INGRANDIMENTO FOTO DIGITALI
L'ingrandimento di foto digitali a diverse volte la loro dimensione originale a 300 PPI, mantenendo ancora dettagli nitidi, è forse l'obiettivo finale di molti algoritmi di interpolazione. Nonostante questo obiettivo comune, i risultati di ingrandimento possono variare significativamente a seconda del software di ridimensionamento, nitidezza e algoritmo di interpolazione implementato.
SFONDO
Il problema sorge perché, a differenza della pellicola, le fotocamere digitali memorizzano il loro dettaglio in un'unità discreta: il pixel. Qualsiasi tentativo di ingrandire un'immagine ingrandisce anche questi pixel — a meno che non venga eseguita qualche tipo di interpolazione d'immagine. Passate il mouse sulla seconda immagine sotto per vedere come anche l'interpolazione standard può migliorare l'aspetto a blocchi, pixelato.
Originale Ingrandito 300%
→
Pixel Visibili Senza Interpolazione
Prima di procedere con questo tutorial, sappiate che non c'è una soluzione magica; la migliore ottimizzazione è iniziare con l'immagine di qualità più alta possibile. Garantire questo significa usare tecnica corretta, una fotocamera ad alta risoluzione, un'impostazione a basso rumore e un buon convertitore di file RAW. Una volta tentato tutto questo, ottimizzare l'ingrandimento foto digitale può aiutarvi a ottenere il massimo da questa immagine.
PANORAMICA INTERPOLAZIONE NON ADATTIVA
Ricordate che tutti gli algoritmi di interpolazione non adattivi affrontano sempre un compromesso tra tre artefatti: aliasing, sfocatura e aloni ai bordi. Il diagramma seguente e il confronto visivo interattivo dimostrano dove ogni algoritmo si trova in questa lotta a tre.
Un piccolo campionamento degli algoritmi più comuni è incluso sotto. Passate il mouse sulle opzioni sotto per vedere come ogni interpolatore performa per questo ingrandimento:
| 1. Nearest Neighbor |
| 2. Bilineare |
| 3. Bicubic Smoother |
| 4. Bicubico * |
| 5. Bicubic Sharper |
| 6. Lanczos |
| 7. Bilineare con sfocatura |
Tipo Selezionato: Nearest Neighbor
Immagine Test
*algoritmo di interpolazione predefinito per Adobe Photoshop CS e CS2
Il diagramma qualitativo a destra dimostra approssimativamente i compromessi di ogni tipo. Il nearest neighbor è il più aliasato, e insieme al bilineare questi sono gli unici due che non hanno artefatti di alone — solo un diverso equilibrio di aliasing e sfocatura. Vedrete che la nitidezza dei bordi aumenta gradualmente da 3-5, ma a spese di sia aliasing aumentato che aloni ai bordi. Lanczos è molto simile a Photoshop bicubico e bicubic sharper, tranne forse un po' più aliasato. Tutti mostrano un certo grado di aliasing, tuttavia si potrebbe sempre eliminare l'aliasing interamente sfocando l'immagine in Photoshop (#7).
Lanczos e bicubico sono tra i più comuni, forse perché sono molto lievi nella loro scelta di tutti e tre gli artefatti (come evidenziato dall'essere verso il centro del triangolo sopra). Nearest neighbor e bilineare non sono computazionalmente intensivi, e possono quindi essere usati per cose come zoom web o dispositivi portatili.
PANORAMICA METODI ADATTIVI
Ricordate che gli algoritmi adattivi (rilevatori di bordi) non trattano tutti i pixel allo stesso modo, ma si adattano a seconda del contenuto d'immagine vicino. Questa flessibilità dà immagini molto più nitide con meno artefatti (di quanto sarebbe possibile con un metodo non adattivo). Sfortunatamente, questi richiedono spesso più tempo di elaborazione e sono solitamente più costosi.
Anche i metodi non adattivi più basilari fanno un ottimo lavoro nel preservare gradazioni tonali fluide, ma tutti iniziano a mostrare i loro limiti quando provano a interpolare vicino a un bordo netto.
| 1. Nearest Neighbor |
| 2. Bicubico * |
| 3. Genuine Fractals |
| 4. PhotoZoom (default) |
| 5. PhotoZoom (grafica) |
| 6. PhotoZoom (testo) |
| 7. SmartEdge ** |
Tipo Selezionato: Nearest Neighbor
Immagine Test
*algoritmo di interpolazione predefinito per Adobe Photoshop CS e CS2
**ancora in fase di ricerca, non disponibile al pubblico
Genuine Fractals è forse il software di ingrandimento iterativo (o frattale) più comune. Cerca di codificare una foto in modo simile a un file grafica vettoriale — permettendo capacità di ridimensionamento quasi senza perdite (almeno in teoria). È interessante notare che il suo scopo originale non era affatto l'ingrandimento, ma era invece inteso per la compressione d'immagine efficiente. I tempi sono cambiati da quando lo spazio di archiviazione è ora più abbondante e fortunatamente, così ha fatto la sua applicazione.
Shortcut PhotoZoom Pro (precedentemente S-Spline Pro) è un altro programma di ingrandimento comune. Prende in considerazione molti pixel circostanti quando interpola ogni pixel, e tenta di ricreare un bordo fluido che passa attraverso tutti i pixel noti. Usa un algoritmo spline per ricreare questi bordi, che è simile a quello usato dai produttori d'auto quando progettano una nuova carrozzeria fluida per le loro auto. PhotoZoom ha diverse impostazioni — ciascuna orientata verso un tipo diverso d'immagine.
Notate come PhotoZoom produca risultati superiori nella grafica computerizzata sopra, in quanto è in grado di creare un bordo nitido e fluido per tutte le curve della bandiera. Genuine Fractals aggiunge texture a piccola scala che non era presente nell'originale, e i suoi risultati per questo esempio sono discutibilmente non molto migliori di quelli del bicubico. Vale anche la pena notare che Genuine Fractals fa il miglior lavoro nel preservare la punta della bandiera, mentre PhotoZoom a volte la spezza in pezzi. L'unico interpolatore che mantiene sia bordi nitidi e fluidi che la punta della bandiera è SmartEdge.
ESEMPI REALI
I confronti sopra dimostrano l'ingrandimento di esempi teorici, tuttavia le immagini reali sono raramente così semplici. Queste devono anche affrontare pattern di colore, rumore d'immagine, texture fini e bordi non facilmente identificabili. L'esempio seguente include regioni di dettaglio fine, bordi netti e sfondo fluido:
↓
Originale Ingrandito del 250%
| Nearest Neighbor | Bicubico | Bicubic Smoother | PhotoZoom | Genuine Fractals | SmartEdge |
| Bicubico | Bicubic Smoother | PhotoZoom (Default) | Genuine Fractals | SmartEdge |
Tutti tranne il nearest neighbor (che semplicemente ingrandisce i pixel) fanno un lavoro notevole considerando la dimensione relativamente piccola dell'originale. Prestate particolare attenzione alle aree problematiche; per l'aliasing queste sono la punta del naso, punte delle orecchie, baffi e fibbia della cintura viola. Come previsto, tutti performano quasi identicamente nel rendere lo sfondo più morbido.
Anche se Genuine Fractals ha lottato con la grafica computerizzata, tiene più che il suo con questa foto reale. Crea i baffi più stretti, che sono anche più sottili che nell'immagine originale (relativi ad altre caratteristiche). Rende anche il pelo del gatto con bordi netti evitando ancora artefatti di alone all'esterno del gatto. D'altra parte, alcuni possono considerare il suo pattern di texture del pelo indesiderabile, quindi c'è anche un elemento soggettivo nella decisione. Nel complesso direi che produce i migliori risultati.
PhotoZoom Pro e bicubico sono abbastanza simili, tranne che PhotoZoom ha meno aloni ai bordi visibili e un po' meno aliasing. SmartEdge fa anche eccezionalmente bene, tuttavia questo è ancora in fase di ricerca e non disponibile. È l'unico algoritmo che funziona bene sia per la grafica computerizzata che per la foto reale.
NITIDEZZA FOTO INGRANDITE
Finora, la maggior parte della nostra attenzione si è concentrata sul tipo di interpolazione, ma la tecnica di nitidezza può essere altrettanto influente.
Applicate la vostra nitidezza dopo aver ingrandito la foto alla dimensione finale, non il contrario. Altrimenti aloni di nitidezza precedentemente impercettibili possono diventare chiaramente visibili. Questo effetto è lo stesso di se si applicasse una maschera di contrasto con un raggio più grande dell'ideale. Passate il mouse sull'immagine a sinistra (un crop dell'ingrandimento mostrato prima) per vedere come sarebbe apparso se la nitidezza fosse stata applicata prima dell'ingrandimento. Notate l'aumento della dimensione dell'alone vicino ai baffi e all'esterno del gatto.
Siate anche consapevoli che molti algoritmi di interpolazione hanno una certa nitidezza integrata (come bicubic sharper di Photoshop). Una piccola nitidezza è spesso inevitabile perché l'interpolazione Bayer stessa può anche introdurre nitidezza.
Se la vostra fotocamera non supporta il formato file RAW (e quindi dovete usare immagini JPEG), assicuratevi di disabilitare o diminuire tutte le opzioni di nitidezza in-camera al minimo. Salvate questi file JPEG alla massima qualità di compressione, altrimenti artefatti JPEG precedentemente non rilevabili saranno ingranditi significativamente con l'ingrandimento e la successiva nitidezza.
Poiché una foto ingrandita può diventare significativamente sfocata rispetto all'originale, le immagini ridimensionate spesso beneficiano di più da tecniche avanzate di nitidezza. Queste includono deconvoluzione, messa a punto degli over/undershoot chiari/scuri, maschera di contrasto multi-raggio e la nuova funzione di PhotoShop CS2: smart sharpen.
NITIDEZZA E DISTANZA DI VISIONE
La distanza di visione prevista della vostra stampa può cambiare i requisiti per una data profondità di campo e circolo di confusione. Inoltre, una foto ingrandita per uso come poster richiederà un raggio di nitidezza maggiore di una intesa per visualizzazione su un sito web. Il seguente stimatore dovrebbe essere usato come nient'altro che una guida approssimativa; il raggio ideale dipende anche da altri fattori come contenuto d'immagine e qualità d'interpolazione.
*PPI = pixel per pollice; vedi tutorial su "Pixel Fotocamera Digitale"
Un tipico dispositivo di visualizzazione ha una densità di pixel intorno a 70-100 PPI, a seconda dell'impostazione di risoluzione e dimensioni del display. Un valore standard di 72 PPI dà un raggio di nitidezza di 0,3 pixel usando il calcolatore sopra — corrispondente al raggio comune usato per visualizzare immagini sul web. In alternativa, una risoluzione di stampa di 300 PPI (standard per stampe fotografiche) dà un raggio di nitidezza di ~1,2 pixel (anche tipico).
QUANDO L'INTERPOLAZIONE DIVENTA IMPORTANTE
La risoluzione di un'immagine per cartellone stradale di grandi dimensioni non deve essere da nessuna parte vicino a quella di una stampa fine art vista da vicino. Il seguente stimatore elenca il PPI minimo e la massima dimensione di stampa che può essere usata prima che l'occhio inizi a vedere pixel individuali (senza interpolazione).
Potete certamente fare stampe molto più grandi — state solo attenti che questo segna il punto dove dovete iniziare a essere extra cauti. Qualsiasi stampa ingrandita oltre la dimensione sopra diventerà altamente dipendente dalla qualità di interpolazione e nitidezza.
CONSIDERATE IL VOSTRO SOGGETTO
Sia la dimensione che il tipo di texture all'interno di una foto possono influenzare quanto bene quell'immagine può essere ingrandita. Per i paesaggi, l'occhio si aspetta spesso di vedere dettagli fino vicino al loro limite di risoluzione, mentre superfici lisce e oggetti geometrici possono essere meno esigenti. Alcune regioni possono anche ingrandire meglio di altre; i capelli nei ritratti di solito devono essere completamente risolti, mentre la pelle liscia è spesso molto meno esigente.
INGRANDIMENTO HARDWARE vs SOFTWARE
Molte stampanti professionali hanno la capacità di usare un'immagine piccola ed eseguire l'ingrandimento foto loro stesse (interpolazione hardware), rispetto a richiedere una foto che è già stata ingrandita su un computer (interpolazione software). Molte di queste stampanti affermano una qualità di ingrandimento migliore di quanto possibile con l'algoritmo bicubico, quindi quale è un'opzione migliore? Eseguire l'ingrandimento in software prima permette una maggiore flessibilità — permettendo di adattare l'interpolazione e la nitidezza alle esigenze dell'immagine. D'altra parte, ingrandire il file voi stessi significa che le dimensioni dei file saranno MOLTO più grandi, il che può essere di importanza speciale se dovete caricare immagini alla compagnia di stampa online in fretta.
Per ulteriori letture di base, visitate:
Interpolazione Immagini Digitali
Per letture sull'opposto (ridurre un'immagine), visitate:
Ridimensionamento Immagini per Web & Email
