審美就是一個(gè)圈。沒有誰好誰壞，不同時(shí)期，不同人會(huì)喜歡不同的色彩風(fēng)格，線條風(fēng)格一樣

看多了精雕細(xì)琢的精美插畫，就會(huì)有人喜歡起純色的像素畫一樣

?? ? 圖像重采樣包含兩種情形，一種是下采樣（downsampling），把圖像變?。涣硪环N是上采樣（upsampling)，把圖像變大。

?

縮小圖像（或稱為下采樣（subsampled）或降采樣（downsampled））的主要目的有兩個(gè)：1、使得圖像符合顯示區(qū)域的大小；2、生成對(duì)應(yīng)圖像的縮略圖。

根據(jù)Nyquist采樣定律，采樣頻率大于等于2倍的圖像的最大頻率。

? ? ? ?對(duì)于高清圖片，如果直接采樣，采樣頻率很高。如果先對(duì)圖像進(jìn)行模糊化處理（高斯濾波），就可以降低采樣頻率了，最后進(jìn)行次級(jí)采樣（sub-sampling），就可以得到小一倍的圖片了。總結(jié)：下采樣=高斯濾波+次級(jí)采樣。

放大圖像（或稱為上采樣（upsampling）或圖像插值（interpolating））的主要目的是放大原圖像，從而可以顯示在更高分辨率的顯示設(shè)備上。對(duì)圖像的縮放操作并不能帶來更多關(guān)于該圖像的信息, 因此圖像的質(zhì)量將不可避免地受到影響。然而，確實(shí)有一些縮放方法能夠增加圖像的信息，從而使得縮放后的圖像質(zhì)量超過原圖質(zhì)量的。

下采樣原理：對(duì)于一幅圖像I尺寸為M*N，對(duì)其進(jìn)行s倍下采樣，即得到(M/s)*(N/s)尺寸的得分辨率圖像，當(dāng)然s應(yīng)該是M和N的公約數(shù)才行，如果考慮的是矩陣形式的圖像，就是把原始圖像s*s窗口內(nèi)的圖像變成一個(gè)像素，這個(gè)像素點(diǎn)的值就是窗口內(nèi)所有像素的均值：

上采樣原理：圖像放大幾乎都是采用內(nèi)插值方法，即在原有圖像像素的基礎(chǔ)上在像素點(diǎn)之間采用合適的插值算法插入新的元素。

? ? 無論縮放圖像（下采樣）還是放大圖像（上采樣），采樣方式有很多種。如最近鄰插值，雙線性插值，均值插值，中值插值等方法。在AlexNet中就使用了較合適的插值方法。各種插值方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

圖像重采樣包含兩種情形，一種是下采樣（downsampling），把圖像變小；另一種是上采樣（upsampling)，把圖像變大。

1、次級(jí)采樣（sub-sampling）

每隔一個(gè)，扔掉行和列，創(chuàng)建一個(gè)更小的圖像。

2、下采樣（downsampling)

根據(jù)Nyquist采樣定律，采樣頻率大于等于2倍的圖像的最大頻率。

對(duì)于高清圖片，如果直接采樣，采樣頻率很高。

如果先對(duì)圖像進(jìn)行模糊化處理（高斯濾波），就可以降低采樣頻率了，

最后進(jìn)行次級(jí)采樣（sub-sampling），就可以得到小一倍的圖片了。

總結(jié)：下采樣=高斯濾波+次級(jí)采樣

3、高斯金字塔（Gaussian pyramids）

在下采樣過程中圖，所有模糊化處理之前的圖片構(gòu)成一個(gè)高斯金字塔。最底層為原圖。

高斯金字塔實(shí)際上是圖像的多尺度表示法。模仿人眼在近處看到的圖像細(xì)致，對(duì)應(yīng)金字塔底層；在遠(yuǎn)處看到圖像較為模糊，但可以看到整個(gè)輪廓，對(duì)應(yīng)金字塔頂層。

4、上采樣（upsampling)

插值（interpolation）：離散信號(hào)之間插入新的值。

但實(shí)際情況，函數(shù)F[x]是未知的。

圖像的插值也可以通過構(gòu)造函數(shù)與圖像的卷積運(yùn)算實(shí)現(xiàn)。插入的新值即為新的像素色度值。

對(duì)于相同的離散信號(hào)，使用不同的構(gòu)造函數(shù)，最后得到的結(jié)果也不一樣。如下圖所示，

其它的構(gòu)造濾波器

圖像的實(shí)際效果

Nyquist采樣定律

? ? ???采樣定理的提出者不是 Nyquist而是 Shannon， Nyquist定理/頻率是用來描述給定帶寬的最高傳輸速率。因?yàn)榻Y(jié)果相似，所以大家把 Nyquist的名字加在采樣定理之前作為一種榮譽(yù)。它的標(biāo)準(zhǔn)名字應(yīng)該是 Nyquist- Shannon采樣定理。我們可以用一個(gè)旋轉(zhuǎn)輪來形象理解這個(gè)定理，如下圖：

? ? ? ?這是一個(gè)各個(gè)軸之間間隔45度的輪子，每個(gè)輪子都被標(biāo)上了標(biāo)識(shí)，?假設(shè)這個(gè)輪子以每秒45度來轉(zhuǎn)動(dòng)，那么每個(gè)軸返回原位需要8秒（采樣周期）。那么如果我們每8，16，24秒來用相機(jī)拍照，是不是每次都可以拍攝到原圖像靜止不動(dòng)？?這是因?yàn)樵诓蓸又芷趦?nèi)，車輪旋轉(zhuǎn)的整數(shù)周期都會(huì)回到原位，不論旋轉(zhuǎn)方向如何。那么就有了一個(gè)非常重要的結(jié)論：釆樣周期的整數(shù)倍不能檢測(cè)到相位（狀態(tài)）變化。

? ? ? ?我們來減少一點(diǎn)拍攝周期，如果以每4秒的速度拍攝呢？每4秒拍照一次，輪子只能轉(zhuǎn)一半，那么我們可以在照片中檢測(cè)到輪子正在旋轉(zhuǎn)，雖然依然不能區(qū)分它的旋轉(zhuǎn)方向，但是輪子的狀態(tài)（相位）已經(jīng)可以區(qū)分了。

? ? ? ??那么再減少一點(diǎn)拍攝周期，以每3秒的速度拍攝呢？無論順時(shí)針還是逆時(shí)針，都可以看到輪軸的錯(cuò)位（相位的變化）。

? ? ? ??這就是?Nyquist- Shannon采樣定理，我們希望同時(shí)看到輪子的旋轉(zhuǎn)和相位變化，采樣周期要小于整數(shù)周期的1/2，采樣頻率應(yīng)該大于原始頻率的2倍。同理，對(duì)于模擬信號(hào)，我們希望同時(shí)看到信號(hào)的各種特性，采樣頻率應(yīng)該大于原始模擬信號(hào)的最大頻率的兩倍，否則將發(fā)生混疊（相位/頻率模糊）。

常用的插值方法? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

1、最鄰近元法

這是最簡(jiǎn)單的一種插值方法，不需要計(jì)算，在待求象素的四鄰象素中，將距離待求象素最近的鄰象素灰度賦給待求象素。設(shè)i+u, j+v(i, j為正整數(shù)，u, v為大于零小于1的小數(shù)，下同)為待求象素坐標(biāo)，則待求象素灰度的值 f(i+u, j+v)　如下圖所示：

?

如果(i+u, j+v)落在A區(qū)，即u<0.5, v<0.5，則將左上角象素的灰度值賦給待求象素，同理，落在B區(qū)則賦予右上角的象素灰度值，落在C區(qū)則賦予左下角象素的灰度值，落在D區(qū)則賦予右下角象素的灰度值。

最鄰近元法計(jì)算量較小，但可能會(huì)造成插值生成的圖像灰度上的不連續(xù)，在灰度變化的地方可能出現(xiàn)明顯的鋸齒狀。

2、雙線性內(nèi)插法

雙線性內(nèi)插法是利用待求象素四個(gè)鄰象素的灰度在兩個(gè)方向上作線性內(nèi)插，如下圖所示：

?

對(duì)于 (i, j+v)，f(i, j) 到 f(i, j+1) 的灰度變化為線性關(guān)系，則有：

　　　　　　f(i, j+v) = [f(i, j+1) - f(i, j)] * v + f(i, j)

同理對(duì)于 (i+1, j+v) 則有：

????????????????? f(i+1, j+v) = [f(i+1, j+1) - f(i+1, j)] * v + f(i+1, j)

從f(i, j+v) 到 f(i+1, j+v) 的灰度變化也為線性關(guān)系，由此可推導(dǎo)出待求象素灰度的計(jì)算式如下：

????????????????? f(i+u, j+v) = (1-u) * (1-v) * f(i, j) + (1-u) * v * f(i, j+1) + u * (1-v) * f(i+1, j) + u * v * f(i+1, j+1)

雙線性內(nèi)插法的計(jì)算比最鄰近點(diǎn)法復(fù)雜，計(jì)算量較大，但沒有灰度不連續(xù)的缺點(diǎn)，結(jié)果基本令人滿意。它具有低通濾波性質(zhì)，使高頻分量受損，圖像輪廓可能會(huì)有一點(diǎn)模糊。

3、三次內(nèi)插法

該方法利用三次多項(xiàng)式S(x)求逼近理論上最佳插值函數(shù)sin(x)/x, 其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

待求像素(x, y)的灰度值由其周圍16個(gè)灰度值加權(quán)內(nèi)插得到，如下圖：

?

待求像素的灰度計(jì)算式如下：

f(x, y) = f(i+u, j+v) = ABC

利用了 次級(jí)采樣和超采樣次級(jí)采樣原理，我們能夠?qū)崿F(xiàn)在數(shù)字環(huán)境還原“筆觸”感?

以及創(chuàng)造一種獨(dú)特的風(fēng)格“像素風(fēng)”

像素風(fēng)

像素風(fēng)作為一種獨(dú)特的美術(shù)風(fēng)格一直有著一定的受眾，因?yàn)闀r(shí)代遺留因素，而擁有著獨(dú)特的魅力

最早像素風(fēng)誕生是因?yàn)橛?jì)算機(jī)圖形處理能力，以及圖像編輯器的功能受限導(dǎo)致，但隨著計(jì)算機(jī)圖像處理軟件的進(jìn)步，漸漸被遺忘，現(xiàn)在又有了復(fù)興的傾向

我們經(jīng)常會(huì)聽見這些和像素有關(guān)的詞：點(diǎn)陣、8bit等等。

“點(diǎn)陣圖”就是位圖。

在電腦課上我們學(xué)過，矢量圖無論在屏幕上放多大，它的邊緣都是清晰的；位圖不然，將其放大會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)個(gè)小方塊，那就是所謂的像素。我們熟悉的720p、1080p，所代表的都是圖像縱向像素點(diǎn)數(shù)量。

嚴(yán)格地來說，再精細(xì)的位圖都是像素構(gòu)成的，我們所稱“像素風(fēng)”，往往是指肉眼可見有小方塊的美術(shù)風(fēng)格。拼豆、十字繡、馬賽克、led燈牌……其實(shí)都是一種像素藝術(shù)。

像素往往代表著復(fù)古。

過去之所以采用像素游戲畫面，一是顯示設(shè)備的限制，二是游戲機(jī)內(nèi)存大小的限制。

下面是像素時(shí)代幾個(gè)著名的游戲機(jī)，它們代表作的圖片都可以在本文中找到（一眼就可以認(rèn)出來）：

任天堂Game Boy掌機(jī)（***年）為黑白液晶顯示屏，僅能顯示4級(jí)灰階。代表作《俄羅斯方塊》；

任天堂紅白機(jī)FC（1983年）可以顯示48色和5灰階，同屏幕最多顯示其中13色。代表作《超級(jí)馬里奧兄弟》；

雅達(dá)利2600（1977年）支持160 X 192分辨率屏幕，最高128色。代表作《吃豆人》。

1、顏色

我們常說的8位、16位、32位指顏色深度（n-bit colour），也稱為位深度。位數(shù)越大意味著圖像的顏色可以更加豐富和過渡自然。

1位：黑白二色；

4位：2^4=16種顏色；

16位：RGB模式下，R（紅）B（藍(lán)）各有2^5=32種取值；G（綠）有2^6=64種。

24位（真彩色）：RGB各有2^8=256種取值

像素風(fēng)是久盛不衰的游戲美術(shù)類型，像素給人的第一印象是簡(jiǎn)單，但深究起來有著大大的學(xué)問。我們熟悉的開羅系列、元?dú)怛T士、我的世界……說來都是像素風(fēng)，但是它們美術(shù)上的差異也十分明顯。

下面一起來簡(jiǎn)單了解下像素風(fēng)到底是什么風(fēng)吧！

目錄：

part 1像素那點(diǎn)事
part 2像素風(fēng)的分類
part 3來學(xué)像素畫吧

part 1

我們經(jīng)常會(huì)聽見這些和像素有關(guān)的詞：點(diǎn)陣、8bit等等。

“點(diǎn)陣圖”就是位圖。

在電腦課上我們學(xué)過，矢量圖無論在屏幕上放多大，它的邊緣都是清晰的；位圖不然，將其放大會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)個(gè)小方塊，那就是所謂的像素。我們熟悉的720p、1080p，所代表的都是圖像縱向像素點(diǎn)數(shù)量。

嚴(yán)格地來說，再精細(xì)的位圖都是像素構(gòu)成的，我們所稱“像素風(fēng)”，往往是指肉眼可見有小方塊的美術(shù)風(fēng)格。拼豆、十字繡、馬賽克、led燈牌……其實(shí)都是一種像素藝術(shù)。

像素往往代表著復(fù)古。

過去之所以采用像素游戲畫面，一是顯示設(shè)備的限制，二是游戲機(jī)內(nèi)存大小的限制。

下面是像素時(shí)代幾個(gè)著名的游戲機(jī)，它們代表作的圖片都可以在本文中找到（一眼就可以認(rèn)出來）：

任天堂Game Boy掌機(jī)（***年）為黑白液晶顯示屏，僅能顯示4級(jí)灰階。代表作《俄羅斯方塊》；

任天堂紅白機(jī)FC（1983年）可以顯示48色和5灰階，同屏幕最多顯示其中13色。代表作《超級(jí)馬里奧兄弟》；

雅達(dá)利2600（1977年）支持160 X 192分辨率屏幕，最高128色。代表作《吃豆人》。

“位”是什么東西：

據(jù)說減少顏色位數(shù)、使用8bit音樂可以讓游戲作品更有像素復(fù)古風(fēng)味。

1、顏色

我們常說的8位、16位、32位指顏色深度（n-bit colour），也稱為位深度。位數(shù)越大意味著圖像的顏色可以更加豐富和過渡自然。

1位：黑白二色；

4位：2^4=16種顏色；

16位：RGB模式下，R（紅）B（藍(lán)）各有2^5=32種取值；G（綠）有2^6=64種。

24位（真彩色）：RGB各有2^8=256種取值

2、音頻

8bit風(fēng)音樂中的8bit，從定義上來講指音頻采樣位深。

我們現(xiàn)在所謂8bit風(fēng)格，其實(shí)叫芯片音樂（Chiptune），是一種使用可編程音頻發(fā)生器芯片合成的電子音樂，盛行于1980年代到1990年代間，因此格外有年代感。

part 2 像素圖形風(fēng)格

到了最喜歡的欣賞像素游戲藝術(shù)魅力的環(huán)節(jié)！其實(shí)并沒有嚴(yán)格的像素風(fēng)分類，參考了部分資料后，筆者按主觀感受將其大致劃分了六種。

下例手游的截圖均來自論壇玩家/游戲官圖，具體都有什么游戲先有請(qǐng)課代表來作答（x）

一、黑白

顧名思義，除了黑白色系沒有其他任何顏色，有灰階的存在所以并非等于1位色游戲。聽上去簡(jiǎn)約，但運(yùn)用一定技法也可以表現(xiàn)相當(dāng)復(fù)雜的圖案。

同為黑白，以下三者大相徑庭：

最后這個(gè)游戲額外特別?！秺W伯拉丁的回歸》（Return of the Obra Dinn），今年3月獲得了GDCA的最佳敘事獎(jiǎng)，IGF的最佳敘事獎(jiǎng)和Grand Price三個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。最新消息于2019年秋季登陸Switch平臺(tái)。

這張截圖看上去包含了灰階，但卻是不折不扣完全黑白的1位色游戲——其大量運(yùn)用了“抖動(dòng)”技法（part 3見）。

二、簡(jiǎn)約色塊風(fēng)

無描邊，用色塊來表現(xiàn)形狀的風(fēng)格。色塊上表達(dá)立體感的陰影較少。

雖然乍看之下不那么精致，但能形成獨(dú)特的氛圍，在劇情游戲中恰好能不喧兵奪主。

三、簡(jiǎn)約卡通風(fēng)

色彩鮮亮，有描邊，立體感表現(xiàn)不深。選擇這種風(fēng)格的游戲作品都和可愛、輕松、治愈聯(lián)系在一起。（你摸著良心再說幾遍）

優(yōu)秀的配色可以讓畫面豐富而不雜亂，讓人賞心悅目～

用以角色塑造的效果非常好。

最簡(jiǎn)單的像素風(fēng)格是純平面的，要達(dá)成立體過渡的效果，其一是增加顏色數(shù)量，其二是運(yùn)用陰影、“抖動(dòng)”等技法。

抖動(dòng)是將兩種顏色的像素網(wǎng)狀排布，當(dāng)圖片尺寸較大，像素較多時(shí)可以使用這種手法。為了過渡自然，兩種顏色不應(yīng)差距過大。

像素藝術(shù)指南：抖動(dòng)及抗鋸齒教學(xué)

抖動(dòng)的功能類似于漫畫中網(wǎng)點(diǎn)承擔(dān)的部分功能。抖動(dòng)不一定是規(guī)律的，不同抖動(dòng)手法能產(chǎn)生不同效果，如上圖所示：第一張是在抖動(dòng)中加入一些形狀；第二張是抖動(dòng)疊加，多種顏色得以構(gòu)成過渡；第三張是隨機(jī)抖動(dòng)（通常不建議使用）。

關(guān)于手動(dòng)抗鋸齒：因?yàn)橄袼氐南拗?，斜線的邊緣不可能是平滑的，而是呈現(xiàn)階梯鋸齒狀。下圖左上的鱷魚輪廓因此稍顯生硬。此時(shí)我們可以對(duì)其進(jìn)行抗鋸齒處理（下圖右）。在黑色輪廓線上填上少量綠色像素，使整體視覺效果更加柔和。

像素動(dòng)畫在不同家數(shù)位板中如何設(shè)置

1.wacom? ? ? ? ? ? ??

dpi? ? ? ? ? 36? ?

中高透視

2.繪王

dpi? ? ? ? ? 72

超高透視

3.友基

dpi? ? ? ?108

不明

4。mooiuu?

dpi? ? ? 144

中透視

5.? ? parblo?

dpi? ? ? ? ?180

中低透視

6.xencelabs?

dpi? ? ? ? ?216

低透視

以PS為例，畫之前的基本設(shè)置。（每個(gè)設(shè)置都有原因）

1.新建（ctrl+N）一個(gè)100*100像素大小畫布。

2.鼠標(biāo)長按畫筆(B)，彈出框里選著鉛筆；調(diào)節(jié)畫筆大小為最小號(hào)；不透明度100%；關(guān)閉壓 力；平滑0%。

3.橡皮（E）模式改為鉛筆；不透明度100%；平滑0%；關(guān)閉壓力。

4.選取框（M）羽化改為0像素

5.油漆桶（G）容差改為0；取消消除鋸齒；連續(xù)的分情況開關(guān)。

6.編輯——所選項(xiàng)——單位與標(biāo)尺。將單位全部改成像素

7.關(guān)閉對(duì)齊；ctrl+H顯示隱藏網(wǎng)格；關(guān)閉像素網(wǎng)格

這樣，選著鉛筆(B)畫的每一筆都是一個(gè)像素，選取框可以精確到每一個(gè)像素的框選，油漆桶不會(huì)溢出。接下來就簡(jiǎn)單了（個(gè)錘子）

1、首先新建文件，點(diǎn)擊“文件”，“新建”。為了簡(jiǎn)單一點(diǎn)就做一個(gè)長寬都為十像素的圖片。

2、圖片非常小，我們需要放大很多倍，到自己適合的大小?？旖萱Ictrl“+”

3、此時(shí)我們需要看到像素網(wǎng)格。新建一個(gè)圖層，填充背景色黑色。

4、單擊“視圖”-----“顯示”----“顯示像素網(wǎng)格”

6、我們改用鉛筆工具，改為方形。CS6中一般自動(dòng)就是方形。然后就可以涂網(wǎng)格啦。

5、這是我們一般使用鉛筆，涂出來自己想涂的網(wǎng)格。（畫筆有時(shí)會(huì)帶暈染效果。）類似下圖，如果喜歡這樣風(fēng)格，可以使用畫筆。

7、但是這時(shí)它的大小是非常小的，我們需要將它變成正常大小，并且不影響像素畫。（當(dāng)然除了你取消網(wǎng)格線，截屏）

8、我們新建一個(gè)圖片，更改為自己需要的大小。將像素圖片移到新的圖片上。（按住左鍵不放，直接移到新建的圖片上。）可以看出來，在新的畫布上，她是非常小的。

9、簡(jiǎn)單的放大，回讓圖片模糊?，F(xiàn)在我們選擇像素畫所在圖層，單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“轉(zhuǎn)化為智能對(duì)象”

10、然后“編輯”----“首選項(xiàng)”----“常規(guī)”

11、然后選擇“保留硬邊緣”

我們先搞一個(gè)參考（舉個(gè)例子，可能對(duì)于剛開始的同學(xué)有點(diǎn)難。具體的細(xì)節(jié)，處理方法后面再說，需要一些概括能力，也需要一些經(jīng)驗(yàn)和套路，先看看流程就行）

1.先畫出外輪廓

2.填上固有色

3.我們需要給小黃加一點(diǎn)陰影。