Фрактальное увеличение изображений

Олег Татарников

ADV Fractal

Genuine Fractals

Extensis.Pxl.SmartScale

 

Стандартно применяемые во многих графических программах кусочно-полиномиальные методы увеличения изображений (билинейные или даже бикубические) проявляют специфические артефакты — размывают границы или же образуют ступеньки на резких перепадах яркости.
Если же требуется значительное масштабирование с сохранением четких границ и цветовых областей, то более предпочтительными являются контекстно-фрактальные методы увеличения изображений. Фрактальные методы лишены вышеописанных недостатков и в отличие, например, от бикубического метода (который считается самым лучшим из локально-полиномиальных), хорошо передают как плавные переходы, так и четкие детали увеличиваемого изображения.

Для чего может понадобиться такой метод? Например, вам хочется сделать огромный постер из маленькой фотографии. И пусть она после увеличения будет выглядеть, как картина авангардного художника, но по крайней мере не станет набором бесформенных пятен, как при традиционном увеличении.

Кстати, многие фотохудожники используют фрактальное увеличение отсканированных старых фотографий, после чего старые пленочные кадры по резкости и проработке деталей выглядят гораздо лучше новых цифровых изображений высокого разрешения. Различия в работе кусочно-полиномиальных и фрактальных алгоритмов увеличения проиллюстрированы на врезке «Высокохудожественный фрактал».

Особенно интересно применение фрактального увеличения к техническим рисункам. Например, если мы хотим изготовить собственную карту большего масштаба из имеющейся у нас мелкомасштабной (скажем, для того чтобы уточнять ее самостоятельно), то, естественно, главным приоритетом при увеличении для нас будет сохранение четких линий, дорог и границ областей (лесов, полей и водоемов). В этом случае нам лучше воспользоваться фрактальным увеличением, возможно даже слегка утрированным.

И чем большее увеличение нам понадобится, тем заметнее будет отличие в работе бикубических и фрактальных алгоритмов. Отметим также, что помимо традиционных билинейных или бикубических алгоритмов сглаживания при увеличении изображений существуют и другие, более сложные. Например, есть недорогие плагины для Adobe Photoshop, которые реализуют так называемое B- или S-сплайновое сглаживание. Кроме того, они широко используются там, где необходимо значительно увеличить изображение для печати большого формата. Среди таких модулей можно отметить Stair Interpolation Pro (SIPro) от компании Fred Miranda (http://www.fredmiranda.com), который стоит менее 20 долл., или Shortcut PhotoZoom (http://www.shortcutpublishing.com) стоимостью около 50 долл. Печатников они также могут заинтересовать, поскольку обеспечивают лучшее качество, чем предлагают стандартные инструменты. Однако сегодня мы рассмотрим только фрактальное увеличение, для которого можно воспользоваться одной из приведенных далее программ.

ADV Fractal

Программы для работы с фракталами обычно довольно сложные и дорогие. Но существует, например, простой и бесплатный плагин ADV Fractal (http://serioussoft.narod.ru/adv/frk.htm) для Adobe Photoshop, который реализует фрактальное сжатие изображений (компрессию и декомпрессию), а также увеличение изображений. ADV Fractal обеспечивает следующие возможности: настройку параметров качества изображения, коэффициента сжатия, просмотра статистики и текущего результата в реальном времени, возможность чтения и записи полученной системы итерируемых функций в файл, а также возможности редактирования получаемого фрактального изображения — масштабирование, редактирование цвета и пространственной ориентации изображения, количества итераций восстановления.

 

Рисунок

Сфера применения данной программы, по утверждению автора, может быть как научная (для тех, кто занимается фрактальным сжатием), так и практическая: обеспечивается реализация высококачественного увеличения изображений — при масштабировании в сторону значительного увеличения размера изображения не появляются ступенчатые структуры и размытие цветовых оттенков, что характерно для традиционных интерполирующих алгоритмов.

Genuine Fractals

Наилучшей, на наш взгляд, коммерческой программой фрактального увеличения изображений в настоящее время является, пожалуй, Genuine Fractals от компании onOne Software (http://www.ononesoftware.com/), ранее принадлежавшей фирме LizardTech.

 

Рисунок

Это тоже семейство плагинов для Adobe Photoshop (компания декларирует поддержку всех версий, включая CS3) — Genuine Fractals 5 и Genuine Fractals Print Pro 5. Последние обновления привносят улучшенную технологию масштабирования, более быстрое воспроизведение, несколько совершенно новых функций и новый пользовательский интерфейс. По заявлениям разработчиков, Genuine Fractals 5 теперь позволяет увеличивать цифровые изображения более чем на 1000% без потери качества.

Добавлены также мультипроцессорная поддержка, предварительная настройка размера документа, расширенная поддержка слоев, встроенные контроллеры Sharpening и Texture, Film Grain, Photoshop Action, а также добавлена поддержка дополнительных форматов файлов. Кроме того, Genuine Fractals теперь поддерживает изменение размера изображений в файлах Photoshop, которые содержат несколько слоев, в том числе и нерастрированные текстовые слои, «умные» объекты, альфа-каналы и пр. Стоимость Genuine Fractals 5 — 160 долл. Ознакомительную версию этого плагина можно скачать по адресу: http://www.ononesoftware.com/download.php?action=download&dl_id=6&type=demo.

Для ценителей растягивания картинок до неимоверных размеров без заметного ухудшения качества изображения плагины Genue Fractals окажутся незаменимым инструментом.

Extensis.Pxl.SmartScale

Модуль pxl SmartScale компании Extensis Incorporated (http://www.extensis.com/) похож на Genue Fractals и по своим возможностям может составить ему конкуренцию.

Название Extensis Incorporated, безусловно, знакомо многим пользователям Adobe Photoshop. Такие подключаемые модули, как Mask Pro, Intellihance, PhotoTools и PhotoFrame, до сих пор пользуются большой популярностью у компьютерных художников по всему миру.

 

Рисунок

Плагин pxl SmartScale — это результат адаптации уникальной технологии масштабирования и компрессии изображений PixelLive для нужд массового потребителя (разработчик технологии — компания Celartem, которая с недавних пор принадлежит Extensis). Благодаря SmartScale любой сегмент изображения или вся картинка целиком могут быть увеличены до гигантских размеров. Например, процент максимального масштабирования исходника достигает отметки в 1600% от оригинала. Что характерно для подобных алгоритмов — столь высокий показатель достойно выдерживается при визуализации финальной картинки.

Воспользовавшись для сохранения проектов собственным форматом технологии PixelLive, полученные изображения можно подвергнуть компрессии и тем самым заметно облегчить их последующую передачу в печатное бюро или на компьютер заказчика. Реализована также активация защиты от несанкционированного использования. Художникам, имеющим права на работу с PL-контентом, потребуется лишь инсталляция бесплатной программы PixelLive Viewer, доступной как автономное приложение или же в виде плагина.

Заявленная производителем стоимость pxl SmartScale — 200 долл. — отнюдь не мала, но задачи, которые решает этот модуль, нередко поражают качеством своего исполнения.

Высокохудожественный фрактал

Для того чтобы проиллюстрировать различия в работе кусочно-полиномиальных и фрактальных алгоритмов увеличения изображения, возьмем маленькую картиночку и попробуем увеличить ее в десять раз.

Если бы вы напечатали данную картинку с десятикратным увеличением без какого-либо алгоритма сглаживания, то результат получили бы откровенно «мозаичный» (рис. 1).

 

Рисунок

Рис. 1

При использовании бикубического метода сглаживания (который считается наилучшим среди локально-полиномиальных) в Adobe Photoshop с применяемой по умолчанию установкой на повышение четкости изображения бикубический метод частично убирает «мозаику», но проявляет специфические артефакты — размывает границы и образует ступеньки на резких перепадах яркости. Кроме того, создается общее впечатление «замусоренной» картинки (рис. 2).

 

Рисунок

Рис. 2

Установка на повышение гладкости изображения только ухудшает картинку — при таком увеличении она становится недопустимо «мутной», хотя часть артефактов на границах размывается и «мусора» становится меньше (рис. 3).

 

Рисунок

Рис. 3

Гораздо лучший эффект дает фрактальное увеличение. Если вам не хочется подбирать параметры, то наиболее предпочтительной является программа Genuine Fractals 5 (Plug-in для Adobe Photoshop). Даже если выставить все параметры по умолчанию или воспользоваться модулем Genuine Fractals Express, то увеличенная картинка будет выглядеть немного стилизованной, но значительно более четкой по границам, сохранившей мелкие детали, плавные цветовые переходы и практически без «мусора». Возможно, при таком значительном увеличении не все «ступеньки» удастся убрать, но даже то, что сохранится, не будет резать глаз (рис. 4).

 

Рисунок

Рис. 4

Если же вас не смущает сильная «стилизация», то можно попробовать вообще убрать всякий мусор и добиться четких и ровных границ и равномерной цветовой заливки по всем областям. Установив параметры на наивысшую четкость и контрастность, мы, конечно, неизбежно потеряем ряд мелких деталей, зато о былой «мозаичности» уже никто не догадается (рис. 5).

 

Рисунок

Рис. 5

В начало В начало

КомпьютерПресс 7'2007