相關文章

9d2c41a45f911ea4b2383d9e0538affe 大多數8 bit及16bit世代遊戲主機的解析度都只有320 x 240左右,與現今主流Full HD相比,像素總數足足差了27倍之譜。為了要改進影像品質,許多開發者便製作了模擬器專用的影像濾鏡,讓使用者在提高解析度的同時,能夠得到比較滑順的畫面。

相關檔案下載

使用內插法放大影像

放大影像最簡單的方式,就是最鄰近內插法(nearest-neighbor interpolation),比方原始圖像中3 x 3的像素區塊,放大2倍後就會變成6 x 6區塊,放大3倍則為9 x 9區塊。若是遇到非整數倍放大時,則比對放大後的圖像與原始圖像,將放大圖像產生的像素,套用原始圖像中最接近點的顏色。這種放大方式雖然簡單,不過問題就是放大後的圖片會出現許多鋸齒。

為了要改善鋸齒狀況,許多模擬器會使用影像濾鏡強化畫質,以雙線性過濾(bilinear filtering)為例,取樣時會取與放大圖像中新像素最鄰近的4個舊像素,計算這4點顏色的平均內插值,填入的新像素會可以讓圖像變得比較平滑,但是副作用就是填入的色彩為鄰近像素的漸層色,會導致銳利度因此下降。

▲範例圖片為將原始解析度320 x 240放大16倍至1280 x 960。最鄰近內插法的銳利度很高,但是充滿鋸齒,雙線性過濾雖然可以減輕鋸齒程度,但圖像相對也比較模糊。

強效濾鏡讓菱角變圓滑

更高階的影像濾鏡在套用內插法產生新像素之前,先對圖像邊緣進行分析,降低銳利度衰減的程度。以hq4x濾鏡為例,程式會分析目標像素周圍4 x 4的範圍,並分析周圍像素分布符合哪套預先制定的範本,並套入特定內插法公式求出新像素的顏色。由於hq4x每產生1個新像素就需比對16個舊像素,且內插法公式經最佳化處理,所以得到的圖像品質比雙線性過濾還好。

至於這次筆者要介紹的壓軸,是效果更好的4xBR濾鏡。它在內插法運算前,會先對目標像素的左上、右上、左下、右下等方向進行邊緣偵測,檢查四周是否為色塊邊界,並偵測對邊方向兩側(如目標像素的下方與左上、右上,依此類推)像素顏色是否相同,針對不同的偵測結果套入不同內插法公式,所得圖片的邊緣更加銳利。

這類影像濾鏡之所以鮮少用於處理照片,是因為它們比較擅長處理顏色邊界明顯、彩差異鮮明的圖像,對於色彩變化與光影分布較複雜的照片效果就沒那麼好。值得一提的是,有些濾鏡的目的並不在於使圖像平滑化,而是創造出傳統映像管電視的視覺感受,筆者個人反而比較喜歡這種懷舊風格。

▲hq4x和4xBR都能有效將鋸齒平滑化,其中4xBR能讓圖像的菱角更加圓潤,邊緣也比較銳利。至於NTSC濾鏡則是刻意讓圖像劣化,達到模擬映像管電視的效果。

延伸閱讀:

顯示卡 4 大反鋸齒技術探討:鋸齒的產生與消除,前處理、後處理之爭

萬用 3D 遊戲特效增強器:讓遊戲光影更真實,跟鋸齒說再見

 

本文同步刊載於電腦王雜誌
 
 
歡迎加入電腦王雜誌粉絲團

使用 Facebook 留言

發表回應

謹慎發言,尊重彼此。按此展開留言規則