Миф об обработке изображений

Еще один дурацкий миф касается обработки цифровых изображений.

Трудно поверить, но многие люди считают, что операции по редактированию фотографий лучше проделывать не сразу, а мелкими порциями, скажем, если надо что-то изменить на 20%, то сначала на 10% и потом еще раз на 10% (да, я в курсе, что это не 20% а, 19% или 21% в зависимости от того, покупаем мы или продаем, но суть не в этом). Примерно так рассуждают люди, которые из гуманизма рубят собаке хвост по частям: если отрубить сразу много, собаке будет больнее! Так и если операцию совершать не сразу намного, а несколько раз по чуть-чуть, то качество картинки будет лучше — ведь изображение меньше подвержено вредным влияниям при пересчёте пикселов.
Второе проявление этой забавной логики — для приведения картинки в начальное состояние после выполнения операции, результат которой кажется неудачным, воспользоваться «противоположной» операцией. Скажем, блюр на 20% отменяется 20% шарпом, увеличение контраста — уменьшением на столько же и так далее. (Кто тут говорит, что так никто не делает? Еще как делают, я сам видел!).

Между тем достаточно взять картинку 800×600, уменьшить ее в два раз, а потом увеличить вдвое. Неприглядно? Количество пикселей уменьшилось, информация потерялась? Так информация теряется при любой операции, совершаемой над цифровым изображением. Все дело в том, что информация тут дискретна. И, скажем так, выраженно дискретна: в jpeg цвет точки выражен числом от 000000 до FFFFFF, то есть на каждый цвет приходится по 16×16 = 256 = 2⁸ -> 8 бит. Каждый раз, когда вы что-то делаете с картинкой, даже не изменяя количество пикселов, она «портится» : число «в пикселе» сначала умножается, а потом «дискретезируется» — приводится к одному из 256×256 × 256 значений. Если сначала его умножить, а потом разделить на два, результат, прямо скажем, может отличаться от исходного. Дискретизация — это округление до одного из допустимых дискретных значений, а каждое округление сопровождается потерей информации.

Если кто-то не может понять, почему в этом виновата именно дискретность, приведу аналогию (все аналогии ущербны, но надо же как-то жить). Пускай вы ходите на работу пешком. Если вы задержитесь дома, читая очередной пост в блоге и выйдете на 5 минут позже, то придете на работу позже тоже на пять минут (если, конечно, не будете мчаться во весь опор наперегонки с отделом кадров).
Если вы едете на метро, которое ходит с интервалом в 3 минуты, то ваше опоздание составит уже 5+0..3 минуты: если вы выйдете на перрон когда поезд только что отошел, суммарное опоздание составит 8 минут. Если ускориться и бежать пешком, можно наверстать опоздание. Если бежать по эскалатору, велика вероятность того, что вы будете все равно три минуты ждать поезда.
Если до метро вы добираетесь на автобусе, ходящем по маршруту с нереальной регулярностью в 6 минут, ваше опоздание составит уже 5+0..9 минут.
Цель этого примера — не описать работу коммунальных служб, а показать, что каждая операция дискретизации только ухудшает ситуацию.
Поэтому следует принять как непреложный факт следующее:

1. Неудовлетворительный результат операции над изображением следует убирать с помощью отмены действия кнопкой «undo», а не применением «противоположной операции».
2. Вместо многократного повторения одной операции следует производить ее один раз, но так, чтоб результат был таким же по эффекту. Если эффект не соответствует ожиданию, операцию надо отменить и переделать с другими параметрами.
3. Если применение операции «немножко» (скажем, блюр на 2%) дает результат, который трудно ощутить, лучше эту операцию не проводить вообще.