Масштаби́рование изображения — изменение размера изображения с сохранением пропорций. Под масштабированием подразумевается как увеличение («апскейлинг» от англ. upscaling), так и уменьшение («даунскейлинг», англ. downscaling) разрешения изображения. Широко применяется в компьютерной графике, обработке видео, в частности, реализуется на аппаратном уровне в телевизорах и видеопроигрывателях.
При этом, в зависимости от типа графики (растровая, векторная), масштабирование производится разными алгоритмами. Масштабирование векторных изображений происходит без потерь качества изображения, при увеличении растровых может происходить потеря качества изображения: возможны существенные искажения геометрии мелких деталей и появление ложных узоров на текстурах. Поэтому при масштабировании растровых изображений используются специализированные алгоритмы, сглаживающие нежелательные эффекты.
Методы масштабирования
Размер изображения может быть изменён несколькими способами. Простейшим способом удвоения разрешения является метод копирования ближайшего пиксела, заменяющий каждый пиксель четырьмя пикселями того же цвета, при этом изображение, сохраняя детали оригинала, приобретает нежелательный «лестничный эффект». Этот же способ может быть применён для более тонких изменений разрешения, например, для масштаба 99 % или 101 % соответственно убирают или дублируют каждую сотую точку.
Метод билинейной интерполяции обеспечивает некоторое сохранение гладкости контуров рисунка, но иногда вызывает нежелательные эффекты сглаживания деталей и всё равно порождает довольно заметный «эффект лестницы». Более совершенным методом является использование бикубической интерполяции.
Для увеличения малоцветных изображений в малом разрешении лучше всего подходят специальные алгоритмы, разработанные для растровой графики, позволяющие при незначительных искажениях точности прорисовки форм сохранить и подчеркнуть чёткие контуры и мелкие детали. Также существуют сглаживающие алгоритмы, подходящие для обработки фотографий и многоцветных растровых изображений с эффектом лесенки, объединяемые под наименованием «методов сверхмасштаба» (англ. supersampling).
Сравнение
В таблице приведено сравнение алгоритмов масштабирования, выполненных с помощью свободно распространяемой программы 2dimagefilter.
| Алгоритм | Изображение |
|---|---|
| (Исходные изображения) |   |
| Super-xBR 4x |   |
| Eagle 3x |  |
| hq3x |  |
| Scale 3x |  |
| XBR 3x |  |
| SuperEagle |  |
| SuperSaI |  |
| SaI 2x |  |
| Scale 2x |  |
Использование в эмуляторах игровых консолей
Благодаря мощной аппаратной составляющей современных компьютеров возможно использование алгоритмов масштабирования изображений в реальном времени для видеоигр. Высокооптимизированные алгоритмы дают чёткую и детальную картинку при минимальном эффекте размытия, при этом не требуют значительных ресурсов системы. Они используются во многих эмуляторах игровых приставок, таких как HqMAME, DOSBox и ScummVM.
Алгоритмы масштабирования изображений применяются в коммерческих эмуляторах Xbox Live, Virtual Console и PlayStation Network и позволяют геймерам, поклонникам игр 80-х и 90-х годов, созданных в низком разрешении, получать новый игровой опыт на HD-экранах. Такие алгоритмы используются в Sonic's Ultimate Genesis Collection, Castlevania: The Dracula X Chronicles, Castlevania: Symphony of the Night и Akumajō Dracula X Chi no Rondo.
Проблемы масштабирования изображений
 | Этот раздел не завершён. |
При апскейлинге изображений наиболее частой проблемой становится эффект «зубчатости», для устранения которого используются алгоритмы сглаживания. В этом случае пиксели, соседние с граничным пикселем изображения, принимают промежуточное значение между цветом изображения и цветом фона, создавая градиент и размывая границу.
См. также
Литература
- Маркелов К. С. Модель повышения информативности цифровых изображений на базе метода суперразрешения // Инженерный вестник. — МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2013. — № 03.
- Freedman, Gilad and Fattal, Raanan. Image and Video Upscaling from Local Self-examples (англ.) // ACM Trans. Graph.. — 2011. — Vol. 30, no. 2. — P. 12:1--12:11. — DOI:10.1145/1944846.1944852.
- Kopf, Johannes and Lischinski, Dani. Depixelizing Pixel Art (англ.) // ACM Trans. Graph.. — 2011. — Vol. 30, no. 4. — P. 99:1--99:8. — DOI:10.1145/2010324.1964994.
- Giachetti, Andrea and Asuni, Nicola. Real-Time Artifact-Free Image Upscaling (англ.) // Trans. Img. Proc.. — 2011. — Vol. 20, no. 10. — P. 2760--2768. — DOI:10.1109/TIP.2011.2136352.
Ссылки
- 2D-Image and Texture Filter Бесплатная программа на code.google.com, включающая подборку фильтров изображения для увеличения масштаба A collection of image filters, some especially suited to scale-up low res computer graphics.
including Hqnx-family, SaI, Eagle, EPX, XBR, XBRz, Lanczos, etc.
- Sebastian Anthony. Depixelizing Pixel Art: Upscaling Retro 8-bit Games, ExtremeTech, May 24, 2011
- xBRZ Scaler Comparison and Testing Tool на SourceForge
- C Library implementing the xBR pixel art scaling algorithm на GitHub
- AVIR image resizing algorithm на GitHub
 | Для улучшения этой статьи желательно: |
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .