Co je vzorkování? Vzorkovací frekvence

Co je diskretizace, dnes zná jakéhokoli odborníka v oblasti digitální fotografie. Nicméně, mnoho lidí, kteří se právě začínají seznámit s touto oblastí, nezná základní prvky, které by mohly dělat chyby.

Co to je?

Co je vzorkování? To je nežádoucí účinek, který vede k tomu, že se kvalita fotografie výrazně zhoršuje. Tento jev může být spojen s jakýmkoli zařízením nebo procesem, ve kterém jsou informace rozděleny do několika samostatných vzorků. V takovém případě může být vzorek považován za interferenční vzorec, jestliže existuje určitý vztah mezi frekvencí daného jevu a určitou periodickou strukturou dat.

Oko člověka neustále usiluje o vnímání určitého poměru jako interferenčního vzoru, který může zakrýt skutečný význam určitého obrazu. Vzhledem k příkladům toho, co je diskretizace, stojí za to zdůraznit moiré, což není zcela přesný efekt, ale může také ukázat, jak je člověk zaváděn, když se dva vzory začnou vzájemně ovlivňovat a tvoří třetí.

Co je moiré?

Moire je nepochopitelný zvlněný vzorec, který původně nebyl na dané téma přítomen. Tento efekt se často vyskytuje na různých snímcích pořízených pomocí digitálních zařízení. A zde je problém, že vzorec objektu je překrýván se vzorem umístění pixelů na matici, což má za následek vznik třetího, který se nazývá moiré.

Ve většině případů se tento efekt vyskytuje u detailních obrazů s vysokým kontrastem, které neodpovídají původně konfigurovanému rozlišení senzorů. Zejména je často dostačující, když se objevují objekty, jako jsou vlasy nebo tkaniny, a také pozemky, které obsahují velké množství opakujících se detailů. Moiré se často nenachází v přírodě, protože se objevuje u snímků získaných digitálním fotoaparátem nebo později s nesprávným snímáním.

Docela často v moderních digitálních fotoaparátech, aby se snížil tento efekt, používá se specializovaný optický low-pass filtr, takže pokud se opravdu chystáte profesionálně zapojit do fotografie, pak byste měli rozhodně přemýšlet o modelu s touto funkcí, který bude schopen poskytnout správnou kvalitu za V závislosti na sekundárních podmínkách.

Diskrétnost v moderních fotoaparátech

V moderních digitálních zařízeních je účinek vzorkování způsoben skutečností, že informace jsou rozděleny do několika vzorků v pravidelném intervalu. Jeden ze vzorů je v tomto případě zejména umístění pixelů na matici, druhým vzorem budou jakékoliv prvky obrazu, které se mohou opakovat na velké ploše nebo které se mění v určitém počtu pixelů v příčném nebo podélném směru.

Pro ty, kteří nechápou, co je diskretizace a kdy vznikne, můžete dát konkrétní příklad. Pokud není k dispozici dostatečný počet pixelů, aby se z obrazu dostaly spolehlivé informace, pak se v tomto případě provádí v nejvyšší kvalitě. Ve standardní verzi by stačilo jednoduše vybrat vyšší rozlišení, čímž zajistíte požadovaný počet pixelů pro přenesení detailů do obrazu s určitou přesností a pokud by počet pixelů byl nedostatečný, mohli bychom jednoduše vidět malý počet obrazových prvků.

Ve skutečnosti to však není úplně pravda. Teorie diskretizace uvádí, že ve skutečnosti je situace mnohem negativnější a pokud nemáme dost pixelů, abychom získali určitý obrázek, kvalita obrazu se neustále zhoršuje.

Kolik pixelů potřebujete?

Vezměte například situaci, kdy je v obraze pouze 20 černobílých čar, z nichž každá má šířku 5 pixelů. V tomto případě, pokud je na každém řádku přiložen alespoň jeden pixel, může být obraz zaznamenán. Je samozřejmé, že pokud pixely nespadají jasně do středu každého řádku, pak se každý pixel ukáže jako šedý, nikoliv bílý nebo černý, a jeho odstín bude přímo záviset na tom, jak je pixel umístěn vzhledem k čarám.

Pokud se počet obrazových bodů v obraze sníží, začnou se některé řádky zobrazovat mezi řádky, v důsledku čehož se v obraze zobrazuje vzorec, který se bude měnit v závislosti na poměru řádkování a počtu pixelů. Samozřejmě, takovýto obraz již nebude přesným rozmnožováním originálu, neboť pravidelná struktura linií bude již zřetelně narušena. Tento fenomén je v odborných kruzích obecně akceptován jako "diskretizace dat".

Co mám dělat?

Chcete-li tento problém vyřešit, musíte snížit obraz poněkud před snížením počtu pixelů. Takže se můžete úplně zbavit ostrých hranic na každém řádku a pixely mohou převzít střední hodnoty. Jinými slovy, obraz se stává měkčí, ale celkový dojem z obrazu zůstává.

Jak to ovlivňuje obrázek?

Samozřejmě opakující se a pravidelné čárové struktury jsou zřídka vidět na snímcích různých přírodních objektů - jejich přítomnost je často omezena na obrazy různých umělých struktur, jako jsou budovy a tak dále. Nicméně v každém případě může být hloubka vzorkování působivá, a proto by se mělo při fotografování všech objektů vždy vyhnout.

Je třeba poznamenat, že kvalita obrázků může být zcela odlišná, i když mají stejný počet pixelů. Koneckonců, mimo jiné, rozdíl mezi obrázky může být také ve způsobu, jakým byly získány. Například v jednom případě může být snímek poněkud uvolněn tím, že ho přeskočíte dolnoprůchodovým filtrem pro získání mezilehlých hodnot pixelů před zmenšením velikosti, zatímco jiný snímek může jednoduše zmenšit jeho velikost bez zavedení dalších změn A nezískáme mezilehlé hodnoty na hranicích objektů, kde jsou pozorovány příliš ostré změny jasu.

Jak zkontrolovat?

Chcete-li pochopit, jak to funguje, stačí jen vzít jeden snímek a pak jej zkopírovat. Originál je filtrován změnou velikosti pomocí tzv. Bicubické filtrování, která je k dispozici ve standardním Adobe Photoshopu. Tak bude snímek uvolněn. Navzdory znatelnému poklesu počtu pixelů se přechod mezi klíči nakonec ukáže jako hladký a vhodný pro počet dostupných obrazových bodů.

Potom se dříve vytvořená kopie obrazu sníží, například až o 30% původní velikosti, pomocí možnosti nejbližšího nejbližšího bodu ve stejném programu. Tato operace vám nakonec poskytne diskretizační efekt, který bude zřejmý.

Audio vzorkování

Odběr vzorků zvuku je filtrování zvukové vlny před uložením do zvukové složky. Jinými slovy, v konečném souboru nebude přesná kopie zvukové vlny, ale pouze přibližná. Na jedné straně zvukový vzorkování poskytuje určité snížení množství uloženého souboru, ale na druhou stranu je zde množství zvukových vibrací, které nemusí nutně být uloženy na pevném disku.

Takové zvukové filtrování se nazývá "vzorkovací frekvence". Je třeba poznamenat, že ve skutečnosti pouze v přírodě existuje zvuk bez tohoto účinku, ačkoli málo lidí o tom ví. Vzorkovací frekvence je uložení určité mřížky na zvukové vlně, stejně jako nahrávání pouze některých klíčových prvků.

Bylo by celkem obtížné zaznamenat úplně celou zvukovou vlnu. Z tohoto důvodu je mnohem častější najít takovou situaci, když byl vytvořen dvoukanálový záznam zvuku se vzorkovací frekvencí 44,1 kHz. Posledně jmenovaný je nejčastěji zvolen, protože je to nejoptimálnější parametr.

V zásadě s ohledem na zpracování zvuku je třeba věnovat zvláštní pozornost parametrům, jako je hloubka kódování a vzorkovací frekvence, protože čím vyšší jsou tato čísla, tím více bude digitální signál odpovídat analogovému signálu.