Пикселизация в компьютерной графике

Введение

Артефакт компьютерной графики
графический артефакт

В компьютерной графике пикселизация (или пикселирование в британском английском) возникает при отображении растрового изображения или его части в настолько большом размере, что становятся видны отдельные пиксели – маленькие квадратные элементы отображения, состоящие из одного цвета, из которых и состоит растровое изображение. Такое изображение называют пикселизированным (пикселированным в Великобритании). Ранние графические приложения, такие как видеоигры, работали в очень низком разрешении с небольшим количеством цветов, что делало пиксели легко заметными. В результате резкие края придавали изогнутым объектам и диагональным линиям неестественный вид. Однако, когда количество доступных цветов увеличилось до 256, стало возможным эффективно использовать сглаживание (антиалиасинг) для улучшения внешнего вида объектов с низким разрешением, не устраняя пикселизацию, но делая её менее броской для глаза. Более высокое разрешение вскоре сделало этот тип пикселизации практически невидимым на экране, но пикселизация всё ещё заметна, если изображение с низким разрешением печатается на бумаге. В области 3D-компьютерной графики в реальном времени пикселизация может быть проблемой. Здесь растровые изображения применяются к полигонам в качестве текстур. Когда камера приближается к текстурированному полигону, простая фильтрация текстур методом ближайшего соседа просто увеличивает растровое изображение, создавая сильную пикселизацию. Наиболее распространённым решением является техника, называемая интерполяцией пикселей, которая плавно смешивает или интерполирует цвет одного пикселя в цвет следующего соседнего пикселя при высоком уровне масштабирования. Это создаёт более органичное, но также и более размытое изображение. Пикселизация – это проблема, уникальная для растровых изображений. Альтернативы, такие как векторная графика или чисто геометрические полигональные модели, могут масштабироваться до любого уровня детализации. Это одна из причин популярности векторной графики для печати: большинство современных компьютерных мониторов имеют разрешение около 100 точек на дюйм, а печатные документы с разрешением 300 точек на дюйм содержат примерно в девять раз больше пикселей на единицу площади, чем экран. Другим иногда используемым решением являются процедурные текстуры, такие как фракталы, которые могут быть сгенерированы на лету на произвольных уровнях детализации.

In computer graphics, pixelation (or pixellation in British English) is caused by displaying a bitmap or a section of a bitmap at such a large size that individual pixels, small single colored square display elements that comprise the bitmap, are visible. Such an image is said to be pixelated (pixellated in the UK). Early graphical applications such as video games ran at very low resolutions with a small number of colors, resulting in easily visible pixels. The resulting sharp edges gave curved objects and diagonal lines an unnatural appearance. However, when the number of available colors increased to 256, it was possible to gainfully employ anti aliasing to smooth the appearance of low resolution objects, not eliminating pixelation but making it less jarring to the eye. Higher resolutions would soon make this type of pixelation all but invisible on the screen, but pixelation is still visible if a low resolution image is printed on paper. In the realm of real time 3D computer graphics, pixelation can be a problem. Here, bitmaps are applied to polygons as textures. As a camera approaches a textured polygon, simplistic nearest neighbor texture filtering would simply zoom in on the bitmap, creating drastic pixelation. The most common solution is a technique called pixel interpolation that smoothly blends or interpolates the color of one pixel into the color of the next adjacent pixel at high levels of zoom. This creates a more organic, but also much blurrier image. Pixelation is a problem unique to bitmaps. Alternatives such as vector graphics or purely geometric polygon models can scale to any level of detail. This is one reason vector graphics are popular for printing most modern computer monitors have a resolution of about 100 dots per inch, and at 300 dots per inch printed documents have about nine times as many pixels per unit of area as a screen. Another solution sometimes used is procedural textures, textures such as fractals that can be generated on the fly at arbitrary levels of detail.

Умышленное пикселирование

В некоторых случаях разрешение изображения или его части намеренно снижают, чтобы добиться эффекта пикселизации. Этот эффект часто используется в телевизионных новостях для размытия лиц или цензурирования обнажённых частей тела и непристойных жестов, а также в художественных целях. Этот эффект называется пикселизацией. Явная видимость пикселей также является ключевой особенностью пиксель-арта, где графика создаётся в низком разрешении для достижения определённого визуального эффекта.

Депикселизация

Депикселизация устраняет пикселизацию изображений, стремясь восстановить вид исходного (непикселизированного) изображения.