Предыстория: теория, рассуждения и практические выводы, Unsharp Mask, Smart Sharpen, алгоритмы работы фильтра High Pass и режима наложения Overlay, минусы и плюсы метода «High Pass – Overlay».



В прошлый раз мы остановилисьна замечании Маргулиса, который разнес мои идеи в пух и прах, приведязанимательную аналогию: в отсутствие бензина спорт-кар не победитинвалидную мотоколяску, какими бы впечатляющими паспортными данными онни обладал. Ну, так вот, мы добрались до заправки.

Вступление.

Эта статья была опубликована в ноябрьской «Фотомастерской», а поскольку в продажу уже поступил следующий номер, я выкладываю ее здесь. В качестве иллюстраций использованы фотографии Антона Мартынова и Павла Косенко .Предварительная обработка фото минимальна: конвертация и небольшаяправка цветового баланса. Для ценителей этой фразы могу написать: «Безфотошопа!!!» Если иллюстраций не достаточно, можно скачатьполноразмерные послойные psd портрета (30 Mb) и пейзажа (36 Mb).

Сразузамечу: поскольку искусственное повышение резкости строится наоптическом обмане нашего зрительного аппарата за счет создания вдольконтрастных границ темных и светлых ореолов, результат будет зависетьтолько от ширины, интенсивности и расположения этих ореолов. Исовершенно не важно, каким методом они были созданы: при помощи фильтровUnsharp Mask (USM), High Pass или сторонних плагинов; в RGB, Lab илиCMYK; с дополнительным применением масок, опции Blend If, режимовналожения или без них. Главное — где и какие ореолы внесены визображение.

Наиболее обширные исследования в этой области провелныне покойный Брюс Фрейзер. Большинство специализированных программусиления резкости разработано на их основе. Кстати, сам Фрейзерпользовался простым USM, правда, с некоторыми дополнительнымихитростями. Подробно вы можете прочитать об этом в его книге «Усиление резкости фотографий в Adobe Photoshop».

Говоритьо преимуществах и недостатках различных методик имеет смысл не с точкизрения финального результата, а с точки зрения удобства применения вконкретном рабочем потоке.

- Если вы делаете много однотипных поразмеру картинок для использования в Интернете, лучшим вариантом будетэкшен с подобранными под размер картинки параметрами. Как их подобрать икакие дополнительные настройки полезно внести в экшен, можно узнать извышеупомянутой книги Фрейзера.

- Если вы привыкли работать в Lab,вам подойдет простое усиление резкости яркостного канала. Это подробноописано в пятой главе «Photoshop LAB Color. Загадка каньона и другиеприключения в самом мощном цветовом пространстве» Маргулиса.

-Если вашим целевым пространством является CMYK, можно повышать резкостьтолько в черном канале. Об этом и многом другом повествует шестая главапятого издания «Photoshop для профессионалов» Маргулиса. Для ценителеймогу привести еще один рецепт от Дэна: сделать две копии картинки в Lab,в одной из них поднять резкость, перевести обе копии в CMYK, в картинкес повышенной резкостью заменить черный канал нерезким (взять его изнерезкой копии), отдельно повысить резкость черного канала.

-Если у вас большой поток различных по размеру и сюжетному содержаниюфотографий и жесткие ограничения по времени обработки, попробуйтепоработать со специализированными программами или плагинами.

-Если вы имеете достаточно времени на обработку отдельного изображения,при печати оно будет сильно увеличиваться и требуется по максимуму«отжать» качество, но до последнего момента не уверены в том, что вкартинку не придется вносить новые изменения или откатываться кпредыдущим вариантам, значит, наши рабочие потоки совпадают, и этастатья может оказаться для вас полезной.


Немного теории

Яне буду утомлять вас рассказом об истоках нерезкого маскирования, егофизической реализации, графиках распределения яркостей и т.п. Желающиемогут прочесть об этом по ссылкам, имеющимся в начале статьи. Давайте напростом примере, используя общечеловеческие рассуждения, разберемся впринципах искусственного повышения резкости.







Наиллюстрации вы видите три варианта одного и того же изображения.Средний — это имеющаяся изначально не очень резкая картинка. Нижний — еерезкая «идеальная» версия. Этой картинки не существует вдействительности, но мы без особого труда можем представить ее себе,ведь именно к ней мы стремимся. А, представив, оценить, насколькореальное изображение размыто по сравнению с «идеальным».

Теперь,размыв имеющееся изображение на такую же величину, получим верхнийвариант картинки. Дальнейшие рассуждения просты: если разница междуверхним и средним изображением такая же, как между средним и нижним, то,выделив ее и добавив к средней (исходной) картинке, мы получим нижнюю(«идеальную»).

Разницу между размытым по гауссу и исходнымизображением выдает фильтр High Pass. Эта разница отображается в видеотклонения яркости соответствующих областей от средне-серого, а значениепараметра Radius соответствует радиусу гауссового размытия исходногоизображения. В дальнейшем я буду называть ее «карта ореолов».

Как и большинство «общечеловеческих» суждений, приведенный выше вывод не совсем верен. Читатели, разобравшиеся с разложением изображения на пространственные частоты ,без труда заметят: «идеальная» картинка отличается от реальной наличиемболее высоких частот, которых в последней просто нет. Мы же усиливаемнемного менее высокие частоты (самые высокие из имеющихся в реальнойкартинке), поэтому восстановить настоящую резкость в случае мыльнойоптики или промашки с фокусировкой без дополнительных трюков невозможно.Насчет дополнительных трюков у меня есть пара идей, но они требуютдостаточно объемных экспериментов, поэтому пока их озвучивать не буду.

Примечание.Поскольку получить «идеальную» картинку из изначально мыльногоизображения невозможно, для создания иллюстрации я взял резкую картинку идва раза размыл ее. Все дальнейшие операции мы будем выполнять снормальным исходником, который выступал в роли несуществующего«идеального» кадра.


Почему Overlay?

Итак,мы имеем разницу между размытой и исходной картинкой. Следующий вопрос:как добавить ее в исходник? Поступая честно, надо наложить ее наисходное изображение в режиме Linear Light. Таким образом, мы в точностиповторим результат действия USM с установками: Amount – 200%, Radius –соответствующий заданному в High Pass и Threshold – 0.

Почему жевместо Linear Light используется Overlay? Ответ для верующих: потому чтотак написано в книгах и Интернете. Ответ для мыслящих: потому чтоалгоритм наложения Overlay помогает решить проблему чрезмерногоосветления/затемнения и пробоев в светах и тенях. При использовании USMнередко возникает ситуация, когда темный ореол накладывается на темнуюобласть и выбивает ее до чистого черного. Аналогично светлые ореолывыбивают светлые участки до чистого белого, что еще более неприятно, таккак сильнее бросается в глаза.







Наиллюстрации приведен результат с применением Linear Light и Overlay. Вовтором случае контраст карты ореолов поднят в два раза, чтобы уровнятьвоздействие на средние тона.

В режиме Overlay максимальноевоздействие оказывается на средние тона исходной картинки, линейноубывая до нуля в светах и тенях. Таким образом, мы автоматическизащищаемся от экстремальных воздействий на краях тонового диапазона.Используя USM, Фрейзер решал эту проблему при помощи функции наложенияBlend If. При работе в Lab она автоматически решается за счет алгоритмапересчета в RGB при экстремальных значениях Lightness, a и b.


Что еще рекомендуют сделать с картой ореолов





Обесцветить

РаботаHigh Pass и наложение в контрастном режиме фотошоп выполняетпоканально. То есть, для каждого канала формируется своя карта ореолов,основанная на содержащейся в нем черно-белой картинке. В результатеореолы могут прибрести неожиданные на первый взгляд цветовые оттенки.Чтобы избежать этого, необходимо уравнять воздействие на каналы, а этоозначает, что карта ореолов должна быть черно-белой. Принципиальнойразницы в последовательности применения High Pass и обесцвечивания нет.
Различия минимальны и заметны только при «промигивании» в фотошопе.




Уменьшить непрозрачность накладываемого слоя для ослабления эффекта или сделать его копию для усиления

Этосовершенно честный прием, но: во-первых, дублирование слоя неоправданноусложняет структуру файла; во-вторых, такой подход не дает возможностираздельно управлять силой воздействия темных и светлых ореолов. А такоеуправление необходимо, так как светлые ореолы проявляются сильнее и ихнадо дополнительно ослаблять.


Как поступим мы

Каквсегда: внимательно посмотрим на карту ореолов и подумаем. Воздействиеореола тем больше, чем сильнее его яркость отклоняется от средне-серого.Поэтому для раздельного управления темными и светлыми ореоламидостаточно по отдельности изменять их контраст.



Этоочень похоже на работу с цветоразностными каналами Lab: создадимкорректирующий слой Curves, зафиксируем центральную точку (128; 128) ибудем независимо друг от друга менять крутизну темного и светлого плечакривой. Темное (левое) плечо управляет силой воздействия темных ореолов,светлое (правое) — светлых. Увеличение крутизны кривой приводит кусилению воздействия, уменьшение — к ослаблению. На иллюстрацииприведена кривая, которая в полтора раза усиливает темные ореолы и в двараза ослабляет светлые. Теперь достаточно объединить слой с картойореолов и корректирующий слой кривых в группу (Sharpen) и присвоить ейрежим наложения Overlay.




Обратитевнимание: фильтр High Passs применен не к обычному слою, а ксмарт-объекту, сделанному из схлопнутой на отдельный слой текущей версииизображения (команда Merge Visible при зажатой клавише Alt). Во-первых,такой прием позволяет в последующем изменить значение Radius.Во-вторых, внутри смарт-объекта можно обесцветить исходное изображениеболее интеллектуально, чем просто задать команду Image \ Adjustments \Desaturate.

Об этом стоит поговорить отдельно. При использованииUSM основой для создания карты ореолов служит исходное полноцветноеизображение. При этом ореолы сразу внедряются в картинку и из всегошаманского арсенала у нас остаются только режимы наложения Luminosityдля нейтрализации паразитных цветовых оттенков и Darken/Lighten дляраздельного управления интенсивностью темных и светлых ореолов. Кстати,фильтр Smart Sharpenне обеспечивает раздельного управления темными и светлыми ореолами.Появившиеся в нем закладки Shadows и Highlights — это просто инструментShadow/Highlight посаженный на голову USM и действующий только в зонахпоявления ореолов.










HighPass отвязывает карту ореолов от исходного изображения, открывая новыевозможности. Можно формировать ее на основе специально созданнойчерно-белой версии изображения. Для этого, открыв смарт-объект, создаемвнутри него корректирующий слой Channel Mixer, ставим галочку Monochromeи подбираем рецептуру смешения каналов. Можно понизить долю или вообщеисключить из смеси самый темный и шумящий канал (как правило, Blue),можно понизить долю среднего канала (для портретов можно понизить долюGreen, в котором «живут» поры кожи), можно оставить только слабый канал.На иллюстрации показана палитра Layers для смарт-объекта и вариантынастройки корректирующего слоя Channel Mixer.

При микшированииканалов можно уделить внимание усилению контраста отдельных деталей. Длябольшего эффекта после микширования применить инструмент Curves. Еслиесть желание, использовать и более сложные методики формированияизображения: поэкспериментировать с режимами наложения при смешенииканалов, использовать Black & White и т.д. Переведя содержимоесмарт-объекта в CMYK и выбросив все каналы, кроме черного, можно«повысить резкость только в черном канале CMYK», оставив самоизображение в RGB.

Примечание.Можно просто перевести изображение в CMYK, повысить резкость только вчерном канале и перевести результат обратно в RGB. Можно даже избежатьпотери насыщенных цветов. Для этого достаточно воспользоваться специальным профилем CMYK с большим цветовым охватом. Но при таком подходе неизбежно придетсяпожертвовать уже имеющейся в RGB послойной структурой. А делать этогосовершенно не хочется — исходя из требований рабочего потока.






Плюстакого подхода кроется в содержимом черного канала. В нем остаютсятолько наиболее контрастные темные детали (брови, ресницы и т.п.) иполностью пропадает детализация из светлых и средних тонов (фактуракожи). На иллюстрации вверху для карты ореолов использовалась обычнаяч/б версия картинки, а внизу — черный канал CMYK. Внизу лучше поднятарезкость ресниц, бровей, радужки глаза, при этом кожа и белок глазаостались более гладкими.




Фактуракожи в теневых областях все-таки усилилась. И для получения аккуратногорезультат это усиление придется удалять вручную. Но гораздо прощенесколько раз махнуть большой кистью «по площадям», чем возиться свыделениями малых областей в районе контрастных границ. Убрать илиослабить усиление резкости можно при помощи корректирующего слоя SolidColor. Поставьте слой-заливку серого цвета (128; 128; 128) внутри группыSharpen, полностью замаскируйте его (сделайте маску слоя черной) ибелой кистью по маске прорисуйте области, в которых резкость повышатьсяне должна. Если захочется частично вернуть повышение резкости назамаскированных участках, уменьшите непрозрачность слоя-заливки илизакрасьте соответствующий участок на маске серым. Попробовав, выудивитесь, насколько серая карта ореолов удобнее и информативнееполноцветного изображения.

А теперь небольшое домашнее задание.Для портрета сделайте заготовку карты ореолов из канала Cyan, наложив нанего канал Black в режиме Normal с непрозрачностью 50% (если леньделать это самостоятельно, включите в смарт-объекте видимость группыBlack_&_Cyan). Вас приятно удивит результат.


Закончим с картой ореолов и вернемся к картинке



Созданнаянами группа Sharpen фактически является корректирующим слоем,повышающим резкость. А раз так, мы можем спокойно обрабатывать лежащеепод ней изображение, имея на экране резкую версию, но не боясь слишкомусилить ореолы. Вы уже встречали замечание, что повышение резкостидолжно быть последней операцией? Пожалуйста. При любой дополнительнойобработке, даже при сильных изменениях яркости и цвета наше повышениерезкости будет применяться после внесенной коррекции. Только следите,чтобы в стопке слоев группа Sharpen всегда оставалась самой верхней.

Очевидени еще один плюс. Можно повысить резкость, не сводя все слои в один.Сохраняется гибкость в обработке файла и возможность откатиться кпредыдущим версиям. При этом у нас всегда имеется резкая картинка, и нетнеобходимости после каждого изменения переделывать все операции поповышению резкости. В том числе и затратную по времени ручную доработку.






Такойметод повышения резкости позволяет быстро произвести не только правкуцвета и яркости, но и серьезные изменения геометрии. Мне неоднократноприходилось в последний момент пересаживать персонажам отдельные частитела (тут рука не туда загнута, там глаз не так смотрит и т.п.). Дапростят меня модель и фотограф, я проиллюстрирую это, открыв третийглаз.




Отключаемвидимость группы Sharpen. На отдельном слое производим пересадку глазана лоб. Сводим видимое изображение на новый слой командой Merge Visibleпри зажатой клавише Alt.




Запоминаемэто изображение в буфер: команды Select All и Copy. Выкидываем слой сновой сведенной версией, он больше не понадобится. Открываемсмарт-объект из группы Sharpen.




Вставляемв него отретушированную версию изображения вместо исходной. Если естьшанс возврата к старой версии, можно не выкидывать ее из смарт-объекта,оставив на нижележащем слое.




Сохраняем и закрываем смарт-объект. В основном файле включаем видимость группы Sharpen.


Дополнение к методу HiRaLoAm

Повышениерезкости с большим значением радиуса и малым воздействием (High RadiusLow Amount), строго говоря, уже не является повышением резкости. Этоусиление не микроконтраста (в области контрастных границ), а увеличениеконтраста локального (между светлыми и темными областями изображения,имеющими размер меньше или близкий к значению параметра Radius).Фактически, придание дополнительного объема элементам определенногоразмера.





Приэтом карта ореолов становится достаточно контрастной, что приводит кчрезмерному затемнению и осветлению некоторых областей. На иллюстрацииприведена исходная фотография пейзажа и версия с HiRaLoAm. В качествезаготовки для карты ореолов использован черный канал CMYK. В нем водаимеет больше интересных деталей, а ветки в верхней части кадра не такмассивны.

Значение Radius для фильтра High Pass равно 30. ГруппеSharpen задан режим наложения Soft Light. На мой взгляд, он лучшеподходит к методу HiRaLoAm, но для подробного объяснения необходиморазобраться с алгоритмами работы режимов наложения. Надеюсь, этим мызаймемся с вами в следующем году.

Что же мы имеем. Хорошоподчеркнута поверхность воды, увеличилось ощущение объема объектов напротивоположном берегу и развалин мельницы. Но при этом вся картинкавыглядит слишком контрастной, особенно ветки в верхней части кадра. Этопроисходит из-за сильного затемнения и осветления отдельных небольшихобластей. Их совсем немного. Достаточно привести их в чувство и всепридет в норму.







Вэтом нам поможет корректирующий слой кривых, управляющий контрастомкарты ореолов. На иллюстрации — исходная карта ореолов. На ней хорошовидны очень темные и светлые участки. Чтобы избавиться от них,достаточно применить к карте изображенную ниже кривую. Убравэкстремальные воздействия, мы получим аккуратную картинку.




Дополнение к трехступенчатому методу Фрейзера

Брюс Фрейзер предложил повышать резкость в три шага:

Шаг первый— повышение резкости «по исходнику», в соответствии с методом полученияфайла. Призван скомпенсировать размытость картинки, связанную стехнологией ее создания. В настоящее время это происходит прямо вRaw-конвертере.

Шаг второй — повышение резкости«по содержанию», в соответствии с сюжетом и детализацией конкретнойкартинки. Это как раз то, о чем мы говорили. Выполняется наполноразмерном изображении, которое сохраняется в архиве какобработанный мастер-файл.

Шаг третий — повышениерезкости «по устройству воспроизведения». Призван скомпенсироватьпадение резкости, возникающее при пересчете к конечному размеру и выводена конкретное устройство (монитор, принтер, офсетная печатная машина ит.п.).

В идеале шаги два и три должны быть совмещены: мы сначалаподготавливаем картинку под конкретное использование (в том числе меняемразмер) и только потом повышаем резкость. Но это неудобно с точкизрения рабочего потока — мастер-файл остается с неподнятой резкостью.Два последовательных нерезких маскирования не очень хорошо сказываютсяна изображении, но мы можем это обойти. Ведь в нашу картинку ореолы ещене внедрены, а группа Sharpen работает в мастер-файле, каккорректирующий слой.

Для подготовки изображения к конкретномуиспользованию сделайте копию мастер-файла. Схлопните все слои, лежащиениже группы Sharpen, если такие имеются. Приведите размер изображения кнеобходимому. Подстройте параметры искусственного повышения резкости всоответствии с новым размером и методом воспроизведения изображения.Результат: мы имеем мастер-файл с повышенной резкостью и избегаемдвойного нерезкого маскирования.

Есть только один подводныйкамень: фотошоп при изменении размеров картинки не меняет значениеRadius в смарт-фильтре (возможно CS4 или CS5 и научился это делать, ноCS3 точно не умеет). Поэтому вам придется посчитать, во сколько разуменьшается или увеличивается картинка и соответствующим образомизменить значение Radius в фильтре High Pass вручную.


Вместо заключения

Яуже писал в самом начале, что основное различие методов искусственногоповышения резкости состоит не в качестве конечного результата (онзависит только от вашей аккуратности), а в удобстве самого процесса. Авзгляды на процесс у всех разные, поэтому я и получил такой разнос отДэна за сложность и медлительность этого метода. Но после краткогопояснения (развернутую версию которого вы только что прочитали),Маргулис прислал ответ, который я и привожу с его любезного разрешения:

«…Вы продвинулись гораздо дальше, чем большинство авторитетов Photoshop,которым постоянно кажется, что можно найти один рабочий поток, решающийвсе проблемы. Определили вставшие перед вами специфические проблемы, инашли для них решение. Для большинства людей эти дополнительные действиябудут пустой тратой времени, но для вас они необходимы и оправданы…»

Будетли данный метод целиком или его отдельные элементы полезны для вас? Незнаю. Вполне возможно, что нет. Но иметь в своем арсенале методикуобработки и понимать смысл выполняемых действий всегда полезно — ктознает, с какими задачами вам придется столкнуться завтра. А в следующийраз мы посмотрим, как работает регулятор Threshold.


Желающиепосетить очные занятия по цветокоррекции и обработке изображений могутпознакомиться с программами и списком ближайших мероприятий в заглавном посте моего ЖЖ. Там же вы найдете ссылки на другие мои статьи.

Безпредварительного согласования с автором разрешается перепечатка иразмещение этого материала на любых ресурсах с бесплатным доступом приусловии полного сохранения текста (в том числе и этого раздела), ссылок ииллюстраций, указания авторства и ссылки на первую публикацию.

Длякоммерческого использования или перепечатки с внесением измененийнеобходимо согласование с автором. Связаться со мной можно поэлектронной почте zhur74@livejournal.com

© Андрей Журавлев (aka zhur74), октябрь 2010 г.
Первая публикация http://zhur74.livejournal.com/5436.html