A ampliação da foto digital para várias vezes seu tamanho original de 300 PPI, mantendo detalhes nítidos, talvez seja o objetivo final de muitos algoritmos de interpolação. Apesar deste objetivo comum, os resultados da ampliação podem variar significativamente dependendo do software de redimensionamento, nitidez e algoritmo de interpolação implementado.
FUNDO
O problema surge porque, ao contrário do filme, as câmeras digitais armazenam seus detalhes em uma unidade discreta:o pixel. Qualquer tentativa de ampliar uma imagem também aumenta esses pixels — a menos que algum tipo de interpolação de imagem seja executado. Mova o mouse sobre a segunda imagem abaixo para ver como até mesmo a interpolação padrão pode melhorar a aparência em blocos e pixelizada.
Original Ampliado 300%
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Pixels visíveis sem interpolação
Antes de prosseguir com este tutorial, saiba que não existe uma solução mágica; a melhor otimização é começar com a imagem da mais alta qualidade possível. Garantir isso significa usar uma técnica adequada, uma câmera de alta resolução, uma configuração de baixo ruído e um bom conversor de arquivos RAW. Depois de tentar tudo isso, otimizar a ampliação da foto digital pode ajudá-lo a aproveitar ao máximo essa imagem.
VISÃO GERAL DA INTERPOLAÇÃO NÃO ADAPTÁVEL
Lembre-se de que todos os algoritmos de interpolação não adaptáveis sempre enfrentam um trade-off entre três artefatos:aliasing, blurring e edge halos. O diagrama a seguir e a comparação visual interativa demonstram onde cada algoritmo se encontra neste cabo de guerra de três vias.
Uma pequena amostra dos algoritmos mais comuns está incluída abaixo. Mova o mouse sobre as opções abaixo para ver o desempenho de cada interpolador para esta ampliação:
| 1. Vizinho mais próximo |
| 2. Bilinear |
| 3. Bicúbico mais suave |
| 4. Bicúbico * |
| 5. Bicúbico mais nítido |
| 6. Lanczos |
| 7. Bilinear com desfoque |
Tipo selecionado:vizinho mais próximo
Imagem de teste
*algoritmo de interpolação padrão para Adobe Photoshop CS e CS2
O diagrama qualitativo à direita demonstra aproximadamente os trade-offs de cada tipo. O vizinho mais próximo é o mais alias e, junto com o bilinear, esses são os únicos dois que não têm artefatos de halo - apenas um equilíbrio diferente de aliasing e desfoque. Você verá que a nitidez das bordas aumenta gradualmente de 3-5, mas às custas do aumento do aliasing e dos halos das bordas. Lanczos é muito semelhante ao Photoshop bicúbico e bicúbico mais nítido, exceto talvez um pouco mais alias. Todos mostram algum grau de alias, no entanto,
pode-se sempre eliminar totalmente o alias desfocando a imagem no Photoshop (#7).
Lanczos e bicúbicos são alguns dos mais comuns, talvez porque sejam muito suaves na escolha dos três artefatos (como evidenciado por estarem no meio do triângulo acima). O vizinho mais próximo e o bilinear não são computacionalmente intensivos e, portanto, podem ser usados para coisas como zoom na web ou dispositivos portáteis.
VISÃO GERAL DOS MÉTODOS ADAPTÁVEIS
Lembre-se de que algoritmos adaptativos (detecção de bordas) não tratam todos os pixels igualmente, mas se adaptam dependendo do conteúdo da imagem próxima. Essa flexibilidade fornece imagens muito mais nítidas com menos artefatos (do que seria possível com um método não adaptativo). Infelizmente, eles geralmente exigem mais tempo de processamento e geralmente são mais caros.
Mesmo os métodos não adaptativos mais básicos se saem muito bem na preservação de gradações tonais suaves, mas todos eles começam a mostrar suas limitações quando tentam interpolar perto de uma borda afiada.
| 1. Vizinho mais próximo |
| 2. Bicúbico * |
| 3. Fractais genuínos |
| 4. PhotoZoom (padrão) |
| 5. PhotoZoom (gráfico) |
| 6. PhotoZoom (texto) |
| 7. SmartEdge ** |
Tipo selecionado:vizinho mais próximo
Imagem de teste
*algoritmo de interpolação padrão para Adobe Photoshop CS e CS2
**ainda em fase de pesquisa, não disponível ao público
Fractais genuínos é talvez o software de ampliação iterativo (ou fractal) mais comum. Ele tenta codificar uma foto semelhante a um arquivo gráfico vetorial - permitindo uma capacidade de redimensionamento quase sem perdas (pelo menos em teoria). Curiosamente, seu objetivo original não era a ampliação, mas destinava-se à compactação eficiente da imagem. Os tempos mudaram desde que o espaço de armazenamento agora é mais abundante e, felizmente, sua aplicação também.
Atalho PhotoZoom Pro (anteriormente S-Spline Pro) é outro programa de ampliação comum. Ele leva em consideração muitos pixels ao redor ao interpolar cada pixel e tenta recriar uma borda suave que passa por todos os pixels conhecidos. Ele usa um algoritmo spline para recriar essas arestas, que é usado de maneira semelhante pelos fabricantes de automóveis quando projetam um novo corpo de fluxo suave para seus carros. O PhotoZoom tem várias configurações — cada uma voltada para um tipo diferente de imagem.
Observe como o PhotoZoom produz resultados superiores no gráfico de computador acima, pois é capaz de criar uma borda nítida e fluida para todas as curvas da bandeira. Os fractais genuínos adicionam textura em pequena escala que não estava presente no original, e seus resultados para este exemplo não são muito melhores do que os do bicúbico. Também vale a pena notar que o Genuine Fractals faz o melhor trabalho em preservar a ponta da bandeira, enquanto o PhotoZoom às vezes a divide em pedaços. O único interpolador que mantém as bordas afiadas e suaves e a ponta da bandeira é o SmartEdge.
EXEMPLOS DO MUNDO REAL
As comparações acima demonstram ampliação de exemplos teóricos, porém imagens do mundo real raramente são tão simples. Eles também precisam lidar com padrões de cores, ruídos de imagem, texturas finas e bordas que não são tão facilmente identificáveis. O exemplo a seguir inclui regiões de detalhes finos, bordas nítidas e um plano de fundo suave:
↓
Original ampliado em 250%
Sharpened:
| Vizinho mais próximo | Bicúbico | Mais Suave Bicúbico | FotoZoom | Fractais genuínos | SmartEdge |
Afiado:
| Bicúbico | Mais Suave Bicúbico | PhotoZoom (Padrão) | Fractais Genuínos | SmartEdge |
Todos, exceto o vizinho mais próximo (que simplesmente aumenta os pixels) fazem um trabalho notável considerando o tamanho relativamente pequeno do original. Preste atenção especial às áreas problemáticas; para aliasing estes são o topo do nariz, pontas das orelhas, bigodes e fivela de cinto roxo. Como esperado, todos têm um desempenho quase idêntico na renderização do plano de fundo mais suave.
Mesmo que os fractais genuínos tenham lutado com a computação gráfica, ele mais do que se mantém com essa foto do mundo real. Ele cria os bigodes mais estreitos, que são ainda mais finos do que na imagem original (em relação a outros recursos). Ele também torna a pele do gato com bordas afiadas, evitando artefatos de halo no exterior do gato. Por outro lado, alguns podem considerar seu padrão de textura de pelo indesejável, então também há um elemento subjetivo na decisão. No geral, eu diria que produz os melhores resultados.
O PhotoZoom Pro e o bicúbico são bastante semelhantes, exceto que o PhotoZoom tem menos halos de borda visíveis e um pouco menos de aliasing. O SmartEdge também se sai excepcionalmente bem, mas ainda está em fase de pesquisa e não está disponível. É o único algoritmo que funciona bem tanto para a computação gráfica quanto para a foto do mundo real.
FOTOGRAFIAS AMPLIADAS DE nitidez
Até agora, a maior parte de nossa atenção se concentrou no tipo de interpolação, mas a técnica de nitidez pode ser igualmente influente.
Aplique sua nitidez depois de ampliar a foto para o tamanho final , Não o contrário. Caso contrário, halos de nitidez anteriormente imperceptíveis podem se tornar claramente visíveis. Este efeito é o mesmo que se aplicasse uma máscara de nitidez com um raio maior que o ideal. Mova o mouse sobre a imagem para a esquerda (um recorte da ampliação mostrada antes) para ver como ficaria se a nitidez fosse aplicada antes da ampliação. Observe o aumento no tamanho do halo perto dos bigodes e do exterior do gato.
Lembre-se também de que
muitos algoritmos de interpolação têm alguma nitidez incorporada (como o "bicúbico mais nítido" do Photoshop). Um pouco de nitidez é muitas vezes inevitável porque a própria interpolação bayer também pode introduzir nitidez.
Se sua câmera não suportar o formato de arquivo RAW (e, portanto, tiver que usar imagens JPEG), certifique-se de desativar ou diminuir ao mínimo todas as opções de nitidez da câmera. Salve esses arquivos JPEG na compactação da mais alta qualidade, caso contrário, artefatos JPEG anteriormente indetectáveis serão ampliados significativamente após a ampliação e a nitidez subsequente.
Como uma foto ampliada pode ficar significativamente desfocada em comparação com a original, as imagens redimensionadas geralmente se beneficiam mais das técnicas avançadas de nitidez. Isso inclui deconvolução, ajuste fino dos overshoots claros/escuros, máscara de nitidez multi-raio e o novo recurso do PhotoShop CS2:nitidez inteligente.
DISTÂNCIA DE AFIAÇÃO E VISUALIZAÇÃO
A distância de visualização esperada de sua impressão pode alterar os requisitos para uma determinada profundidade de campo e círculo de confusão. Além disso, uma foto ampliada para uso como pôster exigirá um raio de nitidez maior do que o pretendido para exibição em um site. O estimador a seguir deve ser usado apenas como um guia aproximado; o raio ideal também depende de outros fatores, como conteúdo da imagem e qualidade da interpolação.
*PPI =pixels por polegada; veja o tutorial sobre "Pixels de Câmera Digital"
Um dispositivo de exibição típico tem uma densidade de pixels de cerca de 70-100 PPI, dependendo da configuração da resolução e das dimensões da exibição. Um valor padrão de 72 PPI fornece um raio de nitidez de 0,3 pixels usando a calculadora acima — correspondendo ao raio comum usado para exibir imagens na web. Alternativamente, uma resolução de impressão de 300 PPI (padrão para impressões fotográficas) fornece um raio de nitidez de ~1,2 pixels (também típico).
QUANDO A INTERPOLAÇÃO SE TORNA IMPORTANTE
A resolução de uma grande imagem de outdoor de beira de estrada não precisa ser nem de longe tão alta quanto a de uma impressão de arte visualizada de perto. O estimador a seguir lista o PPI mínimo e a dimensão máxima de impressão que podem ser usados antes que o olho comece a ver pixels individuais (sem interpolação).
Você certamente pode fazer impressões muito maiores - apenas tome cuidado, pois isso marca o ponto em que você precisa começar a ser mais cauteloso.
Qualquer impressão ampliada além do tamanho acima ficará altamente dependente da qualidade de interpolação e nitidez. CONSIDERE SEU ASSUNTO
Tanto o tamanho quanto o tipo de textura em uma foto podem influenciar o quão bem essa imagem pode ser ampliada. Para paisagens, o olho geralmente espera ver detalhes até perto de seu limite de resolução, enquanto superfícies lisas e objetos geométricos podem ser menos exigentes. Algumas regiões podem até ampliar melhor que outras; o cabelo em retratos geralmente precisa ser totalmente resolvido, embora a pele lisa geralmente seja muito menos exigente.
AMPLIAÇÃO DE HARDWARE vs. SOFTWARE
Muitas impressoras profissionais têm a capacidade de usar uma imagem pequena e realizar a ampliação da foto por conta própria (interpolação de hardware), em vez de exigir uma foto que já foi ampliada em um computador (interpolação de software). Muitas dessas impressoras reivindicam melhor qualidade de ampliação do que é possível com o algoritmo bicúbico, então qual é a melhor opção? Realizar a ampliação no software antecipadamente permite maior flexibilidade - permitindo atender a interpolação e a nitidez às necessidades da imagem. Por outro lado, aumentar o arquivo você mesmo significa que os tamanhos dos arquivos serão MUITO maiores, o que pode ser de especial importância se você precisar enviar imagens para a gráfica online com pressa.
Para uma leitura mais detalhada, visite:
Interpolação de imagem digital
Para ler o oposto (encolher uma imagem), visite:
Redimensionamento de imagem para a Web e e-mail
