ترشيح (رسوميات حاسوب)
من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
في مجال رسوميات الحاسوب، الترشيح (بالإنجليزية: filtering) هو تمرير عدد محدد من القيم اللونية من خلال مرشح رياضي يحولها إلى قيمة لونية وحيدة جديدة للحصول على تأثير معين. يتم تطبيق العملية بعدد من المرات يساوي عدد البكسلات في الصورة المرغوب ترشيحها. في هذه العملية يتم التعامل مع البكسلات كمتجهات لونية ثلاثية الأبعاد (أو رباعية الأبعاد في بعض الأحيان)، حيث يعتبر كل من المكونات اللونية الأساسية (الأحمر، الأخضر، والأزرق) محوراً في الفراغ اللوني. المرشح الرياضي المذكور هو عملية رياضية يتم تطبيقها على المتجهات اللونية الداخلة لينتج في النهاية متجه لوني جديد يشكل بكسلاً وحيداً من الصورة الجديدة الناتجة. هذه العملية قد تكون إما عملية خطية مباشرة، أو عملية غير خطية.
من أشهر المرشحات في رسوميات الحاسوب مرشح الغباشة (أو التنعيم) (بالإنجليزية: blur)، وله أشكال عديدة يمكن رؤية بعضها من قائمة المرشحات في برنامج أدوبي فوتوشوب، كما أنه يستخدم بكثرة مع الإكساءات في الرسوميات ثلاثية الأبعاد (انظر قسم الترشيح في الرسم ثلاثي الأبعاد أدناه).
فهرس |
[تحرير] مكونات المرشح
يتكون المرشح من أربعة أجزاء تحدد وظيفته وشكل نتيجته النهائية. هذه الأجزاء هي:
[تحرير] النافذة
تحدد عدد البكسلات التي يستقبلها المرشح عند معالجة كل بكسل من الصورة. النافذة يعبر عنها كعرض وارتفاع (مثلاً 5×5 بكسل، مما يعطي المرشح 25 بكسلاً)، ومركز النافذة يتوضع عند إحداثيات البكسل الناتج. لا يسمح بأن يكون حجم النافذة أصغر من بكسل واحد.
[تحرير] النواة
تحدد معاملاً رياضياً لكل بكسل في النافذة، بحيث يكون هذا المعامل أحد مدخلات تابع الترشيح. عادةً عندما تذكر النواة دون تفصيل، فإنه يقصد نواة تتألف من مصفوفة أرقام يضرب كل منها بالبكسل المقابل في النافذة، قبل أن يتم جمع نواتج الضرب كلها واستخدام الناتج كقيمة نهائية (مزيد من التفصيل في تابع الترشيح).
[تحرير] تابع الترشيح
سلسلة من العمليات الرياضية التي تعمل على المعاملات المحددة في النواة لتنتج قيمة لونية جديدة. باعتبار أن القيم اللونية ذات ثلاثة أبعاد (القنوات اللونية المعروفة: أحمر، أخضر، أزرق)، فإن العمليات الرياضية في تابع الترشيح هي عمليات مصفوفات، كجمع وضرب مصفوفة بمتجه. إن كانت العمليات تعبر عن تحويلات خطية فإن المرشح يدعى مرشحاً خطياً، ويمكن دمجه مع المرشحات الخطية الأخرى للحصول على مرشح واحد يعطي نفس نتيجة المشرحات المكونة مجموعة مع بعضها (نفس مبدأ ضرب المصفوفات الخطية المستخدَم في الهندسة الفراغية).
[تحرير] الترشيح في تحجيم الصور
تحجيم الصور هو أحد المجالات التي تعتمد بشدة على الترشيح. في عملية التكبير تكون المشكلة هي إيجاد قيم لونية تملأ البكسلات الجديدة التي لم تكن ضمن الصورة الأصلية. أما في عملية التصغير فإن المشكلة هي تحديد أي البكسلات يجب الإبقاء عليها وأيها يتم إهمالها في الصورة الجديدة التي تحوي عدداً أقل من البكسلات. يجدر بالذكر أن عملية التحجيم تعمل على العرض بشكل مستقل عن الارتفاع، أي أنه من الممكن تحجيم صورة لتكون أضيق وأطول من الأصل في نفس الوقت، مما يعني أن التضييق هو مشكلة تصغير على البعد الأفقي، والإطالة هي مشكلة تكبير على البعد الشاقولي (وهكذا بالنسبة لبقية الأبعاد إن كانت الصورة مكونة من أكثر من بعدين).
[تحرير] ترشيح النقطة الأقرب
[تحرير] الترشيح الخطي الثنائي
[تحرير] الترشيح التكعيبي
[تحرير] الترشيح في الرسم ثلاثي الأبعاد
يعتبر ترشيح الإكساءات في الرسوم ثلاثية الأبعاد أمراً أساسياً للتخلص من بعض عيوب الإظهار الناجمة عن عرض الإكساءات بشكل منظوري من خلال الكاميرا التخيلية، حيث أن المجسم المكسي قد يكون قريباً من الكاميرا مما يتطلب إكساءات بحجم أكبر لتظهر التفاصيل الإضافية، أو قد يكون المجسم بعيداً جداً مما يمنع عرض الإكساء بحجمه الأصلي، فيصبح بحاجة إلى تصغير.
