8. Фільтри (Plug - ins ) і спецефекти ( Effects )

Більшість фільтрів ( filters або plug - ins ) призначено для створення спеціальних ефектів , наприклад імітації мозаїки або живописного стилю Ван - Гога. За допомогою тривимірних спецефектів двомірні графічні програми здатні трансформувати плоске двомірне зображення в об'ємне . Група художніх ефектів дозволяє за лічені хвилини перетворити звичайну фотографію на витвір живопису. При цьому ви можете імітувати самі різні види живопису ( олія , акварель і т. п. ) і стилі будь-яких художників.

Фільтри та спецефекти представляють собою невеликі програми, виконують заздалегідь встановлену послідовність команд. Вони автоматично обчислюють значення і характеристики кожного пікселя зображення і потім модифікують їх відповідно з новими значеннями. Наприклад , при застосуванні до зображення фільтра Розмивка рухом ( Motion Blur ) йде аналіз значень всіх вхідних в зображення пікселів і зрушення цих значень в певному напрямку для створення ілюзії руху.

Більшість сучасних графічних програм підтримує можливість застосування фільтрів , розроблених третіми фірмами під стандарт Adobe Photoshop. Наприклад , Согеl РНОТО -PAINT також підтримує модулі, що підключаються інших фірм і містить у своєму складі фільтри , розроблені для Аdоbе Photoshор . Ці модулі називаються підключаються (Plug - ins ) . Їх використання розширює функціональні можливості програми .

Маючи під « рукою » підключаються фільтри , ви можете творити чудеса , діапазон яких обмежений тільки вашою фантазією і ресурсами використовуваної вами системи . Для ілюстрації можливостей підключаються фільтрів ми торкнемося в цьому розділі чотирьох ефектів , часто застосовуваних для обробки зображень:

• розмивання ;

Рис . 3.56 . Примінення фільтрів

• збільшення різкості ;

• тиснення ;

• акварельний ефект.

Процес розмивання зводиться до перерозподілу кольорів зображення і пом'якшення різких кордонів. При збільшенні різкості , навпаки , підкреслюються відмінності між квітами суміжних пікселів і виділяються непомітні деталі . Тиснення перетворює зображення так , що фігури всередині зображення виглядають , ніби видавлені на металевій поверхні , як профіль Леніна на лицьовій стороні ювілейних рублів. Акварельний ефект перетворює фотографічне зображення в картинку , начебто б написану аквареллю. З алгоритмічної точки зору отримання спеціальних ефектів не представляє особливої ​​праці . Секрет кожного з них криється у крихітній матриці чисел, яку називають ядром згортки . Матриця розміром З х З містить три рядки по три числа в кожній. Для перетворення кожного пікселя зображення необхідно виконати наступні дії:

• Крок 1 . Значення кольору пікселя множиться на число в центрі ядра ( а22 ) .

• Крок 2 . На наступному кроці виконується множення восьми значень кольорів пікселів , що оточують центральний піксель, на відповідні їм коефіцієнти ядра з подальшим підсумовуванням всіх дев'яти значень . У результаті виходить нове значення кольору преутвореного пікселя .

• Крок З. для кожного пікселя зображення повторюється процес , що включає виконання кроків 1 і 2. Дану процедуру прийнято називати фільтрацією зображення.

Коефіцієнти ядра згортки визначають результат процесу фільтрації. Їх формування залежить від типу ефекту. Наприклад , ядро розмивання складається із сукупності коефіцієнтів , кожен з яких менше 1 , а їх сума становить 1 . Це означає , що кожен піксель поглинає щось з квітів сусідів , але повна яскравість зображення залишається незмінною (якщо сума коефіцієнтів більше 1 , яскравість збільшиться ; якщо менше 1 , яскравість зменшиться ) . У ядрі різкості центральний коефіцієнт більше 1 , а навколишні його значення є негативними числами , сума яких на одиницю менше центрального коефіцієнта . Таким чином досягається збільшення існуючого контрасту між кольором пікселя і квітами його сусідів. Це звучить трохи містично , але цифрове зображення , зрештою , всього лише зв'язка чисел. Змінюючи ці числа правильним способом , можна прийти до дивним і , можливо , дуже корисним спецефектів .

Приклад . Алгоритм роботи фільтра Розмивання

1 . При підготовці до розмивання цифрове зображення зчитується в пам'ять комп'ютера у вигляді червоного , зеленого і синього компонентів кольору кожного пікселя .

2 . Ядро розмивання розміром З х З застосовується до червоного , зеленого і синього компонентів кольору кожного пікселя зображення . Значення кольору пікселя ( який, власне , знаходиться в центрі ядра) обчислюється множенням відповідного вагового коефіцієнта на відповідне йому значення кольору в зображенні з наступним підсумовуванням результатів . Підсумкове зображення виходить розмитим в порівнянні з оригіналом , тому що колір кожного пікселя вирівнявся ( усереднене) завдяки впливу сусідів.

3 . Ступінь розмивання можна збільшити одним з трьох способів:

• використанням більшого розміру ядра для розподілу кольору серед більшого числа сусідів (у вікні діалогу цього фільтра значення розміру ядра задається установкою параметра Радіус ( Radius) в пікселах ) ;

• підбором коефіцієнтів ядра і зменшенням впливу центрального коефіцієнта ,

• повторної фільтрацією зображення з тим же ядром розмивання.

Приклад . Алгоритм роботи фільтра Тиснення

У зображенні , до якого застосований ефект Тиснення , контури здаються видавленими над поверхнею. Тиснення здійснюється майже так само , як розмивання і збільшення різкості. Процес проводиться над звичайним кольоровим зображенням .

1 . Кожен піксель в зображенні обробляється ядром тиснення розміром З х 3 . На відміну від ядер розмивання і різкості , в яких сума коефіцієнтів дорівнює 1 , сума ваг в ядрі тиснення дорівнює 0 . Це означає , що « фоновим » пикселам ( пикселам , що не знаходяться на кордонах переходу від одного кольору до іншого ) присвоюються нульові значення , а не фоновим пикселам - значення , відмінні від нуля .

2 . Після того як значення пікселя оброблено ядром тиснення , до нього додається значення 128 . В результаті фонові пікселі забарвляться в середній сірий колір : червоний - 128 , зелений - 128 , синій - 128 . Суми, що перевищують 255 , можна округлити до 255 або взяти залишок по модулю 255 , щоб значення виявилося між 0 і 255 .

3 . Напрямок підсвічування зображення можна змінювати , змінюючи позиції 1 і - 1 в ядрі. Якщо , наприклад , поміняти місцями значення 1 і - 1 , то напрямок підсвічування інвертується.