Test in den einzelnen Variablen dasselbe Verhältnis wie die Gesamtaufnahme aufweist. Dabei werden bestimmte Gruppen durch eine Überabtastung dargestellt. Die höhere Abtastrate des Signals gleicht den Aliasing-Effekt aus.
Am Beispiel einer Computergrafik zeigt sich der Störeffekt an den Rändern von Objekten. Die Grafik besteht aus begrenzten Pixelrastern und einer bestimmten Bildauflösung. Werden zwei- und dreidimensionale Flächen erzeugt, tritt der Aliasing-Effekt durch eine fehlende Kantenglättung auf. Notwendig sind demnach die Abtastung der Bildinhalte und das Echtzeitrendern, damit Figuren nicht eckig oder pixelig wirken. Dabei wird bei der Erzeugung der Rasterflächen in der Grafik jedem einzelnen Pixel die entsprechende Farbe zugewiesen.
Das ist vergleichbar mit der Signalverarbeitung in Audio- oder Filmfrequenzen. Jede abstrakte Bildbeschreibung muss in einzelnen Bildpunkten algorithmisch berechnet und ausgewertet werden. Erfolgt das nicht, entsteht das Aliasing als Pixelbild mit verzerrten Rändern. Ob Grafik oder Audio: Entscheidend ist die Nyquist-Frequenz. Sie gibt an, ob die Komponenten in der richtigen Signalfrequenz korrekt abgetastet werden, um digitalisiert zu werden. Liegen sie über der Ausgangsfrequenz, entstehen Störungen.
Für das digitales Audio ist das Aliasing ein großes Problem und ein unerwünschter Effekt. Wenn Frequenzen das Signal verändern, entstehen Störungen, die durch spezielle Komponenten beim Wandlungsprozess vermieden werden können. Die Komponenten sind Filter, die ermöglichen, oberhalb der Nyquist-Frequenz liegende Frequenzen umzuwandeln. Gleichzeitig verhindern sie, dass Signale bei der Abtastfrequenz und während der Konvertierung in ihrer Frequenz verändert werden.
