1. ジャギーとは何か
ディスプレイ上では、解像度が印刷の解像度に遠く及ばず、かつピクセルの配置が四角形であるため、直線でない部分の縁に顕著なジャギーが発生します。最も基本的なアンチエイリアシング手法はリサンプリングであり、縁のピクセルをハーフトーンで塗りつぶすことです。下図の左側の線には明らかなジャギーが見られますが、右側の線ははるかに滑らかになっています。
次の図をご覧ください。通常、印刷の解像度は300〜500dpiですが、ディスプレイは70〜100dpiしかありません。そのため、同じサイズの文字でも、ディスプレイ上ではごく少数のドットでしか表示できません。下図のように、同じ12ptの漢字（Wordの小四号に相当）でも、印刷すれば決して小さい文字ではなく、非常に鮮明に表示されます。しかし、画面上で同じサイズの漢字を表示するには、わずか12×12個のドットしか使えません。そこで、いかにしてこれを鮮明に表示するかが課題となります。
2. 液晶ディスプレイの普及
かつてCRTディスプレイが使われていた時代には、この問題を解決するためにビットマップフォントが使用されており、WindowsもMacOSも同様の手法を採用していました。つまり、アンチエイリアシングを一切使用せず、システムフォント内の一般的なサイズ（12pt、14pt、16ptなど）の各文字を、すべて専用のビットマップ形式で保存するという方法です。もちろんこれには明らかな欠点があり、より大きな文字を表示すると恐ろしいほどのジャギーが生じ、より小さな文字は全く判読できなくなります。さらに、このシステムではビットマップ処理済みのフォントしか使用できず、その他のフォントの表示は見るに堪えないものになります：
この現象は、ドットとピクセルが1対1に対応する液晶ディスプレイで特に顕著に現れ、人々は次第にこのようなジャギーの激しいテキストを受け入れられなくなりました。そこでテキストのアンチエイリアシング技術が登場し、MacOS XやWindows Vistaでも、それぞれ液晶画面向けの独自のテキストアンチエイリアシング技術が採用されるようになりました。
液晶画面には、各ピクセルが横に並んだ赤、緑、青の3色で構成されているという特徴があり、1つのピクセル内の異なる色を通じてこれら3つのサブピクセルを精密に制御できます。
下図はそれぞれ1:1の表示効果、8倍拡大、および一部32倍拡大を示しています。中央の図はディスプレイに出力される色、右側の図はディスプレイの実際の表示です。グレースケールのみを制御する場合と、個別に制御する場合の違いはかなり大きいことがわかります。特に筆画が複雑な場合にその差が顕著です。白地に黒字の場合、3つのサブピクセルを個別に制御することで、わずか1/3〜2/3ピクセル分だけで筆画を鮮明に表示できます。
一方、グレースケールのみを制御する場合、鮮明な黒い筆画を表示するには完全な1ピクセルが必要になります：
まさにこの特性により、テキストのジャギーをより精密に制御することが可能になりました。もちろん、地下鉄の車内にあるような単色LEDのみで構成されたスクリーンでは、ビットマップフォントを使用するしかなく、いかなるアンチエイリアシング手法も適用できません。
3. 比較テスト
WindowsもMacOSも、前述の1ピクセル内の3色を精密に制御する手法をアンチエイリアシングに採用しています。
テストでは12px、14px、16pxの4種類のフォントを使用しました。これら4つのフォントはいずれもWindowsのシステムフォントで、以下の通りです：
簡体字中国語版Win98/XPのシステムフォント：宋体（SimSun）、簡体字中国語版Vista/7のシステムフォント：微软雅黑（Microsoft YaHei）
繁体字中国語版Win98/XPのシステムフォント：新細明体（PMingLiU）、繁体字中国語版Vista/7のシステムフォント：微軟正黑體（Microsoft JhengHei）
12pxのフォントサイズでは、Windowsが以前のOSのフォントに対して当時の処理方法を依然として採用していることがわかります。つまり、当時多大な時間をかけて生成したビットマップフォントライブラリを放棄せず、引き続きアンチエイリアシングを全く使用しない方法を維持しています。一方、MacOSはアンチエイリアシングにおいて非常に優れた性能を発揮しており、これほど小さな文字でも鮮明に識別できます。
アンチエイリアシングを適用しない場合、文字同士が連結するのを防ぐために少なくとも1ピクセルの間隔が必要となるため、実際には11×12のスペースしか使えません。Microsoftは細明体の処理において、文字が縦長に見えるのを防ぐために11×11ドットのスペースのみを使用しました。ビットマップフォントの最大の問題点は、筆画の複雑な文字の場合、ほぼ完全に判読不可能となるため、簡略化して処理せざるを得ないことです。
一方、新世代のWindowsシステムフォントについては、MicrosoftがClearType向けに特別に最適化を行っています。つまり、较小的なフォントサイズにおいては、フォントデータに完全に依存してアンチエイリアシング処理を行うのではなく、その特定のサイズに合わせてすべての文字を個別に最適化した上でフォントに格納しています。これはClearTypeでのみ読み取り・出力が可能で、Microsoftは1文字あたり200ドルのコストをかけたと言われています。もちろんそのメリットも明らかで、Windows環境下でのこれら2つのフォントのアンチエイリアシング出力は、Macよりもはるかに鮮明です。ただ不思議なことに、一部の文字の高さが他の文字より1ピクセル低く、高さが不揃いになっています。
大まかな状況は以上の通りです。14pxと16pxについては拡大して見る必要はありません。
ここからわかるように、Windowsでテストしたこれらのフォントとサイズは、ビットマップであるか、ClearType用に最適化されたかのどちらかです。唯一、細明体の14pxだけがビットマップを持っていませんでした。ちょうど良い機会なので、WinとMacのアンチエイリアシング能力を比較してみましょう。Windowsではフォントが滑らかでないことがはっきりとわかりますが、Macでははるかに良好です。
特別な処理が施されていなくても、MacOSでは14px以上の宋体や黒体の表示は非常に完璧ですが、12pxではわずかに筆画の連結が見られます。一方、Windowsでは特別な処理が行われているため鮮明さ自体に問題はありませんが、文字の高さが不揃いになる現象が見られます。さらに、Windowsでは16pxになってもビットマップを使用しているのは明らかにやりすぎで、ジャギーがあまりにも目立ちます。。。。
以下は複雑な文字のテスト結果です：
12pxではほぼすべて判読不能であり、14pxでもほとんど識別できません。16pxでは、ビットマップフォントは文字を簡略化しすぎて何が何だかわからない状態ですが、Macでははるかに良好です。2種類の黒体については、中間の「韊䰱䴒齉」といった文字は雅黒が最適化されているためWindowsでも比較的良く表示されますが、最後の「龘」はWinではかなり悲惨な表示となり、Macの方が識別率が高くなっています。
4. まとめ
MacOSのアンチエイリアシングが非常に高い水準に達していることがわかります。微软雅黑はWindowsのClearType専用に最適化されているため、ClearTypeとの組み合わせで最も優れた表示効果を得られます。したがって、MacOSでの微软雅黑の表示がWindowsより優れていると誤解しないようご注意ください。
最適化されていないフォントのアンチエイリアシングに関しては、Windowsには残念ですが、MacOSとの差はまだかなり大きいです。テスト中にこの状況に該当したのは14pxの細明体のみでしたが、それでもその差は明確に見て取れました。
追伸：画面を見る際は適切な距離（約50cm）でご覧ください。至近距離で見て「どの文字もはっきりしない」などと言わないでくださいね。。結局のところ解像度の限界がありますから。。。。
最後にiOSでのアンチエイリアシングについて説明します：
iOSでは、ピクセルの色を使って3つのサブピクセルを制御するのではなく、直接グレースケールのアンチエイリアシングを使用しています。これが、iPadやiPhone 1〜3を見た際にテキストのジャギー感が強く、MacOSやWindowsほど滑らかに感じられない理由です。
一方、iPhone 4のRetinaディスプレイでも仕組みは同じですが、解像度が326dpiと非常に高いため、ジャギーは全く気にならなくなります~~~~
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