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Depixelizing Pixel Art: Echtzeitdarstellung von Spielen im Blick

Die Originalpixel werden auf einem Gitter angeordnet, auf dem diagonale Nachbarn nur mit einem Punkt verbunden werden. Dadurch wirken dünne Details bei herkömmlicher Vergrößerung nicht miteinander verbunden und es entstehen Doppeldeutigkeiten, was die Verbindungen und Trennung diagonaler Nachbarn betrifft. Der von Kopf und Lischinski entwickelte Algorithmus löst diese Doppeldeutigkeiten auf, was es erlaubt, Pixelzellen neu zu formen, so dass Pixel, die zum gleichen Detail gehören, bei Vergrößerung verbunden wirken. Anschließend werden Treppeneffekte reduziert und die Formen mit an die Konturen angelegten Splines geglättet.

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Die so erzeugte Vektordarstellung kann mit Standardtechniken gerendert werden.

Die beiden Forscher haben ihren Algorithmus mit Grafiken verschiedener Computerspiele ausprobiert und mit den Ergebnissen anderer Algorithmen verglichen. Auf einem Single-Core-Rechner mit 2,4 GHz benötigte der noch nicht auf Geschwindigkeit optimierte Algorithmus von Kopf und Lischinski im Median 0,62 Sekunden, um eine Pixelgrafik in eine Vektordarstellung umzuwandeln. Dabei hängt die Geschwindigkeit maßgeblich von der Zahl der extrahierten Kurven ab und variiert zwischen 0,01 und 3,06 Sekunden.

  • Depixelizing Pixel Art
  • Depixelizing Pixel Art: Wirkung optimierter Splines
  • Depixelizing Pixel Art: Algorithmus erkennt Ecken
  • Depixelizing Pixel Art: Bei manchen Vorlagen übertreibt der Algorithmus.
  • Depixelizing Pixel Art: Bomberman in 15 x 23 Pixeln (links), Vektordarstellung mit dem Algorithmus von Kopf und Lischinski (Mitte) und hq4x (rechts)
  • Depixelizing Pixel Art: Vorlage in 32 x 16 Pixeln (links), Vektordarstellung mit dem Algorithmus von Kopf und Lischinski (Mitte) und dem Algorithmus von Orzan, Bousseau, Winnemöller, Barla, Thollot und Salesin (rechts)
  • Depixelizing Pixel Art: Bomberman in 32 x 27 Pixeln (links), Vektordarstellung mit dem Algorithmus von Kopf und Lischinski (Mitte) und Adobe Live Trace (rechts)
  • Depixelizing Pixel Art: Space Invaders jeweils in 8 x 11 Pixeln (links), Vektordarstellung mit dem Algorithmus von Kopf und Lischinski (Mitte) und bikubisch (rechts)
  • Depixelizing Pixel Art: Toad in 16 x 27 Pixeln (links), Vektordarstellung mit dem Algorithmus von Kopf und Lischinski (Mitte) und hq4x (rechts)
  • Depixelizing Pixel Art: Axe Battler in 43 x 71 Pixeln (links), Vektordarstellung mit dem Algorithmus von Kopf und Lischinski (Mitte) und Photo Zoom 4 (rechts)
  • Depixelizing Pixel Art: Yoshi in 15 x 23 Pixeln (links), Vektordarstellung mit dem Algorithmus von Kopf und Lischinski (Mitte) und Adobe Live Trace (rechts)
  • Depixelizing Pixel Art: Mario im Nearest-Neighbor-Verfahren (links), Vektordarstellung mit dem Algorithmus von Kopf und Lischinski (Mitte) und hq4x (rechts)
  • Depixelizing Pixel Art: Kopf aus Doom in 24 x 29 Pixeln mit Antialiasing (links). Die Vektordarstellung mit dem Algorithmus von Kopf und Lischinski (rechts) sieht nicht gut aus.
  • Vektorisierungsalgorithmen im Vergleich: Photo Zoom 4 (links),  hq4x (Mitte) und Adobe Live Trace (rechts)
  • Bomberman: Vergrößerung mit Nearest Neighbor
  • Bomberman: Vektordarstellung mit dem Algorithmus von Kopf und Lischinski
  • Skelett aus Golden Axe: Vergrößerung mit Nearest Neighbor
  • Skelett aus Golden Axe: Vektordarstellung mit dem Algorithmus von Kopf und Lischinski
  • Yoshi aus Super Mario World: Vergrößerung mit Nearest Neighbor
  • Yoshi aus Super Mario World: Vektordarstellung mit dem Algorithmus von Kopf und Lischinski
  • Bowser aus Super Mario World: Vergrößerung mit Nearest Neighbor
  • Bowser aus Super Mario World: Vektordarstellung mit dem Algorithmus von Kopf und Lischinski
  • Eric ais Vikings: Vergrößerung mit Nearest Neighbor
  • Eric ais Vikings: Vektordarstellung mit dem Algorithmus von Kopf und Lischinski
  • Setup-Icon aus Windows 3.1: Vergrößerung mit Nearest Neighbor
  • Setup-Icon aus Windows 3.1: Vektordarstellung mit dem Algorithmus von Kopf und Lischinski
Depixelizing Pixel Art: Mario im Nearest-Neighbor-Verfahren (links), Vektordarstellung mit dem Algorithmus von Kopf und Lischinski (Mitte) und hq4x (rechts)

Die beiden haben den Algorithmus auch im Echtzeitbetrieb getestet, auch wenn er dafür noch nicht ausgelegt ist. Dabei liefert der Algorithmus robuste Ergebnisse. Bei Bildern mit Anti-Aliasing tut sich der Algorithmus allerdings schwer, wie die Forscher an einem Ergebnis aus id Softwares Doom zeigen. Zudem werden manchmal Details zu stark weichgezeichnet, was am Piktogramm eines 386er Prozessors deutlich wird.

Die Forscher erwägen, ihren Algorithmus auf höhere Leistung zu optimieren, so dass er in Videospielen eingesetzt werden kann. Dann wäre es möglich, alte Spiele auf moderner, hochauflösender Hardware in hoher Grafikqualität zu spielen.

 Pixelkunst entpixeln: Pixelige Sprites in skalierbare Vektorgrafiken wandeln
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irata 01. Jun 2011

Wobei es festzustellen gilt, was "rund" sein soll - bei Rastergrafik ist das nicht...

Der Kaiser! 01. Jun 2011

Die Alternative zum wegrennen ist, zuhören. Denn vielleicht ist ein Körnchen Wahrheit in...

irata 29. Mai 2011

Mit Skalierung und Vektorisierung hab ich mich jetzt erst kurz auseinandergesetzt, als...

JTR 28. Mai 2011

Ich finde bei den Vergrösserungen sieht man bei extremen Beispielen, dass die Super Eagle...

Der Kaiser! 28. Mai 2011

Vermutlich noch nicht.


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