Was sind Upsampling und Downsampling in Photoshop?

Upsampling und Downsampling sind zwei spezifische Fälle eines Bildgebungsprozesses, der als "Resampling" bekannt ist. Wenn Sie ein Bild in Auflösung oder Abmessungen vergrößern oder verkleinern, muss Adobe Photoshop das Bild neu abtasten, um zu bestimmen, wie die zwischen den Originalen erstellten neuen Pixel (beim Vergrößern) ausgefüllt werden oder welche der Originalpixel beibehalten und welche verworfen werden sollen (beim Verkleinern).

Hintergrund

Wenn Sie mit einer Digitalkamera eine natürliche Szene fotografieren, muss die Kamera diese Szene in ein diskretes Pixelraster umwandeln. Dasselbe gilt für Bilder, die von anderen physischen Quellen auf einen Computer aufgenommen wurden, wie z. B. ein gescanntes Foto oder Dokument. Dieser Vorgang wird "Sampling" genannt.

Sobald sich ein Bild auf einem digitalen Medium befindet, haben Sie über die Pixel im Bild hinaus keinen Zugriff mehr auf andere Informationen über die Szene, aus der es stammt. Dies bedeutet, dass Photoshop beim Ändern der Bildgröße keine Lücken in den Daten mit Informationen aus der tatsächlichen Szene füllen kann. stattdessen muss es das Bild "neu abtasten", um eine Annäherung an die Originalszene zu konstruieren.

Upsampling

Upsampling ist die Art des Resamplings, die Photoshop beim Vergrößern eines Bildes durchführt. Wenn das Bild vergrößert wird, werden die Originalpixel dann weiter voneinander entfernt, und die Anwendung muss die neuen Pixel zwischen ihnen mit einer geeigneten Annäherung an die Originalszene "auffüllen".

Downsampling

Downsampling ist das Gegenteil von Upsampling und wird verwendet, wenn ein Bild verkleinert wird. Obwohl beim Verkleinern eines Bildes kein neuer Platz wie beim Upsampling ausgefüllt werden muss, kann Photoshop dennoch eine Annäherung verwenden, um so viele Informationen über das Bild wie möglich zu erhalten.

Betrachten Sie beispielsweise ein Bild, das aus abwechselnd schwarzen und weißen Pixeln besteht. Wenn Sie dieses Bild auf die Hälfte verkleinern, indem Sie die Werte jedes zweiten Pixels direkt abtasten, erhalten Sie am Ende ein vollständig weißes oder schwarzes Bild. Um sicherzustellen, dass solche Details nicht verloren gehen, ist eine bessere Näherungsmethode erforderlich.

Interpolation

Die Annäherungen an die Originalszene, die durch Upsampling und Downsampling verwendet werden, werden durch einen als "Interpolation" bezeichneten Prozess erzeugt. Wenn Sie ein Bild vergrößern, interpoliert Photoshop neue Pixel im Bild, indem es Durchschnittswerte aus den umgebenden Pixeln berechnet, die es im Originalbild kennt. Es führt ähnliche Berechnungen durch, wenn Sie ein Bild verkleinern, um zu bestimmen, wie die ursprünglichen Pixel gemischt werden, um das neue Bild zu erzeugen.

Methoden

Photoshop unterstützt drei Hauptinterpolationsmethoden. Bei der Nächster-Nachbar-Interpolation wird jedes neue Pixel in einem vergrößerten Bild mit derselben Farbe wie das dem nächstgelegenen Originalpixel aufgefüllt, dies führt jedoch dazu, dass Bilder "blockartig" und von geringer Qualität erscheinen.

Bilineare und bikubische Interpolation sind Verfahren, die zu qualitativ hochwertigeren Bildern führen. Die bilineare Interpolation berechnet Mittelwerte der nächsten vier umgebenden Pixel; bicubic verwendet 16 umgebende Pixel. In vielen Fällen sehen die mit diesen beiden Methoden erzeugten Bilder ähnlich aus, aber die zusätzlichen Informationen, die durch die bikubische Interpolation verwendet werden, tragen dazu bei, feine Details sowohl beim Vergrößern als auch beim Verkleinern von Bildern zu erhalten.