Ich bin durch Stöbern in meiner sozialen Blase auf ein altes Verfahren aufmerksam geworden, das ich dennoch bisher nicht kannte (sollte mein alter Bildverarbeitungs-Professor sich jetzt zornroten Kopfes fragen, wieso er damals dann überhaupt vor uns gestanden hat, bitte ich inständig um Vergebung für meine Unaufmerksamkeit!)
Das Verfahren ersetzt die affine Transformation des Drehes einer Bitmap-Graphik (der beliebiger zweidimensionaler Koordinaten) durch drei Scherungs-Operationen. Dabei wird die Rotation um einen bestimmten Winkel durch eine Scherung in x-Richtung, eine in y-Richtung und am Ende noch eine die Wiederholung der ersten ersetzt.
Warum das so ist? Nun, die traditionelle Rotation um einen Winkel ist definiert durch die Rotationsmatrix:
Die drei Scherungsmatrizen lauten:
Multipliziert man diese drei Matrizen aus, erhält man die resultierende Matrix für die Transformation zweidimensionaler Koordinaten wie folgt:
Durch Gleichsetzung
und damit
erkennt man unmittelbar, dass
Durch Einsetzen ergibt sich
bzw:
Mit
ergibt sich schließlich
Und aus
und
kann man
ableiten und erhält damit für die drei Parameter der Scherung:
Damit wird auch ersichtlich, warum die dritte Scherung eine simple Wiederholung der ersten darstellt.
Ich habe hier drei Beispiele mit der guten alten Lena zum Vergleich abgebildet: Das erste Bild ist aus einer traditionellen Rotation kombiniert mit einer bikubischen Filterung entstanden:
Lena gedreht mittels traditioneller Rotationsmatrix
Das zweite Bild zeigt das Ergebnis mit der Variante dreier aufeinanderfolgender Scherungen:
Lena gedreht mittels dreier Scherungen ohne Filter
Und das letzte Bild schließlich demonstriert das Ergebnis mit einem etwas hemdsärmeligen Ansatz zur Filterung zur Vermeidung starker Treppenbildung (besonders ersichtlich im zweiten Bild ohne Filter am Hut):
Lena gedreht mittels dreier Scherungen mit Maßnahmen zur Reduktion von Treppenartefakten
Man erkennt auch sehr gut, dass durch die dreimalige Anwendung einer Operation mehr Bildinhalte verloren gehen als bei der Rotation - Man muss daher bei der Entscheidung für oder gegen die Variante mit denm Scherungen auch abwägen, wie wichtig die Informationen an den Rändern und in den Ecken des Originals sind!
Der Algorithmus, so wie ich ihn implementiert habe benötigt immer noch während der Ausführung Gleitkommaarithmetik. Die Parameter für die Scherung lassen sich beim Start der Anwendung in Lookup-Tabellen vorberechnen und von dort aus benutzen. Es sollte möglich sein, die Scherung ebenfalls ohne Gleitkommaarithmetik durchführen zu können - dazu könnte man etwa für die Berechnung der einzelnen Offsets der jeweiligen Zeilen und Spalten den guten alten Bresenham-Linienalgorithmus zur Anwendung bringen.
Multi-User-WebDAV, Docker, GitHub
17.11.2019
Nachdem ich mich in letzter Zeit verstärkt mit Docker und dem zugehörigen Ökosystem beschäftige, habe ich begonnen, verschiedenste Dienste in Containern zu testen um zu sehen, ob in manchen Fällen LXC oder KVM nicht doch die bessere Wahl wäre...
Weiterlesen...Android Basteln C und C++ Chaos Datenbanken Docker dWb+ ESP Wifi Garten Geo Go GUI Gui Hardware Java Jupyter Komponenten Links Linux Markdown Markup Music Numerik OpenSource PKI-X.509-CA Python QBrowser Rants Raspi Revisited Security Software-Test sQLshell TeleGrafana Verschiedenes Video Virtualisierung Windows Upcoming...
In eigener Sache...
Weiterlesen...Ich habe eine neue Java Swing Komponente erstellt: Es handelt sich um einen Wrapper für von JToolBar abgeleitete Klassen, die die Werkzeugleiste minimieren und sie nur dann einblenden, wenn der Mauszeiger über ihnen schwebt.
Weiterlesen...Ich habe bereits in einem früheren Artikel über meine ersten Erfolge berichtet, der sQLshell auf Basis des bestehenden Codes aus dem Projekt EBMap4D eine bessere Integration für Geo-Daten zu spendieren und entsprechende Abfragen, bzw. deren Ergebnisse auf einer Kartenansicht zu visualisieren.
Weiterlesen...Manche nennen es Blog, manche Web-Seite - ich schreibe hier hin und wieder über meine Erlebnisse, Rückschläge und Erleuchtungen bei meinen Hobbies.
Wer daran teilhaben und eventuell sogar davon profitieren möchte, muss damit leben, daß ich hin und wieder kleine Ausflüge in Bereiche mache, die nichts mit IT, Administration oder Softwareentwicklung zu tun haben.
Ich wünsche allen Lesern viel Spaß und hin und wieder einen kleinen AHA!-Effekt...
PS: Meine öffentlichen Codeberg-Repositories findet man hier.