Pagina di aiuto per il plugin di GIMP Liquid Rescale versione 0.7

Il plugin Liquid Rescale è un'implementazione dell'algoritmo "content-aware resizing by seam carving" ideato da Shai Avidan e Ariel Shamir.

Il suo scopo è di ridimensionare non uniformemente le immagini pur mantenendo le caratteristiche più salienti dell'immagine, evitando possibilmente di distorcerle. Può anche essere utilizzato per rimuovere porzioni di immagine in modo "naturale".

Funziona sia rimpicciolentdo che ingrandendo, ed è possibile specificare manualmente quali zone dell'immagine devono essere preservate e quali ignorate (o rimosse).

Si veda anche Appendice: La tecnica del seam carving alla fine di questa pagina per un'introduzione ai concetti su cui si basa questa tecnica.

Il plugin agisce sul livello (o sulla selezione fluttuante) correntemente attivo. Può anche essere applicato a più livelli di un immagine attraverso il plugin "Filtra tutti i livelli" o usando il GIMP Animation Package per l'editing video (si veda questa sezione per maggiori dettagli).

Il plugin opera sempre su interi livelli; se una selezione è presente, è salvata come canale e rimossa. Se il livello ha una maschera per la trasparenza, viene mostrata un'opzione per stabilire se applicarla o rimuoverla prima di procedere.

Il plugin può anche essere usato in modalità batch dalla linea di comando, si veda questa sezione per maggiori dettagli.

In questa sezione è possibile impostare le dimensioni finali dell'immagine. È consigliabile riscalare sempre una direzione alla volta. Nel caso in cui si vogliano modificare entrambe le dimensioni contemporaneamente, il plugin agisce prima nel senso della larghezza, e poi in altezza. Questo compurtamento può essere modificato attrverso un'opzione nella linguetta "Avanzate".

I due piccoli pulsanti sulla destra possono essere utilizzati per riportare le dimensioni ai valori originali dell'immagine (sopra) o agli ultimi valori usati (sotto), mentre il pulsante più grande sulla destra permette di passare alla modalità interattiva (vedi la sezione corrispondente per maggiori dettagli).

Si noti che le dimensioni finali possono essere impostate automaticamente quando si rimuovono contenuti, vedi più sotto.

Il sistema più semplice per selezionare manualmente le zone dell'immagine che si vogliono proteggere/ignorare è il seguente:

• Selezionate il livello (non la selezione fluttuante) che volete riscalare e invocate il plugin
• Cliccate il pulsante "Nuovo" nella sezione "Maschera per i contenuti da preservare" (questo creerà un nuovo livello trasparente, con opacità 50%, e imposterà un colore appropriato; inoltre, la finestra di dialogo principale del plugin verrà sostituita con una più piccola)
• Dipingete con il pennello (o altro) le aree che volete preservare
• Quando avete finito, premete OK: la finestra di dialogo principale del plugin riapparirà.
• Ripetete il tutto per i contenuti che volete eliminare

Volendo eliminare porzioni di immagine, un metodo rapido per impostare le dimensioni finali è, dopo aver impostato una maschera per l'eliminazione, di cliccare su uno dei pulsanti a fianco dell'etichetta "Auto dimensionamento". (Questo metodo tuttavia funziona solo con maschere molto semplici).

Nota #1: l'eliminazione di parti dell'immagine è possibile solamente quando la si restringe. Per default, la maschera per l'eliminazione dei contenuti viene ignorata quando si allarga l'immagine, perché in quel caso le aree contrassegnate verrebbero gonfiate anziché rimosse. Se volete davvero ottenere questo effetto, dovete disattivare l'opzione corrispondente nella linguetta "Avanzate".

Nota #2: la preservazione dei contenuti non è possibile se si cerca di ingrandire troppo l'immagine, poiché il processo di allargamento è l'inverso del processo di restringimento, quindi la massima quantità di pixel che è possibile aggiungere a un livello corrisponde al numero di pixel che non sono protetti. Per esempio, se avete un'immagine larga 1000 pixel e averte contrassegnato una porzione da preservare larga 800 pixel, la larghezza finale dovrebbe essere inferiore ai 1200 pixel. Per ingrandire di più, procedete in passi successivi, oppure impostate adeguatamente il valore del "Max ingrandimento per passo".

Nella sezione "Maschera per i contenuti da preservare" è possibile specificare se ci sono regioni dell'immagine che dovrebbero essere preservate dalle modifiche, attivando l'opzione "Attiva la preservazione dei contenuti" e scegliendo un livello tra quelli che appartengono all'imaggine attuale (e sono diversi dal livello attivo) nel menu "Livelli disponibili". Il pulsante "Nuovo" crea un nuovo livello trasparente con opacità 50% e un nome appropriato, lo imposta come maschera da utilizzare per la preservazione dei contenuti e passa alla modalità "Modifica della maschera", nella quale la finestra di dialogo è ridotta e sempre in primo piano, e in cui il colore di primo piano viene impostato a verde. Quando si esce dalla modalità "modifica della maschera", il colore di primo piano precedente viene ripristinato e la finestra di dialogo principale del plugin riappare con le informazioni aggiornate. Il pulsante "Modifica" lancia la modalità "Modifica della maschera" sul livello attualmente selezionato per la preservazione. Si noti che se il plugin viene lanciato su una selezione fluttuante questa procedura non è adatta a meno di non trasformare la selezione fluttuante in un nuovo livello, dato che GIMP non permette di lavorare su altri livelli se c'è una selezione fluttuante attiva.

L'intensità dell'effetto su ogni pixel si ricava dalla media dei valori del pixel in ogni canale del colore, moltiplicato per il valore di opacità (canale alpha). Quindi, per un livello RGB con un canale alpha, il valore massimo si otterrà con i pixel binachi, mentre quelli neri e quelli trasparenti sono ignorati. In generale, è consigliabile lavorare con un solo colore per maschera, e, se necessario, regolare l'intensità nelle diverse aree cambiando il valore della trasparenza piuttosto che agire sulla luminosità o sulla saturazione.

Le dimensioni e la posizione dei livelli selezionati può essere arbitraria, il plugin utilizza solo le porzioni che si sovrappongono al livello attivo. La scala "Intensità" può essere utilizzata come parametro globale per modulare la preservazione dei contenuti. Nota: selezioni più sottili (nel verso del ridimensionamento) hanno bisogno di valori di intensità più alti, e viceversa.

Se una maschera per la preservazione viene selezionata, la piccola icona verde sotto l'immagine sulla sinistra si attiverà e il tooltip corrispondente conterrà il nome del livello selezionato per la preservazione. Le due icone rimanenti svolgono la stessa funzione per la maschera per l'eliminazione (icona rossa) e quella per la rigidità (icona blu).

La sezione "Maschera per i contenuti da eliminare" è identica alla precedente, ma l'effetto è invertito, e il colore impostato dai pulsanti "Nuovo" e "Modifica" è il rosso anziché il verde.

In più, rispetto alla sezione precedente, ci sono due altri pulsanti, accanto all'etichetta "Auto dimensionamento", che possono essere usati per effettuare l'eliminazione "rapida" di aree dell'immagine. Se si preme uno di questi pulsanti, il plug-in cerca di calcolare l'ammontare di riscalatura necessaria per rimuovere gli oggetti marcati dall'attuale maschera per l'eliminazione, e imposta corrispondentemente le dimensioni finali (nella sezione "Selezionare le nuove dimensioni"). Questi pulsanti producono sempre un riscalamento in una singola direzione: il tasto "Larghezza" modifica la larghezza e reimposta l'altezza al valore originario, il tasto "Altezza" fa l'opposto.

Si noti che questa opzione è adeguata solamente per operazioni di rimozione elementari, poiché questo metodo può facilmente sbagliare se la maschera è troppo complicata.

[Dettagli tecnici: le dimensioni finali sono calcolate semplicemente a partire dal massimo numero di pixel per riga (o colonna) per i quali la maschera supera una data soglia; questa soglia corrisponde al 50% di un colore RGB pieno (ad es. del rosso con le impostazioni di default).]

Questa linguetta contiene alcune opzioni riguardo all'output del plugin.

Risultato

Permette di scegliere se il risultato del ridimensionamento deve essere scritto sul livello selezionato, o su uno nuovo, o messo in una nuova immagine. In quest'ultimo caso, la nuova immagine che verrà creata conterrà anche i livelli ausiliarî riscalati e le linee d'azione (vedi sotto). Per default è impostato a "sul livello selezionato".

Ridimensiona la tela

Specifica se la tela deve essere ridimensionata in modo da adattarsi alle nuove dimensioni del livello attivo. Se quest'opzione è attivata (è il default), il livello attivo verrà anche riposizionato in modo da essere completamente visibile.

Ridimensiona i livelli ausiliarî

Specifica se i livelli che sono stati impostati per la selezione manuale dei contenuti e per specificare una maschera per la rigidità verranno ridimensionati assieme al livello attivo. Se quest'opzione è attivata (è il default), le parti dei livelli in questione che escono dal livello attivo verranno tagliate, dopodichè i livelli ausiliarî subiranno lo stesso processo di eliminazione/inserimento di linee del livello attivo.

Mostra le linee d'azione

Specifica se creare un nuovo livello che mostra la mappa delle linee d'azione (che sono le parti dell'immagine che vengono eliminate, se si restringe, o moltiplicate, se si allarga). I due pulsanti sulla destra permettono di stabilire le gamma dei colori da usare per le linee. Le linee sono calcolate sull'immagine originale in base alla necessità (per es. ne saranno calcolate 100 se si sta restringendo o allargando il livello di 100 pixel); le aree rimanenti restano trasparenti. Per interpretare il risultato, usate questa opzione impostando "Risultato" a "su un nuovo livello", e sovrapponete il livello con le linee d'azione a quello originale. Se riscalate in due direzioni contemporaneamente, otterete due mappe, ma la seconda sarà calcolata su un'immagine intermedia invisibile, quindi non è molto utile. Lo stesso vale se si esegue un doppio ridimensionamento liquido (attivendo l'opzione "Riporta alle dimensioni originali" in modalità "liquid rescale"), o se il ridimensionamento avviene in più passi perché si è superato il valore del "Max ingrandimento per passo". Si noti che questa opzione è ignorata in modalità interattiva, ma i colori selezionati vengono usati quando si visualizza la mappa manualmente con l'apposito pulsante.

Riporta alle dimensioni originali

Specifica se riscalare all'indietro dopo la trasformazione con liquid rescale. Questo può essere utile ad esempio per la rimozione di oggetti o per fare uno "zoom dei contenuti". Se questa opzione è attivata, un menu compare al di sotto per scegliere la modalità delle operazioni: è possibile scegliere di ritornare alle dimensioni originali usando LqR o il ridimensionamento standard, oppure di ridimensionare uniformemente l'immagine fino a raggiungere o la larghezza o l'altezza originali, mantenendo però le proporzioni.

Questa linguetta contiene alcune opzioni che permettono un controllo avanzato dell'algoritmo di ridimensionamento.

Massimo passo trasverso

Questa opzione permette di impostare il massimo passo trasvero ammesso tra due pixel successivi delle linee d'azione. L'algoritmo standard usa un passo = 1, che significa che ogni pixel di una linea può essere spostato al massimo di un pixel rispetto ai suoi vicini. Questo comporta che le linee d'azione possono formare un angolo massimo di 45 gradi rispetto alla loro base.

Aumentare il valore del passo massimo è l'unico modo di superare questo limite, tuttavia può portare all'introduzione di errori visibili. Per bilanciare questo effetto è consigliabile agire sul parametro di rigidità.

Rigidità globale

Usando questo valore si assegna una penalizzazione alle linee d'azione meno diritte. Può risultare utile per ridurre le distorsioni in certi casi, o per evitare di introdurre gli errori derivanti da un valore troppo alto del passo (è consigliabile usare valori bassi in questo caso). Questo valore viene utilizzato su tutta l'immagine se non è specificata una maschera per la rigidità.

[Dettagli tecnici: la penalizzazione è proporzionale alla somma delle differenze di coordinate trasversali (passo) per ogni coppia di punti successivi della linea, elevate alla potenza di 1,5.]

Usa una maschera per la rigidità

È possibile specificare diversi valori di rigidità per le diverse aree dell'immagine, usando un livello ausiliario, e seguendo la stessa procedura usata per specificare le maschere per i contenuti (il colore di default in modalità "Modifica della maschera" in questo caso è il blu). Quando si imposta una maschera per la rigidità, il valore in ogni pixel (calcolato allo stesso modo che per le maschere per i contenuti) viene utilizzato come coefficiente di rigidità e moltiplicato al valore globale.

Nota #1: le aree trasparenti (o nere) di una maschera per la rigidità corrispondono sempre a un valore di rigidità 0, indipendentemente dal valore globale.

Nota #2: le aree più rigide hanno un leggero effetto repulsivo rispetto alle linee d'azione, simile a quello di una maschera per la preservazione. Questo effetto può essere compensato tramite una maschera per l'eliminazione.

Funzione gradiente

È possibile scegliere quale funzione deve essere utilizzata per calcolare la mappa dell'energia dell'immagine. Per ogni pixel nell'immagine, le componenti orizzontale e verticale del gradiente vengono calcolate a partire dai suoi quattro primi vicini. La mappa dell'energia dipende dal gradiente, e a sua volta determina quali elementi dell'immagine sono rilevanti, e dovrebbero essere preservati, e quali sono irrilevanti e possono essere scartati. Usando la funzione Zero, unitamente alla preservazione manuale dei contenuti, è possibile soppiantare completamente il riconoscimento automatico dei contenuti; l'utente può così generare la propria mappa dell' energia (per es. con un altro plugin).

Max ingrandimento per passo

Questa opzione imposta il massimo ingrandimento (in percentuale) che può essere effettuato in una sola volta. Se le dimensioni finali superano questa soglia, il plug-in si arresterà e ripartirà automaticamente tutte le volte necessarie. È possibile che dobbiate ridurre questo valore se avete delle maschere per la preservazione dei contenuti molto grandi.

Ordine del ridimensionamento

Quando si riscalano entrambe le direzioni in una sola volta, è possibile scegliere se procedere prima in orizzontale e poi in verticale, o viceversa.

Non eliminare i contenuti quando si allarga

L'effetto di una maschera per l'eliminazione dei contenuti è invertito quanto il plugin viene utilizzato per allargare un'immagine; dal momento che ciò non è normalmente l'effetto voluto, la maschera è ignorata per default quando si allarga lungo la prima direzione di ridimensionamento (in tali casi, una piccola icona di avvertimento compare nella sezione "Maschera per i contenuti da eliminare"). Disattivate questa opzione per disabilitare questa verifica. Si noti che questa opzione viene ignorata in modalità interattiva.

Il plugin può essere utilizzato assieme al GIMP Animation Package (GAP) per l'editing video, così da applicare il riscalamento liquido a tutti i frames di un video (consultate la documentazione di GAP per informazioni riguardo all'editing video con GIMP).

Tuttavia, gli strumenti di GAP permettono di selezionare in maniera diretta soltanto il livello su cui lavorare, mentre il liquid rescale plugin necessita di utilizzare dei livelli ausiliarî per sfruttare tutto il suo potenziale. Per aggirare il problema, i livelli ausiliarî vengono selezionati in base al loro nome: perciò, se volete usare una maschera per la preservazione dei contenuti in ogni frame, per esempio, dovrete chiamare allo stesso modo tutti i livelli che intendete usare come tali. Lo stesso vale per le maschere per la preservazione dei contenuti e le maschere per la rigidezza.

Per applicare il riscalamento liquido su tutti i frames, selezionate "Modifica frame" dal menu "Video"; si aprirà una finestra di dialogo: nella sezione "Funzione" selezionate "Applica filtri ai livelli", quindi impostate le regole appropriate per la selezione dei livelli e dei frames e cliccate OK. Comparirà una nuova finestra di dialogo, nella quale bisogna scegliere un filtro: selezionate "plug-in-lqr", poi scegliete "Applica costante" oppure "Applica variabile".

In quest'ultimo caso, la finestra di dialogo del liquid rescale plugin vi verrà presentata due volte, una per il primo frame e una per l'ultimo: queste impostano i valori estremi per tutti i parametri graduali (come le dimensioni, le intensità, la rigidità ecc.), e valori intermedî di questi verranno usati per i frames intermedî (per esempio, impostando a 100% la larghezza nel primo frame e 110% nell'ultimo, e supponendo che i frames in tutto siano 11, i frames intermedî avranno larghezza 101%, 102%, 103% e così via). Tutte le opzioni non graduali, invece, come l'ordine di ridimensionamento, il nome dei livelli ausiliarî ecc., vengono prese dell'ultima finestra di dialogo per i livelli intermedî.

È anche possibile applicare il plugin a tutti i livelli di una data immagine (per esempio quando si lavora su un'animazione), usando l'opzione "Filtra tutti i livelli..." dal menu "Filtri" e scegliendo "plug-in-lqr" nella finestra di dialogo che compare. Le regole usate sono le stesse descritte nella sezione per l'utilizzo di GAP; tuttavia, incontrerete dei problemi in questo caso se usate dei livelli ausiliarî come maschere, poiché il plugin viene applicato anche a questi.

La modalità interattiva viene attivata premendo il pulsante corrispondente nella finestra di dialogo principale: le impostazioni correnti (incluse quelle sulle dimensioni) vengono applicate, e viene mostrata una nuova finestra di dialogo ridotta. In questa modalità è possibile modificare solamente le dimensioni (e le modifiche vengono immediatamente applicate); inoltre alcune opzioni vengono ignorate:

• Mostra le linee d'azione (bisogna farlo manualmente, vedi sotto)
• Riporta alle dimensioni originali
• Non eliminare i contenuti quando si allarga

Il pulsante "Indietro" riporta alla finestra di dialogo principale.

Questa sezione contiene i controlli per le dimensioni del livello. L'applicazione delle modifiche è quasi immediata, ma solo dopo che i pulsanti sono stati rilasciati: questo significa che, se avete attivato il pulsante a catena per preservare le proporzioni del livello, il risultato sarà diverso a seconda che il ridimansionamento avvenga in diversi piccoli passi o tutto in una volta. Il pulsante di reset sulla destra riporta le dimensioni al valore iniziale: se la mappa non è mai stata reimpostata, il risultato è uguale all'immagine di partenza, altrimenti sarà diversa (vedi anche la sezione sulla mappa qui sotto).

La sezione addizionale "Mappa" nella finestra di dialogo interattiva riguarda la mappa delle linee d'azione che il plugin usa internamente. Le mappe hanno un'orientamento (che dipende dalla dimensione del ridimensionamento), un valore di riferimento (quello di inizializzazione della mappa) e un intervallo d'azione. Le mappe permettono di ridimensionare quasi in tempo reale lungo la loro direzione e all'interno del loro intervallo d'azione; quando si oltrepassano i limiti dell'intervallo le mappe vengono aggiornate. Le mappe contengono tutta l'informazione relativa al proprio intervallo d'azione: dunque, se si ritorna al valore di riferimento di una mappa, si riottiene l'immagine originale. Tuttavia, ogni volta che la direzione di ridimensionamento cambia, o quando si supera il massimo ingrandimento per passo, la mappa viene automaticamente reinizializzata; quando ciò accade, tutte le informazioni precedenti sono perdute. Ci sono tre pulsanti in questa sezione:

Pulsante info

Mostra o nasconde le informazioni sulla mappa interna

Pulsante reset

Reimposta la mappa manualmente. Questo è equivalente a far ripartire il plugin dalla situazione attuale. Per esempio, se premete questo pulsante dopo aver modificato le dimensioni, e poi premete il pulsante reset nella sezione per le dimensioni, otterrete un risultato equivalente a quello che otterreste usando l'opzione "Riporta alle dimensioni originali" (impostata su "liquid rescale") in modalità non-interattiva.

Pulsante visualizza

Mostra la mappa attualmente in uso. Funziona allo stesso modo dell'opzione "Mostra le linee d'azione" della modalità interattiva, solo che si fa manualmente e quindi mostra una sola mappa alla volta. In ogni sessione, la prima volta che si preme questo pulsante viene creato un nuovo livello sul quale la mappa viene visualizzata, mentre le volte successive la nuova mappa viene sostituita alla vecchia. Per leggere il risultato bisogna riportare il livello su cui si sta lavorando alle dimensioni di referimento, e sovrapporvi la mappa. Questo pulsante è utilizzabile solo con immagini di tipo RGB.

Il plugin viene distribuito assieme a degli script che aiutano ad utilizzarlo dalla linea di comando. Per averne una descrizione, utilizzate il "Navigatore di procedure" dal menu "Aiuto" di GIMP, e cercate batch-gimp-lqr, batch-gimp-lqr-full e batch-gimp-lqr-full-use-id; il significato delle opzioni dovrebbe risultare ovvio, sapendo come funziona l'interfaccia standard.

Ecco un esempio di come si usa il più semplice tra gli script, batch-gimp-lqr, dalla linea di comando di Linux / BSD / Mac OS X:

gimp -i -f -b "(batch-gimp-lqr \"my_image.xcf\" 400 300 \"Backgound\" \"\" \"disc. mask\")" -b "(gimp-quit 0)"

Questo comando riscalerà il livello "Background" del file "my_image.xcf" alla dimensione di 400x300 pixel, usando il livello chiamato "disc. mask" come maschera per l'eliminazione e senza usare alcuna maschera per la preservazione (si noti la coppia di apici vuota dopo "Background").

Su Windows il comando è uguale, ma bisogna sostituire a gimp qualcosa come %ProgramFiles%/GIMP-2.0/bin/gimp-2.6.exe (il comando esatto dipende da che versione di GIMP avete installato e dalla cartella di installazione).

Il funzionamento del plugin si basa sulla ricerca dei cosiddetti "seams", o "linee d'azione" di un'immagine, ovvero delle linee continue che attraversano a zig-zag tutta l'immagine da sopra a sotto (nel caso di linee d'azione "verticali"), o da sinistra a destra (per le linee d'azione orizzontali). Se una di queste linee d'azione, una di quelle verticali poniamo, viene rimossa dall'immagine (l'operazione che prende il nome di "carving"), la larghezza dell'immagine si riduce di un pixel. Rimuovendo linee d'azione orizzontali si riduce invece l'altezza. Reiterando queste operazioni (cioè la ricerca di una linea d'azione e la sua rimozione), l'immagine può essere ridotta a piacimento. L'insieme di tutte le linee d'azione, prese nell'ordine in cui sono state applicate, costituisce una cosiddetta "mappa delle linee d'azione".

L'operazione opposta al carving, cioè l'inserimento di linee d'azione addizionali accanto a quelle che ha trovato l'algoritmo, permette invece allargare le immagini. In tal caso, il significato della mappa delle linee d'azione è invertito.

Per poter ottenere buoni risultati con questa tecnica, il problema principale è di scegliere come individuare le linee d'azione più adatte per l'inserimento o la rimozione. Se lo scopo del ridimensionmento è semplicemente quello di modificare le proporzioni di un'immagine senza alterarne troppo i contenuti, per esempio, allora le linee d'azione "buone" saranno quelle che non attraversano parti importanti dell'immagine, passando piuttosto sullo sfondo.

Per default, il plugin cerca di trovare le linee che attraversano le aree a minore contrasto (la specificazione esatta di come viene calcolato il contrasto avviene tramite la scelta della funzione di riconoscimento automatico nella linguetta "Avanzate"). Perciò, ad ogni pixel dell'immagine viene associato un cosiddetto "valore energetico": più è elevato il contrasto, più è alta l'energia, e le linee d'azione tendono ad evitare le aree con alta energia.

Dal momento che, in molti casi, il semplice modello basato sul solo contrasto non è ottimale, è possibile aggiungere dei termini all'energia di alcune aree e specificare quali dovrebbero avere un'energia maggiore del normale (usando una maschera per la preservazione) e quali una minore (usando una maschera per l'eliminazione). In pratica quindi in questo modo si possono controllare le linee d'azione e quindi tutto il processo di riscalatura.

Le maschere per la rigidità funzionano in modo simile, ma la quantità di energia aggiuntiva che introduce non dipende solamente dal valore associato ad ogni pixel, ma anche da quanto sono dritte le linee d'azione che dovrebbero attraversare quel pixel.

In conclusione, per farsi un'idea intuitiva del processo, si consideri che le linee d'azione cercano di trovare la via che gli permetta di raggiungere la parte opposta attraverando le zone ad energia minore; le maschere per la preservazione hanno l'effetto di introdurre delle barriere che, se abbastanza alte, possono deviare le linee d'azione e respingerle, mentre le maschere per l'eliminazione sono come vallate, che al contrario attraggono le linee d'azione. Le maschere per la rigidità hanno invece l'effetto di aggiungere delle barriere ai lati delle linee d'azione, in modo da renderle più dritte.