Искусственное повышение резкости. High Pass — практическое применение

Продолжаем изучать метод High Pass для повышения резкости.

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 остановились на замечании Маргулиса, который разнес мои идеи в пух и прах, приведя занимательную аналогию: в отсутствие бензина спорт-кар не победит инвалидную мотоколяску, какими бы впечатляющими паспортными данными он ни 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 небольшая правка цветового баланса. Для ценителей этой фразы могу написать: «Без фотошопа!!!» Если иллюстраций не достаточно, можно скачать полноразмерные послойные psd портрета (30 Mb) и пейзажа (36 Mb).

Сразу замечу: поскольку искусственное повышение резкости строится на оптическом обмане нашего зрительного аппарата за счет создания вдоль контрастных границ темных и светлых ореолов, результат будет зависеть только от ширины, интенсивности и расположения этих ореолов. И совершенно не важно, каким методом они были созданы: при помощи фильтров Unsharp Mask (USM), High Pass или сторонних плагинов; в RGB, Lab или CMYK; с дополнительным применением масок, опции Blend If, режимов наложения или без них. Главное — где и какие ореолы внесены в изображение.

Наиболее обширные исследования в этой области провел ныне покойный Брюс Фрейзер. Большинство специализированных программ усиления резкости разработано на их основе. Кстати, сам Фрейзер пользовался простым USM, правда, с некоторыми дополнительными хитростями. Подробно вы можете прочитать об этом в его книге «Усиление резкости фотографий в Adobe Photoshop».

Говорить о преимуществах и недостатках различных методик имеет смысл не с точки зрения финального результата, а с точки зрения удобства применения в конкретном рабочем потоке.

- Если вы делаете много однотипных по размеру картинок для использования в Интернете, лучшим вариантом будет экшен с подобранными под размер картинки параметрами. Как их подобрать и какие дополнительные настройки полезно внести в экшен, можно узнать из вышеупомянутой книги Фрейзера.

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

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

- Если у вас большой поток различных по размеру и сюжетному содержанию фотографий и жесткие ограничения по времени обработки, попробуйте поработать 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 в картинку не придется вносить новые изменения или откатываться к предыдущим вариантам, значит, наши рабочие потоки совпадают, и эта статья может оказаться для вас полезной.

Немного теории

Я не буду утомлять вас рассказом об истоках нерезкого маскирования, его физической реализации, графиках распределения яркостей и т.п. Желающие могут прочесть об этом по ссылкам, имеющимся в начале статьи. Давайте на простом примере, используя общечеловеческие рассуждения, разберемся в принципах искусственного повышения резкости.

39.32 КБ

47.13 КБ

62.84 КБ

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

Теперь, размыв имеющееся изображение на такую же величину, получим верхний вариант картинки. Дальнейшие рассуждения просты: если разница между верхним 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 исходным изображением выдает фильтр High Pass. Эта разница отображается в виде отклонения яркости соответствующих областей от средне-серого, а значение параметра Radius соответствует радиусу гауссового размытия исходного изображения. 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 наличием более высоких частот, которых в последней просто нет. Мы же усиливаем немного менее высокие частоты (самые высокие из имеющихся в реальной картинке), поэтому восстановить настоящую резкость в случае мыльной оптики или промашки с фокусировкой без дополнительных трюков невозможно. Насчет дополнительных трюков у меня есть пара идей, но они требуют достаточно объемных экспериментов, поэтому пока их озвучивать не буду.

Примечание. Поскольку получить «идеальную» картинку из изначально мыльного изображения невозможно, для создания иллюстрации я взял резкую картинку и два раза размыл ее. Все дальнейшие операции мы будем выполнять с нормальным 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 на исходное изображение в режиме Linear Light. Таким образом, мы в точности повторим результат действия USM с установками: Amount – 200%, Radius – соответствующий заданному в High Pass и Threshold – 0.

Почему же вместо Linear Light используется Overlay? Ответ для верующих: потому что так написано в книгах и Интернете. Ответ для мыслящих: потому что алгоритм наложения Overlay помогает решить проблему чрезмерного осветления/затемнения и пробоев в светах и тенях. При использовании USM нередко возникает ситуация, когда темный ореол накладывается на темную область и выбивает ее до чистого черного. Аналогично светлые ореолы выбивают светлые участки до чистого белого, что еще более неприятно, так как сильнее бросается в глаза.

118.57 КБ

213.68 КБ

185.31 КБ

На иллюстрации приведен результат с применением Linear Light и Overlay. Во втором случае контраст карты ореолов поднят в два раза, чтобы уровнять воздействие на средние тона.

В режиме Overlay максимальное воздействие оказывается на средние тона исходной картинки, линейно убывая до нуля в светах и тенях. Таким образом, мы автоматически защищаемся от экстремальных воздействий на краях тонового диапазона. Используя USM, Фрейзер решал эту проблему при помощи функции наложения Blend If. При работе в Lab она автоматически решается за счет алгоритма пересчета в RGB при экстремальных значениях Lightness, a и b.

Что еще рекомендуют сделать с картой ореолов

112.12 КБ

106.83 КБ

Обесцветить

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

52.79 КБ

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

Это совершенно честный прием, но: во-первых, дублирование слоя неоправданно усложняет структуру файла; во-вторых, такой подход не дает возможности раздельно управлять силой воздействия темных и светлых ореолов. А такое управление необходимо, так как светлые ореолы проявляются сильнее и их надо дополнительно ослаблять.

Как поступим мы

Как всегда: внимательно посмотрим на карту ореолов и подумаем. Воздействие ореола тем больше, чем сильнее его яркость отклоняется от средне-серого. Поэтому для раздельного управления темными и светлыми ореолами достаточно по отдельности изменять их контраст.

70.92 КБ

Это очень похоже на работу с цветоразностными каналами Lab: создадим корректирующий слой Curves, зафиксируем центральную точку (128; 128) и будем независимо друг от друга менять крутизну темного и светлого плеча кривой. Темное (левое) плечо управляет силой воздействия темных ореолов, светлое (правое) — светлых. Увеличение крутизны кривой приводит к усилению воздействия, уменьшение — к ослаблению. На иллюстрации приведена кривая, которая в полтора раза усиливает темные ореолы и в два раза ослабляет светлые. Теперь достаточно объединить слой с картой ореолов и корректирующий слой кривых в группу (Sharpen) и присвоить ей режим наложения Overlay.

86.91 КБ

Обратите внимание: фильтр High Passs применен не к обычному слою, а к смарт-объекту, сделанному из схлопнутой на отдельный слой текущей версии изображения (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 изображение более интеллектуально, чем просто задать команду Image \ Adjustments \ Desaturate.

Об этом стоит поговорить отдельно. При использовании USM основой для создания карты ореолов служит исходное полноцветное изображение. При этом ореолы сразу внедряются в картинку и из всего шаманского арсенала у нас остаются только режимы наложения Luminosity для нейтрализации паразитных цветовых оттенков и Darken/Lighten для раздельного управления интенсивностью темных и светлых ореолов. Кстати, фильтр Smart Sharpen не обеспечивает раздельного управления темными и светлыми ореолами. Появившиеся в нем закладки Shadows и Highlights — это просто инструмент Shadow/Highlight посаженный на голову USM и действующий только в зонах появления ореолов.

51.87 КБ

46.94 КБ

46.91 КБ

46.77 КБ

High Pass отвязывает карту ореолов от исходного изображения, открывая новые возможности. Можно формировать ее на основе специально созданной черно-белой версии изображения. Для этого, открыв смарт-объект, создаем внутри него корректирующий слой Channel Mixer, ставим галочку Monochrome и подбираем рецептуру смешения каналов. Можно понизить долю или вообще исключить из смеси самый темный и шумящий канал (как правило, Blue), можно понизить долю среднего канала (для портретов можно понизить долю Green, в котором «живут» поры кожи), можно оставить только слабый канал. На иллюстрации показана палитра Layers для смарт-объекта и варианты настройки корректирующего слоя Channel Mixer.

При микшировании каналов можно уделить внимание усилению контраста отдельных деталей. Для большего эффекта после микширования применить инструмент Curves. Если есть желание, использовать и более сложные методики формирования изображения: поэкспериментировать с режимами наложения при смешении каналов, использовать Black & White и т.д. Переведя содержимое смарт-объекта в CMYK и выбросив все каналы, кроме черного, можно «повысить резкость только в черном канале CMYK», оставив само изображение в RGB.

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

144.52 КБ

Плюс такого подхода кроется в содержимом черного канала. В нем остаются только наиболее контрастные темные детали (брови, ресницы и т.п.) и полностью пропадает детализация из светлых и средних тонов (фактура кожи). На иллюстрации вверху для карты ореолов использовалась обычная ч/б версия картинки, а внизу — черный канал CMYK. Внизу лучше поднята резкость ресниц, бровей, радужки глаза, при этом кожа и белок глаза остались более гладкими.

62.13 КБ

Фактура кожи в теневых областях все-таки усилилась. И для получения аккуратного результат это усиление придется удалять вручную. Но гораздо проще несколько раз махнуть большой кистью «по площадям», чем возиться с выделениями малых областей в районе контрастных границ. Убрать или ослабить усиление резкости можно при помощи корректирующего слоя Solid Color. Поставьте слой-заливку серого цвета (128; 128; 128) внутри группы Sharpen, полностью замаскируйте его (сделайте маску слоя черной) и белой кистью по маске прорисуйте области, в которых резкость повышаться не должна. Если захочется частично вернуть повышение резкости на замаскированных участках, уменьшите непрозрачность слоя-заливки или закрасьте соответствующий участок на маске серым. Попробовав, вы удивитесь, насколько серая карта ореолов удобнее и информативнее полноцветного изображения.

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

Закончим с картой ореолов и вернемся к картинке

34.45 КБ

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

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

144.34 КБ

147.74 КБ

Такой метод повышения резкости позволяет быстро произвести не только правку цвета и яркости, но и серьезные изменения геометрии. Мне неоднократно приходилось в последний момент пересаживать персонажам отдельные части тела (тут рука не туда загнута, там глаз не так смотрит и т.п.). Да простят меня модель и фотограф, я проиллюстрирую это, открыв третий глаз.

91.72 КБ

Отключаем видимость группы Sharpen. На отдельном слое производим пересадку глаза на лоб. Сводим видимое изображение на новый слой командой Merge Visible при зажатой клавише Alt.

59.61 КБ

Запоминаем это изображение в буфер: команды Select All и Copy. Выкидываем слой с новой сведенной версией, он больше не понадобится. Открываем смарт-объект из группы Sharpen.

111.26 КБ

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

153.07 КБ

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

Дополнение к методу HiRaLoAm

Повышение резкости с большим значением радиуса и малым воздействием (High Radius Low Amount), строго говоря, уже не является повышением резкости. Это усиление не микроконтраста (в области контрастных границ), а увеличение контраста локального (между светлыми и темными областями изображения, имеющими размер меньше или близкий к значению параметра Radius). Фактически, придание дополнительного объема элементам определенного размера.

169.40 КБ

188.36 КБ

При этом карта ореолов становится достаточно контрастной, что приводит к чрезмерному затемнению и осветлению некоторых областей. На иллюстрации приведена исходная фотография пейзажа и версия с HiRaLoAm. В качестве заготовки для карты ореолов использован черный канал CMYK. В нем вода имеет больше интересных деталей, а ветки в верхней части кадра не так массивны.

Значение Radius для фильтра High Pass равно 30. Группе Sharpen задан режим наложения Soft Light. На мой взгляд, он лучше подходит к методу HiRaLoAm, но для подробного объяснения необходимо разобраться с алгоритмами работы режимов наложения. Надеюсь, этим мы займемся с вами в следующем году.

Что же мы имеем. Хорошо подчеркнута поверхность воды, увеличилось ощущение объема объектов на противоположном берегу и развалин мельницы. Но при этом вся картинка выглядит слишком контрастной, особенно ветки в верхней части кадра. Это происходит из-за сильного затемнения и осветления отдельных небольших областей. Их совсем немного. Достаточно привести их в чувство и все придет в норму.

160.38 КБ

28.86 КБ
114.34 КБ

В этом нам поможет корректирующий слой кривых, управляющий контрастом карты ореолов. На иллюстрации — исходная карта ореолов. На ней хорошо видны очень темные и светлые участки. Чтобы избавиться от них, достаточно применить к карте изображенную ниже кривую. Убрав экстремальные воздействия, мы получим аккуратную картинку.

178.24 КБ

Дополнение к трехступенчатому методу Фрейзера

Брюс Фрейзер предложил повышать резкость в три шага:

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

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

Шаг третий — повышение резкости «по устройству воспроизведения». Призван скомпенсировать падение резкости, возникающее при пересчете к конечному размеру и выводе на конкретное устройство (монитор, принтер, офсетная печатная машина и т.п.).

В идеале шаги два и три должны быть совмещены: мы сначала подготавливаем картинку под конкретное использование (в том числе меняем размер) и только потом повышаем резкость. Но это неудобно с точки зрения рабочего потока — мастер-файл остается с неподнятой резкостью. Два последовательных нерезких маскирования не очень хорошо сказываются на изображении, но мы можем это обойти. Ведь в нашу картинку ореолы еще не внедрены, а группа Sharpen работает в мастер-файле, как корректирующий слой.

Для подготовки изображения к конкретному использованию сделайте копию мастер-файла. Схлопните все слои, лежащие ниже группы Sharpen, если такие имеются. Приведите размер изображения к необходимому. Подстройте параметры искусственного повышения резкости в соответствии с новым размером и методом воспроизведения изображения. Результат: мы имеем мастер-файл с повышенной резкостью и избегаем двойного нерезкого маскирования.

Есть только один подводный камень: фотошоп при изменении размеров картинки не меняет значение Radius в смарт-фильтре (возможно CS4 или CS5 и научился это делать, но CS3 точно не умеет). Поэтому вам придется посчитать, во сколько раз уменьшается или увеличивается картинка и соответствующим образом изменить значение Radius в фильтре High Pass вручную.

Вместо заключения

Я уже писал в самом начале, что основное различие методов искусственного повышения резкости состоит не в качестве конечного результата (он зависит только от вашей аккуратности), а в удобстве самого процесса. А взгляды на процесс у всех разные, поэтому я и получил такой разнос от Дэна за сложность и медлительность этого метода. Но после краткого пояснения (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, решающий все проблемы. Определили вставшие перед вами специфические проблемы, и нашли для них решение. Для большинства людей эти дополнительные действия будут пустой тратой времени, но для вас они необходимы и оправданы…»

Будет ли данный метод целиком или его отдельные элементы полезны для вас? Не знаю. Вполне возможно, что нет. Но иметь в своем арсенале методику обработки и понимать смысл выполняемых действий всегда полезно — кто знает, с какими задачами вам придется столкнуться завтра. А в следующий раз мы посмотрим, как работает регулятор Threshold.

© Андрей Журавлёв (aka zhur74)
Октябрь 2010 г.

Оригинал статьи: http://zhur74.livejournal.com/5436.html


Эта запись была опубликована в рубрике Резкость и отмечена метками , . Добавить в закладки ссылку.

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *

Вы можете использовать это HTMLтеги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>