Adobe Photoshop CS4 zblízka: Content-Aware Scaling v praxi - Grafika.cz - vše o počítačové grafice

4. ledna 2010, 00.00 | Content-Aware Scaling (doslova změna velikosti s ochranou obsahu) je technologie známá přibližně tři roky, ale v širším měřítku ji využíváme až díky implementaci v Adobe Photoshop CS4. Její hlavní předností je, že při změně velikosti obrazu dokáže automaticky rozpoznat obsah a podstatné či důležité části ochránit. Ty pak nedeformuje nebo je deformuje podstatně „méně“ než zbývající část obrazu. Pro jaké obrázky je vhodná a pro které méně? A jak s její pomocí dostat uspokojivé výsledky i tam, kde plně automatizovaná aplikace příliš nevyhovuje?

Content-Aware Scaling (doslova změna velikosti s ochranou obsahu) je technologie známá přibližně tři roky, ale v širším měřítku ji využíváme až díky implementaci v Adobe Photoshop CS4. Její hlavní předností je, že při změně velikosti obrazu dokáže automaticky rozpoznat obsah a podstatné či důležité části ochránit. Ty pak nedeformuje nebo je deformuje podstatně „méně“, než-li zbývající část obrazu. Pochopitelné ovšem je, že při extrémních změnách dojde k deformaci i „chráněného“ obsahu.

Content-Aware Scaling v aplikaci Adobe Photoshop CS4 je nástrojem, který i přes svoji jednoduchost ovládání a vysokou výkonnost proniká k uživatelům pomaleji, stejně jako většina automatizovaných funkcí. Pro vhodné využití tohoto nástroje se musí sejít několik podmínek a jejich rychlé rozpoznání klade i na zkušenější uživatele vyšší nároky. Proto se můžeme setkat i tam, kde by nasazení bylo ideální, stále se složitým ručním maskováním. To neznamená, že na ruční práci máte okamžitě zapomenout, ale jen, že si ji lze celkem příjemně zjednodušit.

Ukázka rozdílných výsledků při změně velikosti obrazu (dolní řada zleva) – 1) zmenšení pomocí neproporcionální transformace nám kačenku poněkud zničilo, 2) ořez nám ukradl část pařezu na pravé straně, 3) Content-Aware Scaling trochu zmenšil pařez, kačenu „ochránil“ a nečistoty z pravé strany přitáhl k pařezu

Vhodné obrázky

Content-Aware Scaling nalezneme v české podobě Adobe Photoshop CS4 pod názvem Velikost podle obsahu. A právě obsah je jedním z klíčových faktorů, který určuje, zda je ten který obrázek vhodný k deformaci touto funkcí. A aby to nebylo jednoduché, nelze primárně říci, že některé obrazy jsou naprosto nevhodné. Nicméně lepších výsledků budete plně automaticky dosahovat vždy s obrazy, které budou mít jasně rozpoznatelné objekty od pozadí a s obrázky, kde není výrazně podpořena přímými liniemi perspektiva.

Jako vstup lze užít i kresby a opět platí, že všechny zdroje jsou si rovny, jen některé jsou si rovnější. Určitě velmi brzy narazíte na limity například při použití jemných florálních motivů. Naopak výrazné a jednoduché kresby se tímto způsobem dají velmi dobře deformovat. Na tomto místě si nelze odpustit povzdych, že „něco takového“ bychom ocenili jistě i v Illustratoru…

Ukázka výsledku na kresbě (zdroj deviantart.com).

Ochrana pleťových tónů

Ikona človíčka v pruhu voleb indikuje zapnutou (resp. vypnutou) volbu ochrany pleťových tónů. Základní ideou této vlastnosti je, že při deformaci fotografie, na které se nachází člověk, bude oblast obličeje/těla chráněna a tedy se nebude deformovat. Abychom mohli využít tuto podmínku, potřebujeme fotografie, kde jsou pleťové tóny právě a jen v místech lidí. Splnit ji však není vždy zcela jednoduché. Na následujícím příkladě můžeme vidět kontraproduktivní činnost této vlastnosti právě z důvodu podobných tónů v celém snímku (pro názornost je deformace přehnaná):

Při zapnuté ochraně pleťových tónů algoritmus vyhodnotil špatné části k ochraně (především stromy, cestu a kabát) a to podstatné (maminky s kočárky) ze snímku zmizelo.

Ochrana pomocí kanálu

Chránit před deformací můžeme i uživatelsky vybrané části snímku, tuto oblast definujeme pomocí alfakanálu, resp. rychlé masky. Platí jednoduché pravidlo – co je označeno bílou barvou v kanálu, to chráníme, co je černou barvou, to chráněno není. Šedá barva pak logicky ovlivňuje, zda se bude daná oblast více či méně chránit. Pro praktické užití má zásadnější význam především tam, kde chceme nějakou oblast „podpořit“. Její užití si ještě ukážeme v kapitolce Ochrana perspektivy.

Preciznost maskování, tedy určování ochranných zón, je velmi triviální – není potřeba složitě maskovat, ale stačí opravdu velmi nahrubo tvrdším štětcem tyto oblasti nakreslit.

Výsledky ochrany pomocí kanálu můžeme lépe demonstrovat na následujícím příkladu, kde maminky budeme plně chránit a postavě v pozadí budeme přisuzovat různé účinnost ochrany pomocí alfakanálu. Kanál, který chceme užít jako ochranu, si vybereme v pruhu voleb.

Výběr kanálu, který určuje chráněné a nechráněné oblasti.

Výsledky po změně velikosti fotky (na 60 % šířky) s různými kanály. Je vidět, že šedá část obrázku, podléhající „částečné ochraně“, nevykazuje žádné zásadně výrazné rozdíly oproti „plné ochraně“.

Ochrana perspektivy

Na mnoha snímcích je perspektiva podpořena výraznými liniemi (budovy, ubíhající silnice, dráty vysokého napětí, …). Tyto snímky po změně pomocí Velikosti podle obsahu plně automatickým režimem mohou velmi trpět – díky způsobu, jakým algoritmus přistupuje k vyhodnocování a změnám, na sebe linie nenavazují a perspektiva se tak boří. Pojďme si ukázat, jak se takovému nešvaru vyhnout.

Využijeme vlastnosti ochrany pomocí alfakanálu a tyto linie do ochrany také zahrneme. Díky tomuto kroku se nám linie budou snažit zachovat tvar.

1) originální obraz – modrá část není chráněna, 2) změna velikosti bez ochrany významně deformuje mostní konstrukci, 3) změna s ochranou na mostních žebrech

Ve výše uvedeném příkladě je ještě ve spodní části lehce (měkký štětec, cca 25% krytí) podpořen odraz ve vodě (lze vidět na zvětšeném obrázku). Pokud by tomu tak nebylo, celá voda by po deformaci zmizela.

Samozřejmě zase platí, že pokud překročíme určitou mez deformace obrazu, algoritmus sáhne do „rezerv“, a to právě do ochranných zón. Nejvíce pak trpí tenké oblasti linek.

Maskování objektů

Vlastnost ochrany objektu můžeme použít i zcela obráceně – chránit vše vyjma konkrétního objektu, což ve výsledku bude mít za následek jeho odstranění.

1) originální obraz - červené části nejsou chráněny, 2) změna velikosti zapříčiní vymaskování nechráněných objektů.

Nepřirozené fragmenty ve výsledném obraze posléze ručně upravíme, například tak, že změny velikosti provádíme ve zkopírované vrstvě a poté z původní vrstvy pomocí razítka doplníme detaily. Stále mějme na mysli, že výše uvedený příklad je otázkou několika málo desítek sekund, včetně následné ruční úpravy.

Reálné nasazení

Ve výše uvedených příkladech byla užita záměrně výrazná deformace obrazu (30–50 %). V reálné praxi ovšem často nepotřebujeme takto zásadní deformace, ale stačí nám změnit poměr o daleko menší procento. Klasickým příkladem mohou být obdobné formáty inzertních ploch, které se liší často o několik málo milimetrů. Pokud obrazový motiv není dostatečně „gumový“ nebo vhodně připravený ve vrstvách, často přijdou na řadu složité montáže pozadí nebo maskování a posouvání objektů. Věřím, že Content-Aware Scaling je metoda, která vám při vhodném nasazení ušetří mnoho času.

Budoucnost

Neodpustím si, abych se nepokusil alespoň trochu předpovídat budoucnost – kombinací Content-Aware Scaling s přicházejícími technologiemi Sketch2Image a možnou implementací funkce Puppet tool (známe z Adobe After Effects) do Photoshopu CS5 budou moci i nezkušení uživatelé provádět velmi sofistikované operace s obrazovým materiálem. Těším se tedy na všechny „reálné“ fotografie z nereálných dovolených, které si budeme moci pořídit na několik málo kliknutí myší. Díky tomu věřím, že na graficích se zase začne pomalu oceňovat to hlavní, proč jsou grafiky – jejich původnost a vyjádření.