Att förstora bilder – om interpolation
Publicerad 080428. Vad gör man när bildens upplösning inte räcker till riktigt? När du vill skriva ut eller leverera en bild anpassad för en storlek som kameran inte riktigt klarar av? Eller förstora en lågupplöst bild när man inte har tillgång till det högupplösta originalet? Principen för att utföra förstoringen är densamma oavsett om bilden t.ex. ska ut på din skrivare i A3-format, fotolabbet i 70x100 cm eller i tunnelbanan i 4x3 meter. Men ju större förstoring, desto högre krav på vilken metod som används för att få ett snyggt resultat. Att förstora (eller förminska!) en bild kallar man på fikonspråk för att interpolera bilden. Det finns olika interpolationsmetoder, vilka ger olika resultat. Den här artikeln är tänkt att ge lite förklaring till vad det är som händer med bilden när man interpolerar – och framför allt ge svar på frågan: hur ska du förstora dina bilder på bästa sätt? Artikeln är lång, men innehåller en sammanfattning mot slutet samt tips på hur du förstorar med Photoshop.
Varför interpolera?Vad händer om man inte själv interpolerar sin bild utan bara skriver ut den i stor skala? Nedan ser du en bild i formatet 142x72 pixlar:
Om du skulle skriva ut den stort på en skrivare skulle bilden förstoras genom att bildens pixlar dubbleras i antal tills de motsvarar den förstoring du begärt. Så här skulle resultatet se ut:
Resultatet blir alltså att bilden ser "pixlig" ut. De små enskilda bildpixlarna upplevs ha blivit så stora att man ser dem och störs av dem. Denna metod, som skrivare (inklusive fotolabbens maskiner) och de flesta layoutprogram använder för att förstora bilderna, kallas Närmaste granne. Ovanstående utseende får du alltså "gratis" om du inte själv interpolerar bilden med en annan metod. Nästa bild är istället interpolerad i Photoshop med metoden Bikubisk mjukare (finns från version CS2 och framåt):
Genom att interpolera på detta sätt så blandas pixlarna med varandra enligt en metod som gör att de fyrkantiga pixlar som bilden ursprungligen bestod av tycks upplösta. Kvar blir istället en oskärpa i bilden, men som är mindre störande och iögonfallande än det pixelmönster som annars uppstår. Vad har egentligen interpolationen gjort? Hur har den "blandat pixlar"? Vi tittare lite närmare genom att isolera den röda hjälmen och förstora den ännu mer:
Första lilla bilden längst ner till vänster är hjälmen i 10x10 pixlars format. Bild nummer två är förstorad till 260x260 pixlar med närmaste granne-metoden (dvs samma som att ej bry sig om att själv interpolera). Den tredje bilden är interpolerad med bikubisk mjukare till samma pixelformat. Längst till höger kan du se en förstoring av de enskilda pixlarna i en liten del av den bilden. Det är alltså tydligt att även den suddiga bilden består av en mängd små fyrkantiga och skarpa pixlar. Men på grund av att de har olika färgtoner syns de ej i den färdiga bilden. (Överkurs: Den andra, pixliga, bilden består även den av en mängd små pixlar. Men genom att pixlarna närmast varandra har identisk färgton ser det ut som att bildens ursprungspixlar vuxit. Där ligger alltså kluster med 26x26 pixlar som har identisk färgton och därför syns som var sin stor pixel.)
Skärpa en förstorad bildMetoden "bikubisk mjukare" fungerar i fallet med hjälmen ovan så bra att det är svårt att se att bilden ursprungligen har bestått av små fyrkantiga pixlar. Men förlusten vid en förstoring är förstås skärpan. Det är – alla Hollywoodfilmer till trots – HELT omöjligt för datorer att återskapa detaljer i en digital bild om de inte redan fanns där från början. (Även om vi längre ner i denna artikel kommer se några klantiga försök.) Så ... vad göra åt skärpan? Du kan skärpa bilden något genom t.ex. Oskarp mask-filtret i Photoshop, men du får använda helt andra inställningar än du kanske är van vid och den skärpeeffekt som uppnås syns snarare som lokal kontrastförstärkning (vilket egentligen är precis vad skärpe-filter utför, men det är extra tydligt på en förstorad bild) än att detaljer i bilden kommer fram tydligare. Detta är svårt att förklara, så låt mig istället visa:
Den första bilden är ej skärpt. Den andra har fått filtret Oskarp mask applicerat och den tredje har istället endast fått en kontrastkurva pålagd via Kurvor i Photoshop. Inställningarna för de respektive bilderna ser ut så här:
Du kanske tycker att skillnaden mellan bilderna är väldigt liten? Man skulle kunna göra kraftigare inställningar framför allt med Oskarp mask-filtret, men du ser också att redan nu har filtret börjat göra en ljusgul gloria runt hjälmen i bild två. Häri ligger problemet – de "detaljer" som bilden består av är i detta uppförstorade läge så grova att vi måste ställa in Oskarp mask-filtret på en väldigt hög Radie (10 i exemplet – men det varierar beroende på bilden, du får testa) och Tröskelvärde 0 för att Photoshop alls ska hitta några "detaljer" att skärpa upp. Trots den milda effekten via Mängd 80% får vi ändå en ganska stor effekt i bilden. Genom att öka Mängd-värdet ytterligare åstadkommer vi visserligen en starkare skärpe-effekt, men det blir också väldigt tydligt i bilden att den är skärpt. Vi provar att endast ändra Mängd-värdet till 150%:
Hoppsan ... visst är effekten alldeles för påtaglig? Delar av bilden har blivit både under- och överexponerad. Men är det egentligen så här du ska bedömma effekten? Sittandes vid din dator, kanske 50 cm ifrån skärmen!? Nja, bilden i mitt exempel är extremförstorad i förhållande till sin originalupplösning, hela 26 gånger. Om man exempelvis skulle förstora bilden från en 10 megapixelkamera 26 gånger får man en bild som kan användas i format kring 12x8 meter (!). Det är alltså tre gånger större än tunnelbanestationernas största annonsformat. Vi börjar snarare prata om exponering på någon husfasad. Sådana bilder står man knappast 50 cm ifrån och studerar – de ska se bra ut på några meters eller ännu längre avstånd. I en sådan situation skulle kanske mitt överskärpta hjälm-exempel ovan kunna fungera. Glöm alltså inte att relatera dina skärpeinställningar till betraktningsavståndet. (
) Resonemanget ovan utgår ifrån att du skärpt bilden med något skärpefilter, t.ex. Oskarp mask. Men på min tredje bild använde jag Kurvor istället för skärpe-filter. Varför? Jo, lite av den mjukhet som infinner sig i kraftigt förstorade bilder beror på dålig kontrast när pixlarnas toner har blandats (tänk "lösts upp") med varandra. Du kan alltid börja med att se vad som händer om du ger bilden lite ökad kontrast (gärna lokalt endast på delar i bilden genom att använda Kurvor som Lagerjustering). Kanske räcker det? Det vore i så fall suveränt, för du ser också att kontrastförstärkningen i bilden ovan är väldigt mild mot bilden, även på nära håll. En bieffekt av kontrastförstärkningar är ökad färgmättnad men det finns flera metoder för att undvika även det om mättnaden skulle vara oönskad. (Jag kanske återkommer till det i separat artikel, om intresse finns.)
Att utvärdera om man skärpt bilden rättFörstoringsexemplet ovan à 26 gångers förstoring är medvetet extremt för att vi ska se vad interpolation och skärpefilter gör med pixlarna. Det innebär också att mina exempelinställningar för Oskarp mask är ganska extrema. Vilka värden man bör ha beror helt på bildens utseende, hur mycket brus/korn som fanns från början, förstoringsgraden och betraktningsavståndet. Ett bra tips är att ju större förstoring och betraktningsavstånd – desto högre värde på Radien. Tröskelvärdet bör vara väldigt låg, oftast 0-2, annars hittar filtret inga detaljer att skärpa. Om du är ovan att förstora och sedan skärpa bilder finns det bara ett bra sätt att lära sig: testa. Gör bilden precis så stor den ska vara i Photoshop, skärp den och skriv ut en detalj av bilden (t.ex. ett öga, vilket är väldigt avslöjande för skärpa) i skala 100% på en vanlig A4/A3-skrivare. Ställ dig sedan på rätt avstånd ifrån utskriften och spana på detaljen – ser den lagom skärpt ut ifrån rätt betraktningsavstånd?
Vilken interpolationsmetod och programvara är bäst?Det finns flera olika program som erbjuder konkurrerande interpolationsmetoder. Jag tänkte visa exempel på några av de som det pratas mest om: Photoshop CS3 (Adobe), Blow Up (Alien Skin), Genuine Fractals 5 (OnOne Software) och Photo Zoom (BenVista). Nedanstående test är inte avsedd att vara heltäckande, eller att redovisa varje specialfunktion i programmen. Jag har utgått ifrån respektive programs standardinställningar men tagit bort skärpefiltren i de fall programmet har haft som standard att själv lägga på skärpa efter förstoringen. För de program som erbjuder flera interpolationsmetoder har jag provat olika metoder och redovisar endast de mest kompetenta metoderna, dvs de som är orsaken till att välja just det programmet för interpolation. Blow Up och Genuine Fractals installeras som insticksprogram till Photoshop, dvs du når programmen innifrån Photoshop. PhotoZoom Pro är en egen programvara. För att tydligt kunna studera hur de olika programmen/metoderna interpolerar bilder vill jag utmana programmen genom att förstora rejält. För Blow Up anges att bilder kan förstoras upp till 4-6 gånger sin ursprungliga storlek. De andra programmen anger inte, mig veterligen, någon speciell övre gräns. Men jag tänkte vara lite snäll i jämförelsen och därför hålla mig till 6 gångers förstoring, vilket rimligen bör täcka de flesta personers behov av att skala en bild. ( Som jämförelse kan sägas att en 10 megapixelbild som normalt är 33x22 cm i 300 ppi, blir ca 2x1,3 meter med 6 gångers förstoring och 300 ppi. Om man istället tillåter 200 ppi (vilket är vanligt vid riktigt stora utskrifter som ju är avsedda att beskådas på avstånd) blir formatet istället ca 3x2 meter. Alltså mer än tillräckligt för de flesta behov.) Bilden som jag testar med är ett montage av två bilder (total yta 118x122 pixlar) och ser ut så här i original:
Den övre bilden är en kraftigt förminskad och beskuren bild. I och med förminskningen består bilden av mängder med detaljer och därför väldigt utmanande att förstora. Den undre bilden på ögat representerar en mer vanlig situation, en detalj ur en högupplöst bild med en blandning av detaljer och släta ytor. Det är alltid svårt att vara rättvis när man jämför programvaror med olika funktioner mot varandra. Medan Blow Up knappt innehåller några inställningar alls erbjuder PhotoZoom Pro 12 olika interpolationsmetoder och olika inställningar beroende på vald metod. I fallet med PhotoZoom Pro och Photoshop visar jag här endast de metoder som allmänt anses vara de bästa för respektive program.
Jämförelse 1: Blandade programKlicka på dessa länkar för att växla bilden nedan och se resultatet av olika programs förstoringar:
Vilken bild som är bäst är delvis en smaksak och beroende av användningsområde. Men det går att tydligt se olika principer för programvarorna/metoderna när de skapar nya pixlar i bilden. Blow Up och Genuine Fractals (bild 4+5) representerar program som försöker hitta linjer i bilden som går att matematiskt beskriva som kurvor eller streck. Tanken är att om programmen kan identifiera delar i bilden som låter sig beskrivas som exempelvis en cirkel så blir det ju lätt för programmet att skapa nya pixlar till en stor version av den cirkeln utan att förlora skärpa – programmet vet ju redan hur cirkeln borde se ut även förstorad. Men problemet med denna vackra tanke är tydligt synlig i båda programmens försök att förstora stadsbilden (ögat klarar sig något bättre). Det blir en massa konstiga ytor och streck som mer påminner om någon impressionistisk målning än ett uppförstorat fotografi. Att PhotoZoom Pro med S-Spline XL (bild 3) också gör vissa antaganden/förenklingar kring former är tydligt framför allt i sista testen när vi även låter PhotoZoom Pro skärpa bilden. Men resultatet blir är ändå mjukare än för Blow Up/Genuine Fractals. Bikubisk mjukare/Photoshop (bild 1), S-Spline/PhotoZoom Pro och här även S-Spline XL representerar ett mjukare sätt att förstora bilden. S-Spline XL som kom med version 2 av PhotoZoom Pro är en utveckling av den tidigare S-Spline-metoden vilken har varit min personliga favorit länge.
Jämförelse 2: Photoshops olika metoderPersonligen tycker jag att bilderna 1-3 i föregående test alla är väldigt bra i bemärkelsen att de extrema förstoringarna lyckats dölja det pixliga ursprunget ganska väl. Jämför t.ex. med Photoshops gamla metod som bara heter Bikubisk (och som idiotiskt nog fortfarande är förvald i Photoshop om du inte själv ändrar!). Nedan kan du nu jämföra Photoshops olika interpolationsmetoder:
I bild 6 och 7 kan du tydligt se spår av små pixlar, titta exempelvis på höger iris-kant. Med Bikubisk mjukare, som introducerades i och med Photoshop CS2, finns alltså en mycket bra interpolationsmetod inbyggd i Photoshop.
Jämförelse 3: Photoshop mot PhotoZoom ProJämfört med S-Spline-metoderna från PhotoZoom Pro är det fortfarande tydlig skillnad mot Bikubisk mjukare enligt min mening. Här nedan kan du jämföra Bikubisk mjukare med de två S-Spline-metoderna. Notera även skillnader i kontrast och färg. I två av exemplen har jag även använt en grundskärpning av bilden som PhotoZoom Pro erbjuder:
Här blir det tydligt att S-Spline XL fungerar lite åt Blow Up/Genuine Fractals-hållet, dvs den försöker hitta konturer/former i bilden. Om du klickar på Bild 9, den skärpta S-Spline XL-bilden och jämför med den gamla metoden i Bild 8 så blir det tydligt. Glöm inte att titta även på stadsbilden – det är lätt att fokusera på ögat hela tiden. Vilken av S-Spline-metoderna man föredrar, och hur mycket man vill skärpa bilden, ska förstås – åter igen – bedömas på rätt betraktningsavstånd.
Jämförelse 4: Stegvis interpolation eller ej?För några år sedan var så kallad stegvis interpolation / "stair interpolation" populär, men fortfarande pratas det en del om metoden. Innan Bikubisk mjukare dök upp i Photoshop hävdade en del att det var bättre att förstora bilden i flera små steg istället för ett stort steg. Om det verkligen gav en kvalitetsvinst låter jag vara osagt, men när Bikubisk mjukare dök upp blev det spiken i kistan för stegvis interpolation – Bikubisk mjukare var minst lika bra om inte bättre. Jämför bilderna nedan. Den som är stegvis förstorad har jag förstorat i steg om ca 50-pixlar åt gången (ca 10 gånger) men jag har även provat att interpolera andra bilder i 10%-steg, med samma resultat. Jag har även använt den äldre interpolationsmetoden Bikubisk, vilken ger samma resultat:
Som du kan se ger stegvis interpolation det överlägset sämsta resultatet med tydliga spår av pixlar.
Jämförelse 5: Alla mot allaSlutligen kan du nedan växla mellan alla förstoringar jag ovan visat plus en skärpt version av Genuine Fractals förstoring (skärpt med programmets egna grundinställning för skärpa). Jag provade även att använda Blow Ups egen skärpefunktion på bilden men det blev ej användbart.
Summering av testerna
Praktiskt tips - så förstorar du med PhotoshopOm du inte vill köpa en dedikerad programvara för att förstora dina bilder så fungerar alltså Bikubisk mjukare i Photoshop utmärkt. Men var hittar du den? Du interpolerar med dialogrutan Bildstorlek som du hittar i Bild-menyn. Inställningen för interpolation är rödmarkerad nedan:
Gör så här:
För att se till att Bikubisk mjukare blir förval i Photoshop, gå in på Photoshop-menyn, till Inställningar och Allmänna. Ange rätt metod vid röda markeringen:
// Artikelhistorik |
