Zmiana rozmiaru obrazu a Ponowne próbkowanie: jaka jest różnica?

Zmiana rozmiaru obrazu i ponowne próbkowanie obrazu obejmują rozdzielczość obrazu; szerokość i wysokość jego granic zewnętrznych. Jednak pomimo tego podobieństwa terminy te nigdy nie powinny być używane zamiennie.

Jaka jest dokładnie różnica? Czytaj dalej, aby podzielić się z nami kilkoma włosami.

Rozmiar obrazu: definicja i znaczenie

W przypadku dowolnego obrazu bitmapowego masz pole pikseli powiązane wysokością i szerokością, zwykle najpierw opisane w pikselach, zanim zostanie opisane w pikach lub calach. Jest to rozmiar obrazu, jaki istnieje w postaci cyfrowej. Te piksele działają jak waluta; obraz zawiera ich ustaloną liczbę, wszystkim przyporządkowaną konkretną i niezachwianą tożsamość.

Za każdym razem, gdy musisz zmienić rozmiar obrazu, masz kilka opcji. Jeden byłby przyciąć to. Kiedy to robisz, nie zmieniasz żadnej z nieodłącznych cech oryginalnego obrazu — po prostu pozostawiasz część (niektóre piksele) za sobą.

To nie jest nasza jedyna opcja, gdy musimy zmienić rozmiar obrazu z tego czy innego powodu. Kiedy jednak skalujemy obraz w górę lub w dół, dzieje się coś nieco innego.

Co to jest zmiana rozmiaru obrazu?

Zmiana rozmiaru obraz to proces zmiany skali dyskretnego lub ciągłego obrazu za pomocą rozdzielczości. Żadna część obrazu nie pozostaje w tyle, nawet jeśli zmieni się stosunek wysokości do szerokości.

Obrazy ciągłe obejmują elementy takie jak wektory i inne obrazy generowane komputerowo. Oddzielne obrazy obejmują zdjęcia i grafikę bitmapową; wszystko, z czym masz określony zestaw pikseli do pracy. Jeśli używasz obrazu wektorowego, możesz dowolnie zmieniać jego rozmiar w górę lub w dół, nie zmieniając go wewnętrznie. Obrazy bitmapowe to jednak inna historia.

Proste, dwukrotne powiększenie obrazu bitmapowego pobiera każdy piksel i po prostu zwiększa jego rozmiar proporcjonalnie do rozdzielczości, podobnie jak zwykła regulacja DPI obrazu i nie robiąc nic więcej. Jednak pomniejszenie do 100 procent po wykonaniu tej czynności ujawnia obraz, który jest teraz znacznie większy, ale ma również znaczny spadek jakości.

Co to jest ponowne próbkowanie obrazu?

Ponowne próbkowanie to proces, który rozmywa linie między tymi pikselami, gdy rozsuwamy je dalej lub zbliżamy do siebie, co daje ostateczny wynik, który znacznie bardziej przypomina oryginał. Jak to działa?

Podczas zmiany rozmiaru wektora w ogóle nie trzeba ponownie próbkować obrazu; matematyka kryjąca się za obiektem cyfrowym wypełnia dla nas puste miejsca, dodając i usuwając uśrednione wartości w miarę dostosowywania. Co się jednak dzieje, gdy trzeba stworzyć nowe piksele lub sprawić, że kanoniczne piksele znikną?

Aby to osiągnąć, obraz musi zostać ponownie spróbkowany — algorytmy wywołują w miejscu narysowania linii. Piksele, które wcześniej były sąsiadami, docierają do siebie i próbują znaleźć wspólną płaszczyznę; jeśli obraz jest zmniejszany, te prawa średnich są używane do decydowania, które wartości się zmienią, a które pozostaną.

Obraz jest analizowany i rekonstruowany przez komputer, tłumaczony i mapowany na większy lub mniejszy zestaw wymiarów.

Po załatwieniu tego każdy element obrazu musi zostać „próbkowany” — różnice między Oryginalna mapa bitowa i to, co komputer miał za zadanie stworzyć, są określane ilościowo, a do ich uzupełniania wykorzystuje się średnie odpoczynek.

Skalowanie w górę rozsadza pole, pozostawiając luki między wszystkimi pikselami, a zmniejszanie wpycha je wszystkie jeden na drugim. Te niejednoznaczne obszary eteru i zachodzące na siebie muszą zostać zaludnione; procesy te nazywane są odpowiednio upsamplingiem i downsamplingiem.

Różne rodzaje ponownego próbkowania

Należy wziąć pod uwagę kilka ogólnych kategorii próbkowania obrazu:

• Najbliższy sąsiad: Termin ten opisuje proste powiększenie 2x opisane wcześniej. Jest to archaiczny sposób robienia rzeczy i pozostawia Cię z blokowym upsamplingiem lub ziarnistym downsamplingiem.
• Dwuliniowe: Takie podejście skutkuje liniową interpretacją oryginalnego obrazu. Podczas skalowania obrazu w ten sposób zwykle otrzymasz coś w rodzaju rozmytego.
• Dwusześcienny: Jest to metoda, z której korzysta większość zaufanych marek. W tym miejscu zazwyczaj znajduje się opcja wyostrzania i wygładzania.
• Lanczosa: Prawdopodobnie najbardziej wyrafinowany z tej grupy — ten algorytm opiera się na matrycy 4 x 4, 6 x 6 lub 8 x 8 otaczającej każdy nowy piksel w obrazie wyjściowym.

Jeśli pracujesz z mediami, niektóre z nich prawdopodobnie wyglądają na bardziej niż znajome. Ta lista wymienia jednak tylko najczęstsze rodzaje ponownego próbkowania; istnieje wiele innych, bardziej egzotycznych formuł zaspokajających potrzeby innych sektorów. Ale prawdopodobnie nigdy nie będziesz musiał się o nic martwić.

Kiedy i dlaczego obrazy są ponownie próbkowane?

Za każdym razem, gdy obraz przechodzi konwersję analogowo-cyfrową lub cyfrowo-analogową, na przykład podczas robienia zdjęcia lub obraz jest skanowany, a następnie drukowany, zwykle przed ostateczną prezentacją przechodzi przez kilka rund ponownego próbkowania.

Obejmuje to nawet kompresję obrazu — podczas konwersji surowe zdjęcie do JPEG, bogactwo informacji wizualnych, które istniały pierwotnie, jest redukowane, a następnie wykorzystywane do odtworzenia nowej mapy bitowej. Odpowiedzi nie mogą pojawić się znikąd, w przeciwnym razie ponownie próbkowane zdjęcie nie będzie wyglądało wystarczająco podobnie do oryginalnej mapy bitowej, a projekt zostanie zrujnowany.

Na szczęście nasi cyfrowi towarzysze są w stanie podejmować dla nas te trudne decyzje miliony razy na mikroskopijnym poziomie. Te interpolacje i próby wygładzania krawędzi oznaczają różnicę między akceptowalnie wierną transformacją a czymś zdecydowanie gorszym od oryginału.

Związane z: Jak konwertować i zmieniać rozmiar obrazów na komputerze Mac?

Praktyczne zastosowania resamplingu obrazu

Przedstawiliśmy te dwie koncepcje jako bliźniaki, ale resampling w pewnym sensie kradnie show. Istnieje wiele rzeczywistych zastosowań resamplingu, z których niektóre wykraczają daleko poza świat tworzenia mediów:

• Ponowne próbkowanie może być użyte do poprawienia takich rzeczy, jak: zniekształcenie beczkowe w układach optycznych lubić teleskopy oraz mikroskopy.
• Jest to również proces, w którym zdjęcia są DeBayered na czujniku dowolnego aparatu cyfrowego.
• Fotomozaiki, Jak na przykład panoramy oraz astrofotografia wielkoskalowa, ponownie próbkuj każdy element układanki, aby uwzględnić takie rzeczy, jak niewielkie różnice w ekspozycji i czasie, jaki upłynął między ujęciami.
• Obrazy CGI można ponownie próbkować, aby były teksturowane oraz zacieniony.
• Można go nawet użyć do mapa oraz optymalizować pole widzenia i parametry połączenia zrobotyzowanego narzędzia, dopasowując je do punktu kontroli operatora w innym miejscu. Rzeczy jak chirurgia wspomagana robotem, radiochirurgiai nie tylko, są możliwe dzięki temu ratującemu życie triumfowi.

Obrazowanie jako branża przeszło długą drogę od niepamiętnych czasów. Narzędzia, które teraz mamy do dyspozycji, to tylko najnowsze z długiej linii eksperymentów, porażek i zwycięstw. Wszystkie nasze zdjęcia wyglądają świetnie jako bezpośredni rezultat. Dzięki, nauka.

Związane z: Jak przeskalować obraz bez utraty jakości

Zmiana rozmiaru a Resampling: opowieść o zmiennych proporcjach

Kto dokonuje połączenia między zmianą rozmiaru a resamplingiem obrazu niezgody? Dobra wiadomość: decyzja zwykle nie należy do Ciebie, chyba że planujesz skulić się i samodzielnie zrekonstruować obraz, piksel po pikselu.

Szczerze mówiąc? Za to zapłacilibyśmy. Jednak reszta z nas poradzi sobie z narzędziami, które umożliwiają taką automatyzację.

Jakich ustawień DPI należy używać do zdjęć cyfrowych?

Nieprawidłowe ustawienia DPI mogą być powodem, dla którego wydrukowane zdjęcia nie wyglądają na wysokiej jakości. Więc jakie są właściwe ustawienia?

Czytaj dalej

O autorze