Jadrá obrázkov

Jadro obrázka je malá matrica číselných hodnôt, ktorá sa používa na spracovanie obrázka pomocou matematického operácie známej ako konvolúcia. Každá hodnota v jadre definuje, do akej miery susedné pixely prispievajú k hodnote výstupného pixela.

Jadrá sú základným pojmom v spracovaní obrazu a používajú sa na vykonávanie operácií, ako je rozostrenie, zaostrenie a detekcia okrajov. Určujú, ako sa vážia a kombinujú susedné pixely, aby sa vytvorili nové detaily obrazu.

Koncept

Keď sa obraz konvoluje s jadrom, jadro sa umiestni do stredu každého pixelu v obraze. Každý pixel v okolí sa vynásobí príslušnou hodnotou jadra a výsledky sa sčítajú, čím sa vytvorí farba výstupného pixelu. Tento proces sa opakuje pre každý pixel v obraze.

Hodnoty jadra môžu byť kladné, záporné alebo zlomkové a ich vzor určuje dosiahnutý efekt.

Bežné príklady

Nižšie je uvedených niekoľko bežných jadier a ich použitie:

Rozostriť

Jednoduché rozostrenie možno dosiahnuť pomocou rovnomerne vážených kladných hodnôt. Napríklad 3x3 priemerné rozostrenie jadra:

1/9  1/9  1/9
1/9  1/9  1/9
1/9  1/9  1/9

Tým sa obrázok zjemní pomocou priemerného výpočtu susedných pixelov.

Zaostriť

Zaostrenie jadra zvyšuje kontrast na okrajoch zdôraznením rozdielov medzi stredovým pixelom a jeho susedmi:

 0  -1   0
-1   5  -1
 0  -1   0

Detekcia hrán

Jadrá detekcie hrán zvýrazňujú prechody v jasnosti meraním rozdielov medzi susednými pixelami. Napríklad jadro Laplacian:

 0  -1   0
-1   4  -1
 0  -1   0

Alebo jadro Sobel (horizontálne hrany):

-1  -2  -1
 0   0   0
 1   2   1

Normalizácia

Jadrá sa často normalizujú tak, aby súčet všetkých hodnôt bol rovný 1. Tým sa zabráni celkovému zosvetleniu alebo stmaveniu obrazu. Napríklad vydelením každého prvku rozostreného jadra celkovým súčtom všetkých hodnôt sa zabezpečí konzistentná jasnosť po konvolúcii.

Vytvorenie jadra v kompozítore

Jadrá je možné vytvárať priamo vnútri kompozítora pomocou existujúcich uzlov Blenderu, bez potreby externého obrázku.

Tento prístup je užitočný pri navrhovaní procedurálnych alebo parametrizovaných filtrov, rozostrení a vzorov odleskov, ktoré je možné interaktívne upravovať.

  1. Začnite s konštantným obrázkom. Použite uzol Obrázok nastavený na malé rozlíšenie, napríklad 9x9 alebo 15x15 pixelov. Alternatívne môžete vytvoriť plnú farbu uzlom RGB.

  2. Tvarovanie jadra. Upravte hodnoty pixelov, aby ste definovali váhy jadra:

    • Na vytvorenie jemných kruhových prechodov použite uzly Elipsová maska alebo Rozostriť.

    • Kombinujte viacero masiek s uzlami Zmiešať, aby ste vytvorili zložité alebo smerové tvary (napríklad hviezdu alebo pruhovaný vzor).

    Zmeňte celkovú silu použitím uzla Matematika v režime Násobiť alebo normalizujte hodnoty jadra vydelením ich celkovým súčtom.

  3. Vložte do uzla Konvolúcia. Pripojte výsledný procedurálny obrázok k vstupu Jadro uzla Konvolúcia. Vzor a jas tohto obrázku priamo ovplyvňujú efekt konvolúcie.

Tipy

  • Malé obrázky (menšie ako 20x20 pixelov) vytvárajú efektívne a citlivé jadrá.

  • Použite Normalizovať jadro v uzle Konvolúcia, aby sa automaticky zachovala rovnováha jasu.

  • Animované masky alebo procedurálne vzory šumu možno použiť na vytvorenie dynamických alebo blikajúcich efektov filtrov.

  • Jadrá s kladnými a zápornými hodnotami možno použiť na zdôraznenie hrán alebo textúr.