Question

我正在使用PHP来测试我的双线性算法。为清晰起见，代码未经过优化。

以下是以下代码的作用：

将原始像素从2x2图像绘制到10x10目标图片。这些将留下空白像素。

注意：此处的图像大小调整为10x10到100x100，以便更好地查看。

插入像素行。

使用步骤2中的像素行插值从左到右，从上到下的剩余像素：

但是，它与我在Photoshop中使用双线性重采样得到的结果不匹配：

完整源代码：

<?php
$image1 = imagecreatefrompng( 'test.png' );

$w1 = imagesx( $image1 );
$h1 = imagesy( $image1 );

$w2 = 10;
$h2 = 10;
$image2 = imagecreatetruecolor( $w2, $h2 );

imagefill($image2, 0, 0, imagecolorallocate($image2, 0x4c, 0x4c, 0x8e)); // added bg for pixels to stand-out

function lerp($v0, $v1, $t) {
    return $v0 + $t*($v1-$v0);
}

function getPixel($image, $x, $y){
    $rgb = imagecolorat( $image, $x, $y );
    $r     = ($rgb >> 16) & 0xFF;
    $g     = ($rgb >> 8) & 0xFF;
    $b     = $rgb & 0xFF;
    return array($r,$g,$b);
}

$maxY1 = $h1 - 1;
$maxX1 = $w1 - 1;
$maxY2 = $h2 - 1;
$maxX2 = $w2 - 1;

// plot original pixels from source to destination
for($y = 0; $y <= $maxY1; $y++) { // loop thru src height

    $newY = floor(($y/$maxY1) * $maxY2);

    for ($x = 0; $x <= $maxX1; $x++) { // loop thru src width

        $newX = floor(($x/$maxX1) * $maxX2);
        $rgb = imagecolorat( $image1, $x, $y );
        $r1     = ($rgb >> 16) & 0xFF;
        $g1     = ($rgb >> 8) & 0xFF;
        $b1     = $rgb & 0xFF;

        imagesetpixel( $image2, $newX, $newY, imagecolorallocate( $image2, $r1, $g1, $b1 ) );

    }
}
imagepng( $image2, 'out1.png' );

// interpolate pixels from pixel[1,0] to pixel[8,0]
$y = 0;
$rgb = imagecolorat( $image2, 0, $y );
$r0     = ($rgb >> 16) & 0xFF;
$g0     = ($rgb >> 8) & 0xFF;
$b0     = $rgb & 0xFF;

$rgb = imagecolorat( $image2, 9, $y );
$r1     = ($rgb >> 16) & 0xFF;
$g1     = ($rgb >> 8) & 0xFF;
$b1     = $rgb & 0xFF;
for($x=1; $x <= 8; $x++){
    $t = $x / 9;
    $r = lerp($r0, $r1, $t);
    $g = lerp($g0, $g1, $t);
    $b = lerp($b0, $b1, $t);
    imagesetpixel( $image2, $x, $y, imagecolorallocate( $image2, $r, $g, $b ) );
}
imagepng( $image2, 'out2.png' );

// interpolate pixels from pixel[1,9] to pixel[8,9]
$y = 9;
$rgb = imagecolorat( $image2, 0, $y );
$r0     = ($rgb >> 16) & 0xFF;
$g0     = ($rgb >> 8) & 0xFF;
$b0     = $rgb & 0xFF;

$rgb = imagecolorat( $image2, 9, $y );
$r1     = ($rgb >> 16) & 0xFF;
$g1     = ($rgb >> 8) & 0xFF;
$b1     = $rgb & 0xFF;

for($x=1; $x <= 8; $x++){
    $t = $x / 9;
    $r = lerp($r0, $r1, $t);
    $g = lerp($g0, $g1, $t);
    $b = lerp($b0, $b1, $t);
    imagesetpixel( $image2, $x, $y, imagecolorallocate( $image2, $r, $g, $b ) );
}
imagepng( $image2, 'out3.png' );

// interpolate remaining pixels
for($x=0; $x <= 9; $x++){
    $rgb = imagecolorat( $image2, $x, 0 );
    $r0     = ($rgb >> 16) & 0xFF;
    $g0     = ($rgb >> 8) & 0xFF;
    $b0     = $rgb & 0xFF;

    $rgb = imagecolorat( $image2, $x, 9 );
    $r1     = ($rgb >> 16) & 0xFF;
    $g1     = ($rgb >> 8) & 0xFF;
    $b1     = $rgb & 0xFF;
    for($y = 1; $y <= 8; $y++){
        $t = $y / 9;
        $r = lerp($r0, $r1, $t);
        $g = lerp($g0, $g1, $t);
        $b = lerp($b0, $b1, $t);
        imagesetpixel( $image2, $x, $y, imagecolorallocate( $image2, $r, $g, $b ) );
    }
}
imagepng( $image2, 'out4.png' );

header('Content-type: image/png');
imagepng( $image2);
imagedestroy( $image1 );

我错过了什么？

Answer 1

Photoshop是正确的。在您的版本中，原始的4个像素值最终位于新图像的极角处，但在正确的双线性插值中，它们最终位于新图像的4个象限的中心。没有超出原始图像边缘的信息，因此photoshop会在边缘进行不断的外推：

2×2：

插值前

10x10：

如果你开始使用3x3图像而不是2x2，那么你的方法会导致原始边缘像素相对于中心像素对最终图像的贡献减少，从而偏向结果。

Answer 2

如果仔细观察PS结果，您会注意到在插值之前，像素的大小已经调整了9倍（它们占据了图像角落的3x3）。这显然是为了获得更好或更差的边缘。

如果在插值之前添加用于生成中间图像的逻辑：

...并修改插值算法以省略角落像素块，然后你应该得到相同的结果。

我的双线性插值算法有什么问题？

2 个答案: