Прочитайте онлайн Живая цифра | Управление контрастом

Читать книгу Живая цифра
3312+7097
  • Автор:
  • Год: 2013
  • Ознакомительный фрагмент книги

Управление контрастом

Контраст изображения определяется разницей между самой светлой и самой темной его точками. Чем больше эта разница, тем выше контраст. Чем меньше разница, тем ниже контраст.

Если мы возьмем, например, все черные пиксели фотографии со значениями 0 уровней и присвоим им значения, скажем, 30 уровней (а остальные уровни пересчитаем пропорционально), то мы снизим общий контраст картинки. Это произойдет за счет того, что черная точка станет более светлой. В этом случае мы пересчитаем исходный диапазон светлот 0–255 уровней в новый диапазон 30–255 уровней, уменьшив разницу между самой светлой и самой темной точками. Кривая, которая приводит к такому результату, а также сам результат приведены на илл. А.6.

Онлайн библиотека litra.info Онлайн библиотека litra.info Онлайн библиотека litra.info

Илл. А.6

Можно сделать наоборот: всем пикселям со значениями 30 уровней присвоить (а заодно и всем пикселям со значениями меньше 30) новое значение 0 уровней. Кривая, которая приводит к такому результату, а также сам результат приведены на илл. А.7.

Онлайн библиотека litra.info Онлайн библиотека litra.info Онлайн библиотека litra.info

Илл. А.7

Остальные уровни пересчитаются пропорционально. С помощью такой кривой мы пересчитали диапазон 30–255 уровней (проигнорировав значения меньше 30) в новый диапазон 0–255 уровней. То есть увеличили разницу между самой темной и самой светлой точками, а значит, увеличили контраст.

Обратите внимание на то, что повышение контраста связано с увеличением угла наклона кривой относительно исходных 45 градусов, а снижение – с его уменьшением. Иными словами, имеет смысл запомнить золотое правило кривых: чем круче кривая, тем выше контраст.

Аналогичные операции можно проделать с белой точкой. В этом случае контраст будет увеличиваться или уменьшаться за счет изменений не с самыми темными пикселями, а наоборот – самыми светлыми.

В более общем случае, когда наша кривая не является прямой, угол наклона будет определяться касательной к кривой в данной точке, а изменение контраста – изменением этого угла в некоторой области (илл. А.8).

Онлайн библиотека litra.info

Илл. А.8

В той части тонового диапазона, где угол наклона касательной меньше чем 45 градусов, контраст изображения при применении кривой уменьшается. Там, где угол наклона касательной больше 45 градусов, контраст увеличивается.

Посмотрим на изменения гистограммы нашей черно-белой картинки, которые будут происходить, если к ней применить кривую, изображенную на илл. А.8.

На илл. А.9 серым цветом обозначена исходная гистограмма, а черным – та, которая получится после применения приведенной выше кривой. Обратите внимание на так называемые «частокол» (в левой части гистограммы) и «расческу» (в правой ее части), которые возникают после применения кривой.

Онлайн библиотека litra.info

Илл. А.9

«Частокол» связан с тем, что соседние уровни изображения схлопываются в процессе снижения контраста. Так как некоторый диапазон (скажем, 0–100 уровней) мы пересчитываем в новый диапазон (скажем, 30–100 уровней), возникает некоторое количество «лишней» информации (в нашем случае 30 уровней), ведь части уровней становится в 2 раза больше, и программе необходимо их куда-то деть. Визуально это проявляется в виде пик на гистограмме.

«Расческа», наоборот, связана с тем, что уровни «прорежаются» в процессе повышения контраста. Ведь некоторый диапазон (скажем, 100–200 уровней) мы пересчитываем в новый диапазон (скажем, 50–250 уровней). Понятно, что возникает недостаток информации в виде части уровней с нулевым количеством пикселей, которые ему соответствуют.

Если мысленно сопоставить гистограмму на илл. А.9 с кривой на илл. А.8, можно увидеть, что, действительно, в темных тонах контраст уменьшается (угол наклона касательной меньше 45 градусов), в средних – практически не меняется (угол наклона близок к 45 градусам), а в светлых тонах контраст увеличивается (угол наклона касательной больше 45 градусов).

Повышение контраста во многих программах обработки (а также в некоторых аналоговых процессах, например, характеризующих фотопленки) происходит с помощью так называемой S-образной кривой (илл. А.10).

Онлайн библиотека litra.info Онлайн библиотека litra.info Онлайн библиотека litra.info

Илл. А.10

Глаз человека наиболее восприимчив к средним тонам и менее восприимчив к очень темному и очень светлому диапазонам. Поэтому чаще всего основное повышение контраста производят в серединном диапазоне. При этом мы можем или совсем пренебречь темным и светлым диапазонами, или компрессировать их, то есть снизить контраст в этих областях. Именно это и делает S-образная кривая.

Проследите мысленно, как меняется угол наклона касательной в разных точках этой кривой. В среднем диапазоне он увеличивается, а в темном и светлом уменьшается. То есть общий контраст изображения возрастает, а в областях, менее критичных для восприятия человека, – снижается.

Важно понимать, что повышение контраста в каком-либо тоновом диапазоне неизбежно приводит к потере или компрессии информации в других диапазонах. Равно и наоборот: снижение контраста в некой области неизбежно влечет за собой его повышение в каких-то других.

Приведенная на илл. А.10 форма кривой примерно соответствует положительным значениям параметра Contrast во многих программах, в частности, в Adobe Lightroom (Adobe Camera Raw)**. Когда вы задаете Contrast положительными значениями, это примерно эквивалентно тому, что фиксируете среднюю точку кривой, а точки, расположенные на 1/4 и 3/4 диапазона, разводите вниз и вверх на одинаковые значения.

**В Adobe Lightroom версии 4 и выше, а также в Adobe Camera Raw версии 7 и выше параметр Contrast воздействует на изображение более сложным образом, однако в его основе лежат описанные алгоритмы. В более ранних версиях этих программ изменение параметра Contrast почти идентично приведенным формам кривых.

Отрицательные значения Contrast делают то же самое, но тянут точки, расположенные на 1/4 и 3/4 диапазона, в обратных направлениях (илл. А.11).

Онлайн библиотека litra.info Онлайн библиотека litra.info Онлайн библиотека litra.info

Илл. А.11

Как видите, инструменты Brightness и Contrast (в любых программах обработки) достаточно ограничены в своих возможностях, так как задаются всего лишь одним параметром. Если мы будем производить аналогичные операции с помощью кривых Curves, то сможем управлять светлотно-контрастными изменениями более гибко. Например, мы сможем:

а) ставить точки в других местах кривой и воздействовать таким образом на другие части тонового диапазона

б) изменять значения точек несимметрично

в) использовать не 1–3 точки, а больше – столько, сколько требуется для каждой конкретной задачи

А теперь перейдем к цвету.