Що таке дискретизація? Частота дискретизації
Що таке дискретизація, знає сьогодні будь-який професіонал в сфері цифрової фотографії. Однак багато людей, які тільки починають знайомитися з цією сферою, не знають основних її особливостей, внаслідок чого можуть допускати ті чи інші помилки.
Що це?
Що таке дискретизація? Це небажаний ефект, який призводить до того, що якість фотографії помітно погіршується. Дане явище може бути асоційоване з будь-яким пристроєм або ж процесом, в якому інформація поділяється на кілька окремих відліків. В даному випадку дискретизація може розглядатися в якості типу інтерференційної картини, якщо є певне співвідношення між частотою даного явища і певної періодичною структурою в даних.
Око людини постійно прагне до того, щоб сприймати певне співвідношення в якості інтерференційної картини, яка зможе заступити собою реальний сенс того чи іншого зображення. Розглядаючи приклади того, що таке дискретизація, варто виділити муар, який являє собою не зовсім точний її ефект, але при цьому може показати, яким чином людина вводиться в оману в тому випадку, коли два паттерна починають між собою взаємодіяти, утворюючи третій.
Що таке муар?
Відео: Що таке частота дискретизації і розрядність (бітность)
Муар є незрозумілий хвилеподібний візерунок, який спочатку не був присутній на об`єкті зйомки. Даний ефект найчастіше виникає на різних зображеннях, які виходять за допомогою цифрових пристроїв. І полягає проблема тут в тому, що візерунок об`єкта накладається на візерунок розміщення пікселів на матриці, внаслідок чого з`являється третій, який і називається муаром.
У переважній більшості випадків цей ефект виникає на деталізованих високою контрастністю зображеннях, які не відповідають спочатку налаштованому вирішенню датчиків. Зокрема, його досить часто можна зустріти в тому випадку, якщо знімаються такі об`єкти, як волосся або ж тканини, а також сюжети, в яких міститься велика кількість повторюваних деталей. Найчастіше муар неможливо зустріти в природі, так як він виникає на зображеннях, які виходять за допомогою цифрової фотокамери або ж згодом неправильного сканування.
Досить часто в сучасних цифрових фотокамерах для того, щоб знизити даний ефект, застосовується спеціалізований оптичний низькочастотний фільтр, тому, якщо ви дійсно збираєтеся професійно займатися фотографією, то в такому випадку вам слід обов`язково задуматися про модель з цією функцією, яка зможе забезпечити належну якість поза залежно від вторинних умов.
Дискретизація в сучасних фотоапаратах
У сучасних цифрових пристроях ефект дискретизації викликаний тим, що інформація розбивається на кілька відліків з регулярним інтервалом. Зокрема, одним з патернів в даному випадку буде розташування пікселів на матриці, другим патерном будуть будь-які елементи на знімку, які можуть повторюватися на великий області або ж які змінюються через певну кількість пікселів в поперечному або ж поздовжньому напрямку.
Для тих, хто не зрозумів, що таке дискретизація і коли вона виникає, можна навести конкретний приклад. Коли в наявності є недостатня кількість пікселів для того, щоб передати достовірну інформацію зі знімка, то в такому випадку він робиться в не найкращому якості. У стандартному варіанті досить було б просто вибрати більш високу роздільну здатність, гарантуючи таким чином забезпечення потрібної кількості пікселів для передачі деталей не знімку з певною точністю, а якби число пікселів було б недостатнім, то ми могли б просто побачити невелику кількість елементів знімка.
Однак насправді це не зовсім так. Теорія дискретизації говорить про те, що в дійсності ситуація є набагато більш негативною, і якщо нам не буде вистачати кількості пікселів для того, щоб зробити певний знімок, то в такому випадку якість зображення буде постійно погіршуватися.
Скільки пікселів потрібно?
Відео: Взаємозв`язок якості звуку і частоти дискретизації
Візьмемо як приклад ситуацію, коли на знімку присутня просто 20 чорних і білих ліній, кожна з яких має ширину 5 пікселів. В даному випадку, якщо на кожній лінії буде забезпечений хоча б один піксель, то знімок може бути записаний. Природно, якщо пікселі не потраплятимуть чітко в центр кожної лінії, то в такому випадку кожен піксель вийде сірим, а не білим або чорним, а його відтінок вже безпосередньо буде залежати від того, як піксель розташовується щодо ліній.
Якщо на знімку кількість пікселів буде зменшуватися, то в такому випадку деякі з них почнуть надаватися між лініями, внаслідок чого на зображенні з`явиться вищевказаний патерн, який буде постійно змінюватися в залежності від того, в якому співвідношенні знаходиться інтервал між лініями і число пікселів. Звичайно, таке зображення вже не буде точним відтворенням оригіналу, так як регулярна структура ліній буде вже помітно порушена. Саме це явище і прийнято в професійних колах називати «дискретизація даних».
Що робити?
Щоб вирішити дану проблему, потрібно дещо пом`якшити знімок перед тим, як знизити кількість пікселів. Таким чином, ви зможете повністю позбутися від різких кордонів на кожній лінії, а пікселі зможуть приймати проміжні значення. Іншими словами, знімок стає більш м`яким, але при цьому зберігається загальне враження від картинки.
Як це впливає на зображення?
Звичайно, що повторюються і регулярні структури ліній досить рідко можна зустріти на знімках різних природних об`єктів - їх присутність часто обмежується знімками різноманітних штучних споруд, таких як будівлі та інше. Однак в будь-якому випадку глибина дискретизації може бути значною, тому цього ефекту завжди варто уникати, займаючись зйомкою будь-яких об`єктів.
При цьому варто відзначити той факт, що якість зображень може бути абсолютно різним навіть в тому випадку, якщо вони мають однакову кількість пікселів. Адже, крім усього іншого, різниця між знімками може полягати також в тому, яким саме чином вони були отримані. Наприклад, в одному випадку знімок може бути дещо пом`якшений шляхом пропуску його через низькочастотний фільтр для отримання проміжних значень пікселів перед тим, як зменшити розмір, в той час як інше зображення може просто зменшуватися в розмірі, не вносячи в нього при цьому ніяких додаткових змін і не отримуючи проміжних значень на кордонах об`єктів, де спостерігаються дуже різкі зміни яскравості.
Відео: 02 Частота дискретизації
Як перевірити?
Щоб зрозуміти, як це працює, досить просто взяти один знімок, після чого зробити його копію. Оригінал відфільтрувати при зміні розміру із застосуванням опції так званої бикубической фільтрації, яка є доступною в стандартному Adobe Photoshop. Таким чином, знімок буде пом`якшено. Незважаючи на помітне зниження пікселів, переходи між тональностями в кінцевому підсумку виявляються гладкими і цілком придатними під наявну кількість пікселів.
Після цього зроблену нами раніше копію знімка зменшуємо, скажімо, до 30% від початкового розміру, використовуючи при цьому опцію «найближчій сусідній точки» в тій же програмі. Саме ця операція в кінцевому підсумку і дасть вам ефект дискретизації, який буде в наявності.
дискретизація звуку
Дискретизація звуку - це фільтрація звукової хвилі перед тим, як вона буде збережена в звуковий файл. Іншими словами, в кінцевому файлі буде не точна копія звукової хвилі, а тільки приблизна. З одного боку, дискретизація звуку забезпечує певне зниження обсягу файлу, але з іншого є маса звукових коливань, які не обов`язково зберігати на жорсткому диску.
Така фільтрація звуку називається «частота дискретизації». При цьому варто відзначити, що насправді тільки в природі присутній звук без цього ефекту, хоч і мало хто про це знають. Частота дискретизації - це накладення певної сітки на звукову хвилю, а також запис тільки певних ключових елементів.
Проводити запис повністю всієї звукової хвилі було б досить складно. Саме з цієї причини набагато частіше можна зустріти таку ситуацію, коли проводилася двухканальная звукозапис з частотою дискретизації 44.1 kHz. Остання вибирається найбільш часто, так як це самий оптимальний параметр.
В принципі, розглядаючи звукову обробку, необхідно приділити особливу увагу таким параметрам, як глибина кодування і їх кількість, адже чим ці показники вище, тим більше цифровий сигнал буде відповідати аналоговому.
