Вместо введения.

Данная статья начиналась как один из разделов материала «По следам Дэна Маргулиса. Мысли и комментарии, возникшие после прочтения книги «Photoshop для профессионалов». Но по мере написания я понял, что проще сделать отдельный материал, чем комментировать на эту тему Маргулиса. При совершенно потрясающих идеях и анализе в области цветокоррекции, с повышением резкости у Дядюшки Дэна полная беда. Разыскивая в интернете материалы на эту тему, на форуме Долгачева я наткнулся на его высказывание: «… я использую High Pass. я получил когда-то рекомендацию использовать ТОЛЬКО этот метод от айстоковских ревьюеров, и очень рад что получил. с тех пор у меня всё очень хорошо…». Об этой методике я читал уже довольно давно, но так существенно ее не выделял. Желание проверить, имеет ли данный метод преимущества перед остальными и, если да, в чем они сотоят, а так же, какие установки надо использовать для получения наилучшего результата, породили массу раздумий и экспериментов. Их результат в письменном изложении вы и видите здесь. Предупреждаю сразу – это не книга Скота Келби и не сборник быстрых рецептов «Сто единственно верных в мире установок инструментов для полного счастья фотографа». Это довольно нудный материал, заставляющий изучать все с самых теоретических истоков и думать на протяжении всего прочтения, желательно с мышкой в руке и картинкой на экране. Поэтому, если вы готовы – приятного прочтения, если нет – полистайте лучше Келби.

источник


Часть 1

Способ искуственного повышения резкости.

Для начала определимся с тем, что такое резкость. И обсудим способ ее повышения. Вот определение из “Большой советской энциклопедии” (из цитаты убраны технические подробности относящиеся непосредственно к процессу фотографирования):
Резкость фотографического изображения, степень отчётливости границы между двумя участками фотоизображения, получившими разные экспозиции. (…) Субъективное впечатление о Р. ф. и. зависит от скорости, с которой меняется плотность в этой зоне, и абсолютной разности плотностей на её краях. (…)
М. Я. Шульман.

Заменив в этой фразе слова “экспозиция” и “плотность” на более привычное компютерному человеку слово “яркость” мы получим хорошее определение резкости для растровой картинки. Для упрощения повествования давайте разберем на примере черно-белой картинки (с цветной все происходит аналогично, только все рассуждения надо повторить для каждого канала в отдельности), каким способом можно повысить резкость. Рассмотрим увеличенный фрагмент границы между темной и светлой областями (рис. 1). Кстати, вы видите светлую вертикальную полосу в зоне 1 и темную в зоне 2? Поздравляю! Вы только что стали жертвой оптической иллюзии, вызываемой латеральным торможением в сетчатке глаза и известной как “Полосы Маха”. Она является вечной головной болью полиграфистов. На самом деле никаких полос там нет, а их “появлению” мы обязаны особенностям восприятия человеческого зрения. Человек способен “увидеть” несуществующие объекты и “не увидеть” существующие. Запомните этот факт, он пригодится нам при дальнейшем рассмотрении способа повышения резкости.

Под изображением полутонового перехода от светлой области к темной помещен график, показывающий изменение яркости изображения в зависимости от горизонтальной координаты. Давайте перейдем на более формальный математический язык и рассмотрим этот график. Используя приведенное выше определение резкости мы можем сказать, что резкость границы между светлой и темной областями тем выше, чем меньше ширина “переходной зоны” W и чем больше ее высота H. Что же можно сделать, чтобы произвести такие изменения? Во-первых, сильнее разнести горизонтальные участки графика по вертикали, то есть поднять контраст изображения, расширив до максимально допустимого динамический диапазон картинки. При этом H увеличится и резкость несколько возрастет. Но контраст нельзя поднимать до бесконечности, поэтому улучшения будут незначительны, а нам хочется гораздо большего. Можно попытаться уменьшить ширину W, но, с одной стороны, нельзя делать это слишком сильно (границы станут очень жесткими и картинка приобретет неестественный “графичный” вид), а с другой стороны, и это гораздо важнее, трудно создать алгоритм, который эффективно отличит “граничные” полутоновые переходы от “художественных” и корректно продлить заливку в “переходную зону” (примерно это пытается сделать фильтр Sharpen, оценить ущербность результата вы можете самостоятельно). Кроме того, уменьшение W влияет только на “скорость изменения яркости в зоне перехода”, но не затрагивает “разность яркостей на ее краях”. Все-таки нам придется вернуться к вопросу об увеличении H.

И тут нам на помощь приходит знание особенностей зрительного восприятия человека (помните “полосы Маха”?). Человеческий глаз не “фотографирует” всю картинку целиком как фотоаппарат, он делает много маленьких “снимков”, после этого мозг “склеивает” из них большую двумерную панораму, вот ее мы и воспринимаем как результат взгляда на изображение. При этом результирующая картинка очень похожа на гугловскую карту земли: основные площади “отсняты с низким разрешением” и только вдоль контрастных контуров наш глаз совершает движения с маленьким шагом и выдает очень четкие картинки. При этом переходы с большим контрастом (большей высотой H) воспринимаются гораздо лучше переходов с меньшим контрастом. При этом низкоконтрастные переходы, расположенные близко к высококонтрастным, при достаточно большой разнице в котрастах вообще могут быть отброшены мозгом из рассмотрения, то есть будут нам “не видны”.

Еще не догадались как мы можем этим воспользоваться? Давайте обманем глаз (а точнее мозг) и дорисуем “полосы Маха” в реальности. Только их середины расположим на краях зоны перехода, а границы сделаем плавными.На рисунке 2 приведена измененная картинка и изменившийся в соответствии с ней график. Мы сохранили яркость светлой и темной плашек, но обратите внимание, насколько контрастнее стал переход (сравните H и H(new)) и как возросла скорость изменения яркости (увеличилась крутизна кривой). Контраст светлого H(light) и темного H(dark) ореолов по отношению к плашкам, существенно ниже контраста перехода H(new), вследствии чего перходы от плашек к ореолам будут отброшены мозгом при обработке картинки. В результате мы “не увидим” эти ореолы, а “увидим” только увеличение резкости перехода.

На приведенной картинке мы четко видим все эти переходы, но не забывайте, что она сильно увеличена. Если этот фрагмент вернуть к нормальному масштабу – глаз (а точнее мозг) будет обманут и мы получим долгожданный результат. Естественно, во всем надо знать меру. Если начать “тянуть” светлый ореол вверх (по графику), а темный вниз, то с какого-то момента они начнут распознавться мозгом и вся наша оптическая иллюзия рухнет.

Вывод: данный способ имеет ограничения по степени воздействия. Вы спросите, где конкретно проходят эти ограничения? Тут, увы, математика бессильна. Поскольку в его основе лежит оптическая иллюзия, дальше все придется делать “на глазок” – как только заметили, что иллюзия ломается, пора останавливаться и возвращаться немного назад. При этом откланения яркости для светлых H(light) и темных H(dark) ореолов может визуально по разному влиять на картинку и, вообще говоря, эти отклонения не обязательно должны быть равны друг другу.

Теперь давайте проанализируем ширину зоны перехода W. Чем более сфокусированным и резким будет исходный снимок, тем больше в нем будет мелких деталей и тем меньше будет ширина W, и,соответственно, тем меньше будет ширина ореолов. При расфокусировке и понижении резкости исходного снимка ширина W будет увеличиваться (соответственно будут изчезать мелкие детали изображения) вместе с ней будет увеличиваться и ширина ореолов и в какой-то момент они начнут распознаваться глазом как отдельные элементы. В этот момент иллюзия опять же рухнет. Отсюда следуют два важных вывода. Первый: чем более нерезким и расфокусированным является исходное изображение, тем большую ширину ореолов нам придется задавать. Второй: данный способ повышения резкости не возвращает изображению фокусировку. Он вполне может скомпенсировать легкое непопадание фокуса, но начиная с некоторого момента привнесенные нами “костыли” постобработки начнут торчать во все стороны.

После всего сказанного выше я возьму на себя смелость сделать следующее заявление: ЕДИНСТВЕННЫМ способом повышения резкости сделанного ранее снимка является создание оптической иллюзии путем создание вдоль контрастных границ ореолов (светлого со стороны более светлого поля и темного со стороны более темного поля) визуально сбалансированных по ширине с шириной зоны перехода между светлым и темным полями, а по отклонению яркости с яркостями темного и светлого полей.

Единственной альтернативой данному способу является повторная съемка с обеспечением большей начальной резкости. Для этого потребуется (в порядке убывания значимости): более точная фокусировка, менее “мыльная” и более качественная оптика, пленка с меньшим размером зерна или цифровой фотоаппарат с большим размером и разрешением матрицы и т.д.

Теперь, когда мы определились со способом (что должно измениться в картинке) искуственного повышения резкости, самое время обсудить методы (как эти изменения внести) этого повышения. Можно пойти по стопам художников и нарисовать эти ореолы вручную, но это несколько утомительно. Нам необходим “автоматизированный” метод создания ореолов, и здесь на помощь приходит опыт фотографов и полиграфистов.



Почему метод повышения резкости называется “НЕРЕЗКАЯ маска”?

Эта методика широко использовалась для повышения резкости полиграфистами и фотографами еще в то время, когда вся обработка изображений была аналоговой, то есть финальная картинка получалась путем многочисленных переэкспозиций позитив-негатив-позитив с внесением на различных этапах изменений в текущие материалы (общая коррекция экспозиции; ручная ретушь; выравнивание экспозиции по всему полю кадра путем маскирования материалом с градиентным светопропусканием; в полиграфии – цветоделение и растрирование; и т.д.). Аналогичным образом производилось повышение резкости. Суть метода следующая: при очередном получении позитива экспозиция проводится в два этапа. На первом этапе позитив экспонируется только с оригинального негатива; на втором этапе позитив экспонируется с оригинального негатива, замаскированного позитивом того же, но слегка нерезкого (полученного при легкой расфокусировке) изображения. Проще говоря: с оригинального негатива делаем позитив того же размера, но слегка нерезкий (расфокусируем фотоувеличитель или, в случае прямой контактной копировки, подложим стекло между свежей пленкой и негативом); наложим на свежую пленку исходный негатив (рассматривается метод прямой копировки, использовавшийся в полиграфии) и проведем экспозицию с временем T1; теперь, не снимая исходного негатива, наложим сверху нерезкий позитив и проведем экспозицию с временем Т2 (в реальности удобнее сначала сделать экспозицию через обе пленки, а потом снять нерезкий позитив и доэкспонировать, но порядок действий здесь не важен); проявим пленку. В результате мы получим позитив с искуственно поднятой резкостью. Степень поднятия резкости и полученная при этом детализация зависит от соотношения времени экспозиций T1 и T2 и степени расфокусировки фотоувеличителя (или тольщины стекла) при получении нерезкого позитива.

Тем, кто хочет понять данный процесс с “фотографически” точки зрения, то есть в терминах “экспозиция”, “светопропускание” и “суммарный световой поток”, рекомендую почитать старые советские учебники по полиграфии. Остальным предлагаю вернуться в копьютерную эпоху, перейти на язык математики и термин “яркость” и провести анализ уже известного нам графика с точки зрения описанных выше действий. Поскольку мы начинаем рассуждать формально-математически, мы можем отойти от реальной последовательности действий и спокойно отнестись к формальным промежуточным результатам, не имеющим аналогов в реальной жизни (например – отрицательной яркости).

Посмотрите на рисунок 3.1. Тонкой сплошной линией показана зависимость яркости от горизонтальной координаты для исходной картинки, а толстой пунктирной – для нерезкой картинки. Давайте вычтем вторую функцию из первой. Результат данного действия приведен на рисунке 3.2. Проведенная нами математическая операция по смыслу аналогична второй экспозиции (негатив изображения замаскирован позитивом его нерезкой копии). Конечно, реальные процессы надо расчитывать несколько по другому (подсчитывая суммарный световой поток) и значение яркости не уходит в минус, но для математической модели и нашего результата вполне достаточно. Запомните кривую на рисунке 3.2, она нам еще понадобиться, а пока давайте прибавим полученную функцию к функции исходной картинки. Результат показан на рисунке 4 жирной линией. Сравните его с графиком на рисунке 2 – они совпадают. Таким образом с помощью применения маски, сделанной из нерезкой копии исходного изображения, нам удалось создать необходимую для визуального повышени резкости оптическую иллюзию. Кстати о терминологии, из данного описания становиться понятно, что правильным названием инструмента является именно термин “нерезкая маска” или “нерезкое маскирование”, а не “маска нерезкости”, “повышение резкости” и т.п.

При работе в “темной комнате” ширину ореолов изменяют увеличивая или уменьшая расфокусировку при изготовлении нерезкого позитива, а степень воздействия (высоту “горбов” на графике), меняя баланс времен экспозиции T1 и T2. Мы в математической модели можем обойтись введением числовых коэффициентов, управляя инструментом размытия картинки и умнажая на них функцию с рисунка 3.2 перед ее сложением с функцией исходной картинки.

Мы рассмотрели нерезкое маскирование на примере черно-белого изображения. При необходимости поднять резкость цветной картинки весь набор операций повторяется для каждого канала в отдельности. Представте, сколько времени и материалов (пленки, хим. реактивы) приходилось расходовать типографиям для нерезкого маскирования одной картинки до появления компьютеров. Именно соображения экономии натолкнули людей на идею производить нерезкое маскирование не во всех каналах. Вот откуда берет начало, например, рекомендация Маргулиса шарпить только черный и слабый (наиболее светлый) каналы в CMYK или только слабый канал в RGB. При компьютерной обработке этот прием применяется для противодействия вылезанию шумов, но его ноги растут из простого желания руководителей старых типографий сэкономить.

Все компьютерные методики повышения резкости разными способами реализуют один и тот же прием – нерезкое маскирование, но прежде чем перейти к его рассмотрению в Photoshop’е давайте еще раз внимательно посмотрим на рисунок 4 и порассуждаем. Вы читали “Голубой карбункул” КонанДойля? Шерлок Холмс смог достаточно подробно описать совершенно незнакомого ему человека имея в распоряжении только его шляпу. Графики на рисунке – это наша “шляпа”, посмотрим, можно ли рассказать еще что-нибудь о нерезком маскировании.



Рассуждения на тему нерезкого маскирования.

Рассуждение первое. Несложно заметить, что нерезкое маскирование подчеркивает границы тем сильнее и эффективнее, чем более котрастным является переход (чем больше высота H). При цветовой и тоновой коррекции изображения мы перераспределяем диапазоны яркостей (или оптических плотностей) между основными (художественно значимыми) и второстепенными элементами изображения, добиваясь подъема контраста в первых за счет его потери в остальных. Следовательно, приминение нерезкого маскирования после цветокоррекции приведет к лучшему подчеркиванию деталей основных элементов и меньшему воздействию на второстепенные. Это придаст картинке ощущение объемности. С другой стороны, как мы уже выяснили, визуальный эффект от нерезкого маскирования максимален, когда высота “горбов” максимально приближена к границе крушения оптической иллюзии, но не достигает ее. Тоновая коррекция, проведенная после нерезкого маскирования, может усилить контраст основных элементов изображения (и, следовательно, высоту “горбов”), что приведет к заметности ореолов, то есть – разрушит оптическую иллюзию.
Вывод. При обработке картинки нерезкое маскирование должно быть ПОСЛЕДНЕЙ операцией.

Дополнение к рассуждению первому. Отдельного упоминания заслуживает изменение размеров картинки. При «классической» реализации нерезкого маскирование (под это понятие не попадают некоторые методы с нестандартными установками, которые будут описаны ниже) ширина ореолов должна быть согласована с шириной зоны перехода контрастных контуров. На первый взгляд, никаких проблем при «ресайзе» возникать не должно: при изменении размера изображения с тем же масштабом меняются и размеры зон перехода контрастных контуров, а вместе с ними и ширина ореолов нерезкого маскирования, то есть все изменяется пропорционально и в новом размере изображение должно выглядеть так же резко, как и в старом. Такое логическое построение верно, но только при относительно небольших изменениях размера (например, уменьшении или увеличении на 10-15%). При больших (в разы) увеличениях или уменьшениях в дело вступают дополнительные факторы. При сильном уменьшении происходит исчезновение мелких деталей изображения (за счет усреднения с окружающими их полями), а вместе с ними исчезают (или существенно нивелируются) и ореолы нерезкого маскирования – ведь мы подбирали их ширину исходя из мелкой деталировки, стараясь подчеркнуть именно ее. На новой картинке «мелкими» деталями становятся элементы, бывшие «средними» или даже «крупными» деталями исходного изображения. Таким образом результаты нашей работы по искуственному повышению резкости просто исчезают, а нерезкое маскирование приходится производить заново. При сильном увеличении ситуация складывается еще хуже. Ширина ореолов возрастает и они становятся различимы глазом, как отдельные элементы изображения – оптическая иллюзия рушится, а вместо возросшей резкости мы видим безобразный «перешарп».
Вывод. При обработке картинки нерезкое маскирование должно быть САМОЙ ПОСЛЕДНЕЙ операцией, производимой после приведения изображения к конечному «пользовательскому» размеру.

Рассуждение второе. После нерезкого маскирования на месте одного яркостного перехода образуются три. Наш глаз может не различать два из них, но компьютеру начхать на наши особенности визуального восприятия. Если теперь мы зададим выполнение операции, связанной с обработкой яркостных переходов (например, еще одно нерезкое маскирование), она будет выполнена для всех трех переходов. Это может породить ненужные артефакты. Конечно, можно героически с ними побороться, подбирая настройки или применяя дополнительные операции по их подавлению. Но зачем бороться с проблемой, если можно ее не допускать.
Вывод. Нерезкое маскирование надо производить ОДНОКРАТНО. Повторное нерезкое маскирование как минимум нежелательно, а строго говоря – не допустимо.

Расуждение третье. Представим себе переход от светлого поля с яркостью L=90 (примерно аналогично 10% краски) к темному с яркостью L=50 (примерно аналогично 50% краски). Предположим, что в результате нерезкого маскирования яркость ореолов изменилась на L=5. В итоге мы получим: на светлом поле светлый ореол, визуально отличающийся от него по яркости в 2 раза (5% краски ореола против 10% краски поля); на темном поле темный ореол, визуально отличающийся от него по яркости на одну десятую (55% краски ореола против 50% краски поля). С темным ореолом проблем не будет, он хорошо подчеркнет переход и не будет различаться глазом, а вот со светлым возникнет проблема. Все опять упирается в особенности человеческого восприятия. Глаз, а если говорить точнее – мозг, воспринимает яркость элемента изображения на абсолютно (саму по себе), а относительно (по сравнению с яркостью окружающих элементов), поэтому светлый ореол будет хорошо заметен и испортит нам оптическую иллюзию. Аналогии с количеством краски весьма приблизительны и gриведены только с целью облегчения понимания, почему светлый ореол воспринимается наблюдателем гораздо отчетливее чем темный.
Вывод. Необходимо найти и при необходимости применять методику по раздельному изменению яркости темных и светлых ореолов.

Рассуждение четвертое. Хотя чисто формально штрих-пунктирная кривая на рисунке 4 имеет право на существование, отрицательное значение яркости все-таки не внушает оптимизма. Давайте избавимся от него. Сдвинем график вверх таким образом, чтобы горизонтальные участки расположились на отметке L=50. Для такого графика мы уже можем построить реально существующую картинку. В областях без контрастных переходов она будет иметь среднюю яркость L=50, а в зоне контрастных переходов: затемнение со стороны более темного поля исходного изображения и осветление со стороны более светлого поля исходного изображения. В результате мы получим “карту” нерезкого маскирования, на которой нет самого изображения, но присутствует схема изменений (затмнений и осветлений), которые необходимо внести в исходное изображение для получения результата нерезкого маскирования. Дальше дело за малым – подобрать такой режим наложения “карты”, чтобы исходная картинка не изменялась при яркости “карты” L=50, осветлялась при яркости “карты” L>50, затемнялась при яркости “карты” L<50. Такие режимы наложения в Photoshop’е собраны в группу «контрастных» режимов наложения: Overlay, Soft Light, Hard Light, Vivid Light, Linear Light, Pin Light и Hard Mix. Pin Light и Hard Mix не подходят для данной задачи. Soft Light, Hard Light, Vivid Light и Linear Light обеспечавают необходимый эффект, возрастающий по степени визуального проявления в порядке перечисления этих режимов (в соответствии с их алгоритмами наложения), и могут быть использованы в работе. Но к реальному (физическому) нерезкому маскированию по своему алгоритму наложения и, как следствие, ввизуальному результату, наиболее близок режим Overlay. «Карту» маскирования можно получить, применив к исходному изображению фильтр High Pass.
Вывод. Наложение в режиме Overlay (или другом режиме «контрастного» наложения) поверх исходного изображения его копии, обработанной фильтром High Pass, является одним из методов реализации алгоритма нерезкого маскирования.

На этом пока и остановимся. Про применение фильтра High Pass поговорим позже, а сейчас рассмотрим реализацию метода нерезкого маскирования в программе Photoshop.


Фильтр Unsharp Mask.

Инженеры Adobe сильно удружили нам, избавив от необходимости дублировать изображение, размывать и инвертировать его, подбирать режимы наложения и значение параметров для них, одним словом – повторять весь набор операций метода “нерезкой маски” (хотя, пытливые натуры ради интереса могут выполнить такое упражнение самостоятельно). Весь этот алгоритм зашит в программу и вызывается к жизни отдачей команды Filter Sharpen Unsharp Mask. Давайте рассмотрим его интерфейс и разберемся с параметрами управления, основываясь на разобраной математической модели.

На рисунке 5 приведен внешний вид интерфейса фильтра Unsharp Mask и вид яркостной кривой, приблизительно соответствующий заданным для фильтра установкам.


Параметр Amount.
Определяет силу воздействия фильтра (высоту “горбов” на графике). Измеряется в процентах. Точно не знаю, но скорее всего, это процент наложения нерезкой маски, то есть в нашей модели – коэффициент, на который умножается график с рис. 3.2 перед сложением с графиком исходного изображения. Имеет диапазон настроек от 1 до 500 с щагом в 1 %. Конкретное занчение определяется тремя факторами. Во-первых, способом воспроизведения изображения: картинки для видео шарпят очень слабо или даже не шарпят вовсе (иначе картинка будет “дрожать” на экране телевизора, это связано с особенностью формирования изображения на экране, а именно – черезстрочной разверткой); картинки для просмотра на мониторе шарпят средне (просто “на глаз”); картинки для полиграфии шарпят сильнее всего, из-за особенностей формирования и восприятия растрового печатного изображения и сильного уменьшения видимых размеров при печати (картинка размером во весь экран монитора при печати превращается в открытку или карманный календарик). Во-вторых, резкостью исходной картинки: чем она ниже, тем большим приходится задавать ширину ореолов (параметр Radius) и понижать значения Amount, чтобы сохранить оптическую иллюзию повышения резкости. В-третьих, личными пристрастиями цветокорректора (одни любят картинки “помягче”, другие – “чтобы звенели”).

Характерные значения (приблизительные): меньше 100% - для нерезких исходных картинок или при применении метода «hiraloam» (будет разобран ниже) при больших занчениях параметра Radius,
или для очень резких картинок, которым надо добавить немного “звонкости”; от 100% до 200% для достаточно или относительно резких и детализированных исходных картинок при малых значениях параметра Radius; больше 200% - при селективном применении фильтра (к отдельно выделенным областям контрастных контуров, к отдельным каналам, и т.п.).


Параметр Radius.
Определяется степенью нерезкости маскирующего изображения, задает ширину создаваемых вдоль контрастного контура ореолов. Измеряется в пикселах. Аналогичен параметру Radius фильтра Gaussian Blur при “ручном” выполнении алгоритма нерезкой маски. Имеет диапазон настроек от 0,1 до 250 с шагом 0,1. Конкретное значение определяется степенью нерезкости картинки, а именно: средней шириной зоны контрастных переходов на художественно значимых элементах изображения. Общее правило: чем меньше значение – тем больше подчеркиваются мелкие детали и меньше “вытягиваются” крупные; чем больше значение, тем сильнее “съедаются” мелкие детали и лучше подчеркиваются крупные. При различной резкости на разных частях изображения (один глаз попал в фокус, другой – на границу ГРИП) приходится выбирать компромисное значение, жертвуя мелкими деталями в его резкой части и не до конца “вытягивая” резкость в нерезкой.

Характерные значения (приблизительные): меньше 1 - для очень резких картинок, которым надо добавить легкую “звонкость”, или при селективном применении фильтра с очень большим значением параметра Amount; от 1 до 2 – для достаточно или относительно резких и детализированных исходных картинках при средних значениях параметра Amount; от 2 до 10 – для нерезких исходных картинок при малых занчениях параметра Amount; от 10 до 30 – для очень нерезких картинок, когда отступать некуда; больше 30 – при такой настройке работа фильтра практически не имеет отношения к повышению резкости, но может быть использована для повышения контрастности изображения, придания ему объема и рельефности (метод «hiraloam»).


Параметр Threshold (порог).
Бонус пользователям со сторону компьютерного прогресса. В классическом “пленочном” нерезком маскировании аналога не имеет. Алгоритм работы аналогичен “отсечкам” в других инструментах Photoshop: программа анализирует перепад яркости на границах контрастного перехода (высоту H) и если он оказывается меньше заданного порога, данный переход исключается из обработки и ореолы вдоль него не добавляются.
Предназначен для предотвращения усиления шума. Измеряется в уровнях (levels). Один уровень соответствует минимальной разнице между тонами изображения при 8-битном режиме кодирования. Имеет диапазон настроек от 0 до 255 с шагом в 1. Поскольку компьютер не способен отличать “художественные детали” от “паразитных шумов”, он просто отбрасывает из рассмотрения все слабые тоновые переходы, характерные для наиболее мелких деталей изображения. Поэтому, чем большее значение вы зададите параметру Threshold, тем меньше мелкой детализации не картинке подвергнется усилению резкости.

Характерные значения привести сложно, так как степень зашумленности и характер шумов, а так же контраст деталей изображения, для разных картинок могут существенно отличаться. Можно только привести пару общих рекомендаций. Первая: даже на очень “вылизанных”, вручную или при помощи специальных программ-шумодавов, картинках остается множество случайнах тоновых переходов, поэтому, не оставляйте данный параметр равным 0, ставте минимальное значение 1 или 2. Вторая: чем менее резкой является картинка и, соответственно, чем большее значение вы задаете параметру Radius, тем больше на ней “съедается” мелких деталей и тем большим можно задать параметр Threshold.

Ну вот мы и узнали всю “анатомию” инструмента Unsharp Mask. Теперь вам остается только практиковаться. И одно важное пожелание перед практикой: никогда не обращайте внимания на советы с указанием конкретных параметров фильтра. Каждая картинка требует персональной настройки исходя из ее качества и последующего использования. Я сам указал вам только приблизительные диапазоны значений, чтобы у вас была отправная точка для разумного освоения этого инструмента и собственных исследований его работы.

Проблемы, возникающие при применении фильтра Unsharp Mask и методы их решения

Цветные ореолы
При работе с черно-белой картинкой на граничных ореолах меняется только один параметр – яркость. Когда мы начинаем работать с цветным изображением, мы ожидаем аналогичного результата, но с удивлением обнаруживаем, что ореолы начинают приобретать паразитную окраску. Происходит это по следующей причине: фильтр Unsharp Mask обрабатывает каждый канал по отдельности как обычную черно-белую картинку. То есть, воздействие на каждый канал происходит не в соответствии с общей “картой нерезкого маскирования”, а в соответствии с собственной “картой” канала. На рисунке 6 приведен пример границы между серым и зеленым цветами (композитное RGB и поканальные изображения в градациях серого) и результат применения к этой границе фильтра Unsharp Mask со следующими параметрами (сильно завышены для наглядности): Amount 500%, Radius 10 pixels, Threshold 3 levels.

Рассмотрев поканальные изображения, вы заметите, что фильтр совершенно честно отработал алгоритм нерезкого маскирования для каждого канала в отдельности, но из-за того, что переход от серого к зеленому в красном и синем каналах задается как переход от светлого к темному, а в зеленом канале наоборот – от темного к светлому, на сером поле произошло осветление красного и синего каналов и затемнение зеленого. Это вызывает неожиданное для новичков появление на сером яркой пурпурной полосы.

Избавиться от такого эффекта не сложно – надо обеспечить воздействие на все каналы в соответствии с единой “картой нерезкого маскирования”, то есть, в каждой точке все каналы должны одновременно осветляться или одновременно затемняться на одну и ту же относительную величину (сколько то процентов от исходного тона канала). Таким образом цветовой тон сохраниться, а яркость изменится. Одним словом: надо шарпить яркостную составляющую не трогая цветовой. Есть два варианта сделать это, оставаясь в пространстве RGB. Первый: после применения фильтра задать команду Edit Fade Unsharp Mask с параметрами: Opasity – 100%, Mode – Luminosity. Эта команда позволяет изменить степень воздействия и режим последней выполненой операции (заодно, если вы считаете, что переборщили с силой нерезкого маскирования, можете уменьшить Opasity до получения визуально удовлетворительного результата). Второй: сдублировать изображение в новый слой, применить фильтр к нему и изменить режим наложения на Luminosity, меняя для него параметр Opasity также можно уменьшить степень воздействия нерезкого маскирования. Второй вариант более удобен, так как позволяет в любой момент изменить степень воздействия нерезкого маскирования или вовсе отказаться от него.

Если вы не привязаны к RGB (а такая привязка может быть, если, например, ваш файл имеет слои с различными режимами наложения или корректирующие слои и вы не хотите «схлопывать» все это в один слой) можно перевести изображения в Lab и применить фильтр только к каналу Lightness. Этот прием известен давно и применяется весьма активно. Кроме того, как метко подметил Дэн Маргулис в своей книге «Photoshop LAB Color. Загадка каньона и другие приключения в самом мощном цветовом пространстве», он позволяет решить (или, как миниму, снизить) еще одну проблему – появление светлых ореолов.


Проявление светлых ореолов.
Эта проблема была описана выше (см.”рассуждение 3”). Как правило, темные ореолы менее заметны, чем светлые, поэтому допускают более сильное воздействие без разрушения оптической иллюзии. Для раздельного наложения темных и светлых ореолов можно воспользоваться следующим приемом. Скопируйте слой; примените к скопированному слою фильтр Unsharp Mask с параметрами, подходящими для темных ореолов (не обращайте внимания на светлые, позже мы ослабим их воздействие); дайте команду Edit Fade Unsharp Mask с параметрами: Opasity – 100%, Mode – Luminosity (см. Предыдущую проблему); в палетке Layers выставите для текущего слоя режим наложения Darken; скопируйте текущей слой и выставите для нового слоя режим наложения Lighten.

В результате мы имеем файл, состаящий из трех слоев (снизу-вверх): исходный неизмененный слой; “отшарпленый” слой, затемняющий исходную картинку в местах расположения темных ореолов; “отшарпленый” слой, высветляющий исходную картинку в местах расположения светлых ореолов. Изменяя в палетке Layers значение параметра Opasity для второго и третьего слоев вы можете уменьшать степень воздействия светлых и темных ореолов по отдельности.

Если работать в Lab и шарпить только канал Lightness проблема светлых ореолов может не возникнуть вовсе, или возникнет гораздо позже (при более сильном воздействии), чем в RGB. Не совсем корректно, но очень образно данный вопрос описан Маргулисом в пятой главе «Коньонов». Связано это со спецификой построения пространства Lab и преобразования его цветовых координат в аппаратные данные RGB. Строго говоря, Lab в том виде, в каком он существует сейчас, является математической абстракцией (простой декартовой координатной сеткой) и кубик со сторонами L, a и b не соответствует цветовому охвату человеческого зрения, а сушественно превышает его. Таким образом, образуется некоторое количество абстрактных сочетаний значений L, a и b которые задают точки, не попадающие в цветовой охват человеческого зрения, и, следовательно, не соответствующие никаким цветам (ни «реальным», ни «мнимым»). При переводе в RGB программа вынуждена загонять эти точки в цветовой охват человека и сопоставлять им некоторые цвета. Эта недоработка в построении Lab и алгоритме пересчета цветовых координат и позволяет обойти проблему черезмерного проявления светлых ореолов. Желающим более подробно разобраться в этом вопросе рекомендую почитать статью Алексея Шадрина «Воспитание по доктору Маргулису или 20 мифов полиграфии» (тезис 8). Статья публикуется в журнале «Курсив» (№№ 3-5 за 2008 год), а с января 2009 года будет доступна на странице автора http://shadrin.rudtp.ru/.