Увеличение изображений без потери качества.
Миф или реальность?

Сравнение программ увеличения изображения
Super Resolution Adobe Camera Raw vs Topaz Gigapixel AI.

jul 17, 2021. Update Dec 28, 2024

Увеличение изображений без потери качества

Иногда фотограф сталкивается с задачей, когда надо увеличить изображение. Например, когда необходимо увеличить разрешение изображения после кадрирования. Или есть в архиве интересные кадры, но снятые на камеру с низким разрешением.
Можно ли увеличить размер изображения без потерь качества? Уточним, без заметных потерь качества. Правда ли, что специальные программы могут увеличить изображение, или это миф? Миф, в который верят многие, даже некоторые профессиональные фотографы.
Существует несколько отдельных программ, плагинов и команд в программе Photoshop, которые, как утверждают компании производители, позволяют получить увеличенное изображение без потерь качества. На сайтах компаний производителей данного программного обеспечения представлено множество фотографий, глядя на которые думаешь: вот она волшебная палочка. Так ли это на самом деле?
Однако компании-производители лукавят. И представляют только такой тип фотографий, который подходит к конкретному методу увеличения изображения.
И большинство программ и команд не позволяют добиться увеличения без заметных потерь в качестве.
Методов, которые используются в программах увеличения изображения, несколько. Это различные виды интерполяции, фрактальная математика, искусственный интеллект.
Я решил сравнить следующие команды и программы:

Preserve Details 2 (в рамках Photoshop);
Метод Automatic команды Image Size программы Photoshop;
Super Resolution Adobe Camera Raw программы Photoshop;
Topaz Gigapixel AI;
ON1 Resize 2021 (ранее Perfect Resize и Genuine Fractals).

В конце статьи смотрите примеры в масштабе 1:1.

Photoshop
В программе Photoshop есть несколько методов интерполяции, которые используются при изменении размера изображения. Сейчас только о тех, которые могут увеличить изображение без заметных потерь в качестве.

Bicubic Smoother (enlargement) Бикубическая (с увеличением)
Этот метод для увеличения изображений на основе бикубической интерполяции, разработанный специально для получения большей гладкости изображений. Однако этому методу присуща потеря детализации, заметная при увеличении более 120%.

Photoshop, Preferences — Images Interpolations

Preserve Details 2.0 (Сохранить детали 2.0) появился в Photoshop CC 2018. Это искусственный интеллект, который Adobe использует для сохранения важных деталей и текстур, чтобы при изменении размера изображения его детали не размывались. В Preserve Details 2 новый алгоритм увеличения изображения, по сравнению с предыдущим Preserve Details (enlargement) (Сохранить детали с увеличением), который применялся с 2013 года. Если в окне изменения размера картинки выбран Preserve Details или Preserve Details 2, становится доступным ползунок Reduce Noise(Снижение шума) для уменьшения шума при увеличении изображения.
Кроме этого, в окне изменения размера доступен пункт Автоматический (Automatic). При его выборе Photoshop сама выбирает метод, который по «мнению» программы, лучше всего подойдет для данного изображения.

Photoshop, Image Size

Если в Preferences (предпочтениях или настройках) программы Photoshop установить определённый метод изменения размера, то именно он будет использоваться при изменении размера слоя командой Edit > Free Transform. Однако при выборе команды Image Size можно выбрать любой метод изменения размера, в том числе и Preserve Details 2. Если метода Preserve Details 2 нет в окне изменения размера изображения, необходимо открыть Preferences и на вкладке Technology Previews включите эту опцию.

Photoshop, Preferences —Technology Previews

Ранее для увеличения изображений я успешно использовал программу (плагин) Genuine Fractals, который сейчас называется ON1 Resize 2021 (Perfect Resize). Программа была далеко не идеальна, но работала лучше, чем стандартные команды увеличения программы Photoshop. С выпуском опции Preserve Details 2 нет необходимости использовать ON1 Resize 2021 или Exposure Blow Up. Эти программы работают примерно так же, как Preserve Details 2.

Super Resolution Camera RAW
В версии модуля Camera RAW 13.2 (вышел в марте 2021 года) появилась новая функция Super Resolution. Эта новая опция в Camera RAW позволяет увеличить любое изображение вдвое по линейной стороне (или вчетверо по площади), если результирующее изображение не превышает 500 мегапикселей. Эта технология стала частью Photoshop, и она оптимизирована под RAW-файлы и обработку данных, полученных через фильтр Байера.
Для вызова команды Super Resolution в окне Camera RAW нужно щелкнуть правой кнопке по изображению и выбрать в контекстном меню пункт Enhance, или нажать клавиши Shift+Cmd+D (Shift+Ctrl+D на Windows).

Camera RAW, Enhance

И в появившемся окне отметить пункт Super Resolution. (Подробно о Super Resolution).

Camera RAW, Enhance Preview, Super Resolution

На момент написания статьи функция Super Resolution доступна в только в Camera RAW и недоступна в Lightroom.

Topaz Labs Gigapixel AI
Это отдельная программа, которая позволяет (в теории) увеличивать изображение в шесть раз по стороне. Чудес на свете не бывает, и в реальности без заметных потерь в качестве программа может увеличить изображение только в два раза. Но и при увеличении в 4 раза качество намного лучше, чем при использовании Photoshop или других программ.
В Topaz Labs Gigapixel AI начиная с версии 5.2 есть три модели AI:

Standard (Стандартный), которая лучше работает с пейзажами, животными, природой и портретами.
Architectural (Архитектура), которая лучше сочетается с четкими линиями, такими как городские пейзажи или фотографии зданий.
Compressed, которая предназначена для изображений с низким разрешением и серьезными артефактами сжатия.

В версии 5.0 было две модели AI: Natural (он же стандартный) и Man-made, аналогичный Architectural.

Topaz Labs Gigapixel AI

Кроме этого, в Gigapixel AI есть разные параметры управления, которые влияют на качество результирующего изображения. Это подавление шума, удаление размытия, сглаживание цвета и опцию распознавания лиц.
Gigapixel AI это единственная программа, которая успешно увеличивает фотографии практически без потери деталей. Немаловажно, что можно предварительно посмотреть изображения перед применением настроек.
К недостаткам можно отнести появление артефактов в областях, где Gigapixel AI не в состоянии определить структуру или элемент в гладких областях. Например, спокойная вода, облака, гладкая стена здания.
Системные требования программы очень высоки. В этих требованиях особенно важен объём оперативной памяти графического процессора. (Подробности тут).

Если сравнить Super Resolution внутри Adobe Camera RAW и Topaz Gigapixel AI, можно увидеть очевидные различия.
Super Resolution это простое окно Enhance Preview с флажком, который включает или выключает эту функцию. Ниже отображается приблизительное время обработки изображения, которое зависит от мощности компьютера и скорости интернет-соединения.
В программе Gigapixel AI гораздо больше опций. В Super Resolution можно лишь удвоить длину и ширину изображения, в Gigapixel AI можно масштабировать фотографию в 2, 4 и 6 раз по сравнению с исходным размером. Также можно выбрать пользовательский размер, но не боле чем в 6 раз.
В Gigapixel AI есть разные параметры настройки, влияющие на качество финального изображения.
Очевидно, что Gigapixel AI это более функциональная программа, в которой можно получать разныерезультаты с одного и того же изображения.
Увы, не всё так хорошо, как нам хотелось бы. При сохранении увеличенного изображения время обработки сильно возрастает.
На обработку одного изображения в Gigapixel AI на моем компьютере Apple Mac Book Pro Mid 2015 года потребовалось от 15 до 30 минут. Это время зависит как от размера оригинального файла, так и памяти графического процессора. А если при этом нужно больше шумоподавления или удаления размытия, потребуется еще некоторое время. Предварительный просмотр в программе достаточно точен для конечного результата, поэтому можно сделать все правильно с первого раза.
Для завершения процесса Super Resolution Camera RAW потребовалось всего 15 секунд.
То есть Gigapixel AI — это время, когда можно уйти и сделать другую работу, или выпить кофе. Тогда как Super Resolution позволяет продолжать работать с изображениями практически без прерывания рабочего потока. Хотя качество увеличения при этом несколько хуже.
И если нужно действительно высокое качество, то пока Topaz Gigapixel AI вне конкуренции. Даже на медленном компьютере. Пусть и ценой времени.

Примеры увеличений разных фотографий различными программами
Для просмотра фрагментов фотографий при 100%, кликните на изображении. После изменения размера каждого изображения, резкость в программе Photoshop не увеличивалась.