Google

Увеличение резкости. Часть 2.

altВ предыдущей части мы рассмотрели теорию и теперь, следующий вопрос — «как можно увеличить резкость фотографии». Практически все начинают с фильтра Unsharp Mask. Это наиболее простой и популярный способ. Проблема в том, что настройки фильтра не очевидны. Фильтр имеет всего три параметра настройки.

Правильное использование этих настроек даст очень неплохой результат, а неправильное — может испортить изображение и уничтожить весь кропотливый труд фотографа. Далее мы рассмотрим, как определить оптимальные настройки, для получения хорошего результата. А в конце рассмотрим некоторые проблемы которые возникают при использовании этого фильтра. В дальнейшем мы рассмотрим другие способы и техники увеличения резкости, которые позволяют обойти или решить эти проблемы.

Основные правила увеличения резкости

Для всех способов усиления резкости можно выделить некоторые моменты, которые следует учитывать при увеличении резкости.

 

Мониторы и принтеры (или другие устройства печати) — это разные устройства. Они используют различные технологии отображения, различное программное обеспечение, и различные цветовые гаммы. Поэтому монитор не сможет показать вам в точности, как увеличение резкости скажется на печати фотографии. С опытом вы сможете предугадывать, как следует увеличить резкость, чтобы это хорошо выглядело на мониторе, а как — чтобы получить хороший отпечаток.

Когда, вы открываете изображение в графическом редакторе, для последующего увеличение резкости, всегда работайте или режиме просмотра полного изображения (view 100%) или с 50% (view 50%) уменьшением. 100% размер изображения позволит вам четко видеть, какие настройки следует задать чтобы добиться нужного результата и что произойдет с пикселами. Но если вы готовите изображение для печати на струйном принтере, то лучше использовать 50% уменьшение, тогда вы будете примерно представлять что даст принтер на печати. Если вы будете печатать не на принтере, а в фотолаборатории, то тут поможет только опыт и эксперимент — с какой версией фотографии (100% или 50% ) лучше работать чтобы получить необходимый результат при печати. Не используйте других размеров. Ни 60%, ни 30%, ни 55%! При любом другом уменьшении, отличном от 50% монитор будет комбинировать пикселы изображения чтобы «вписать» пикселы изображения в пикселы монитора. При этом вы не сможете адекватно разглядеть результат усиления резкости.

 

Как говорилось выше, для печати на принтере лучше работать с изображением «уменьшенным» до 50%. Дело в том, что принтер при печати как бы «замыливает» картинку. Поэтому фотография резкость которой увеличена для печати, в 100% размере будет выглядеть чрезмерно резкой, уже с небольшими дефектами. А если уменьшить ее вид до 50% — получите примерное представление как ее замылит принтер (но только примерное).

 

Резкость для печати всегда должна быть выше чем для отображения на мониторе. То есть вы всегда можете сначала сделать версию для показа на мониторе, а затем из нее сделать версию для печати.

 

Оптимальные настройки для получения нужной резкости могут различаться от случая к случаю. Это зависит от очень многих факторов, и от того как было получено изображение (цифровая камера или сканер) и от конечной цели (отображение на мониторе или печать), от самого изображения (пейзаж, макро, портрет и т.д. ), от смысла изображения (не обязательно все изображение должно быть резким), от размера будущего отпечатка (10×15, 15×21 и т.д.). Короче говоря, если вы хотите получить оптимальную резкость для ДАННОЙ фотографии — то волшебного универсального способа нет. Получение оптимальной резкости процесс сугубо творческий и не может быть поставлен «на конвейер» из серии — выставьте такие то параметры и фото будет идеально резким. Это звучит ужасно в наш век авто фокусов, авто экспозиций, автоматических стабилизаторов изображения и прочих авто… но факт есть факт, если вы хотите получить самый качественный результат — нужно думать своей головой. Но тут следует учитывать и тот факт, что вкусы и мировосприятие у всех разные. И тот результат, который один человек посчитает ужасным, другому покажется идеальным. Так что вполне нормально, что большинство людей удовлетвориться той резкостью которую даст какой-нибудь автоматический фильтр или «стандартные» настройки. Помните мы говорим о достижении оптимального результата.

Unsharp Mask (USM)

alt

Рисунок 1. Фильтр Unsharp Mask

 

USM это основной инструмент увеличения резкости для цифровых фотографий. USM определяет области высокого контраста между пикселами, а затем еще больше увеличивает этот контраст. Несмотря на то что Unsharp Mask это очень популярный фильтр, в основном им пользуются бездумно и «на глаз». Для того чтобы, используя этот фильтр, получить реально хороший результат нужно понимать суть его настроек. Вначале опишем 3 настройки фильтра по отдельности, а затем рассмотрим в комплексе как их менять для дого чтобы получить хороший результат.

 

Для того чтобы открыть фильтр (Adobe Photoshop) зайдите в меню Filter / Sharpen / Unsharp Mask.

Фильтр имеет три параметра — Amount, Radius и Threshold.

Параметры Unsharp Mask: Amount

Настройка Amount отвечает за интенсивность или силу эффекта. Чем больше значение (от 1% до 500%) тем больше интенсивность. Под интенсивностью понимается, насколько сильно будет увеличен контраст между пикселами на границах деталей изображения. Другими словами Amount отвечает за то — насколько темнее станут темные пикселы и насколько светлее светлые.

alt

Рисунок 2. Изначальное изображение (view 50%)

alt

Рисунок 3. Amount 75% (view 50%)

alt

Рисунок 4. Amount 160% (view 50%)

alt

Рисунок 5. Amount 500% (view 50%)

 

На на рисунках 2-5 показана фотография с различными значениями параметра Amount (50% уменьшение, большая версия доступна по клику на фотографии ) — значения других настроек фильтра при этом неизменны. На фото 2 — изначальное изображение. Понятно что для печати оно недостаточно резкое. На фото 3 — Amount=75%. Структура дерева, стекла и бутылок стала более отчетливой. Увеличим значение до 160% на фото 4. Фотография получилось с несколько излишней резкостью (хорошо видно на большой версии фото). Теперь поднимем значение до максимума. Фото 5 фактически изуродовано излишне большим увеличением резкости. Обратите внимание что излишнее увеличение резкости на фотографии приводит к потере некоторых деталей изображения вместо того чтобы подчеркнуть их.

 

Ключевой момент — большое значение не означает лучший результат при увеличении резкости. Суть заключается как раз в том, чтобы найти оптимальное значение. Не доводя значение до максимума. До определенного момента увеличение значения будет подчеркивать детали, а затем наоборот, начнет уничтожать их. К чему приведет чрезмерная резкость, вы сами можете увидеть на рисунке 5.

 

Кстати, следует всегда держать в голове такой факт. Чем больше будет размер отпечатка на бумаге — тем больше следует увеличить значение Amount — но насколько, можно понять только опытным путем .

параметр Unsharp Mask: Radius

Radius фактически определяет ширину области в обе стороны от границы деталей, в которой будет повышен контраст пикселов. Маленький Radius говорит о том что будет повышен контраст только самых близлежащих к границе пикселов. А чем больше Radius, тем больше пикселов «вглубь» от границы будет захвачено при изменении контраста.

Как было сказано ранее, в описании принципа работы нерезкой маски. USM фильтр фактически создает вторую копию изображения, размывает ее, совмещает с оригиналом и вычисляет разницу в значениях тонов. То есть фактически настройка параметра radius определяет — как сильно будет размыт дублирующий слой. Понимание этого факта позволит избежать ошибки, что радиус в 1 пиксел означает изменение контраста только по 1 пикселу в стороны от границы. На самом деле ширина области всегда будет более 1 пиксела.

 

На рисунках 6-9 (уменьшение до 50%) показано последовательное увеличение радиуса. На фото 6 — оригинальное изображение. Зададим радиус 1.0. некоторое улучшение заметно, но для того чтобы напечатать качественное фото, этого мало. Увеличим радиус до 2.7. Структура дерева и краска на стене видна более отчетливо. Результат вполне хороший для того чтобы напечатать фотографию на струйном принтере. Теперь увеличим радиус до значения 7.0. На фотографии появились признаки излишней детализации. Особенно хорошо это видно на столбе в левой части фото. Такое значение уже недопустимо. Качество фотографии сильно пострадает при печати. Так что правило «больше не значит лучше» действует и при задании радиуса.

alt

Рисунок 6. Изначальное изображение (view 50%)

alt

Рисунок 7. Radius 1.0 (view 50%)

alt

Рисунок 8. Radius 2.7 (view 50%)

alt

Рисунок 9. Radius 7.0 (view 50%)

Параметры Unsharp Mask: Threshold

Threshold определяет насколько какова должна быть разница тонов между двумя соседними пикселами, чтобы к ним было применено увеличение резкости (шарпенинг). Доступные значения — от 0 до 255. Значение 0 подразумевает, что какая бы разница в тонах между соседними пикселами ни была — в любом случае к ним будет применено повышение резкости. При большом значении, повышение резкости затронет только те области, пикселы которых имеют большую разницу тонов между собой. Для примера — значении threshold равное 5, означает что повышение резкости затронет только те соседние пикселы, разницы тонов которых 5 или более уровней. Threshold используется чтобы unsharp mask не затронул те области, которые имеют низкий контраст. А так же чтобы избежать появления специфического «шума» при использовании USM.

alt

Рисунок 10. Изначальное изображение

alt

Рисунок 11. Threshold = 0 (view 50%)

alt

Рисунок 12. Threshold = 2 (view 50%)

alt

Рисунок 13. Threshold = 10 (view 50%)

 

Рисунки с 10 по 13 (все рисунки показаны как 50% от первоначального размера) демонстрируют различные значения threshold. (amount,radius — неизменны.)

На рисунке 10 — исходное изображение до увеличения резкости. Сравним с рисунком 11, на котором резкость уже увеличена. На рисунке 10 есть множество мелких деталей в оперении птицы. После увеличения резкости (threshold=0), наиболее отчетливые детали оперения стали видны на рисунке 11. Отчетливо видно оперение на голове, за глазом птицы, и в самом низу, на груди. С одной стороны -результат весьма не плох. С другой — справа от птицы, на фоне, появился очень заметный шум. А это уже совсем не хорошо.

 

Один из путей борьбы с этим шумом — увеличение значения threshold. На рисунке 12 увеличим значение threshold до 2. Шум не исчез, но стал значительно меньше, но вместе с этим уменьшилась и резкость на оперении. Увеличим threshold до 10. Шум исчез так же,как собственно и резкость.

 

Еще раз мы получили подтверждение тому что больше — не значит лучше. Основная цель при использовании threshold — найти баланс между шумом и потерей основных деталей изображения. Забегая вперед скажу, что в последующих частях статьи, будут представлены другие способы борьбы с появляющимся шумом. Которые работают лучше чем threshold.

Правильная установка параметров Unsharp Mask. Шаг за шагом.

Ну что, одни настройки делают это, другие то… Но мы все еще не знаем, как определить оптимальные настройки для изображения. Как уже говорилось в самом начале, нельзя дать четких ответов из серии — поставьте Radius такой то, а Amount такой то и все будет здорово. Но можно описать шаг за шагом, как правильно выбирать значения.

Шаг 1. Установка Radius

Начните с выставления Radius. Самое важное для получения оптимальной резкости, вначале задать оптимальный Radius, и начинать всегда следует с него. Когда определен оптимальный радиус — гораздо легче подобрать оптимальные значения threshold и amount.

 

Оптимальный Radius зависит от ряда факторов. Во первых от используемого оборудования (сканер, цифровая камера, принтер, монитор..). Разобраться с этим фактором можно только опытным путем. Но так как в основном фотограф пользуется одной и той же камерой, одним и тем же минилабом или принтером, и одним и тем же монитором, то экспериментировать придется не так уж и много. А затем вы просто сможете ориентироваться на имеющийся опыт и не тратить время на этот фактор, сосредоточившись на других, более важных. Два других фактора, это содержание изображение и его разрешение.

 

При всем уважении к содержанию фотографии, наибольшее значение имеет размер деталей. Чем мельче детали изображения, тем меньше должен быть Radius. А чем детали крупнее, тем больший Radius стоит использовать. Сфотографированный крупным планом павлин — имеет большое количество мелких цветных деталей — то есть для такого изображения требуется задать маленький радиус. А для матового, однотонного лица ребенка, с мягкой гладкой кожей — значение радиуса должно быть достаточно большим.

 

Однако тут следует обращать внимание на разрешение самого графического файла. Детали изображения, снятого на камеру с небольшим разрешение будут состоять из маленького количества пикселов, поэтому в этом случае значение Radius должно быть небольшим. Если же то же самое изображение будет снято на камеру с большим разрешением — то те же детали будут состоять из большого количества пикселов, и в этом случае для качественного отображения деталей потребуется задать радиус гораздо больше, чем в первом случае (помните о том что радиус — это «расстояние» в пикселах от границы детали, и эффект усиления резкости будет применен в этой области)

Учитывая все эти факторы — как найти нужное значение? Описанный далее путь даст наилучший результат. Установите Radius в начальное значение где то между 1 и 3, параметр amount в очень большое значение (300-500%) и threshold установите в 0. С такими параметрами изображение будет ужасно «перешарплено» то есть иметь избыточную «резкость». Но это как раз то, что надо в данный момент, потому что фотограф будет хорошо видеть, что даст изменение Radius. Теперь начнем изменять значение Radius внимательно наблюдая за пикселами (изображение должно быть на мониторе в 100% размере). Нам надо найти такое значение радиуса, при котором детали изображения начнут разрушаться или по краям границы деталей появится эффект halo (как бы «свечение» границы, наподобие неоновой лампы). Как только появятся такие эффекты, останавливаемся и чуть-чуть уменьшаем значение радиуса. Это будет начальным значением радиуса. (Начальным, потому что в случае дальнейшей печати изображения, возможно придется изменить значение радиуса, в зависимости от того, что выйдет на тестовом отпечатке.)

 

Тут конечно важен опыт. Через какое то время фотограф научится определять «на глаз» как надо изменить значение радиуса чтобы на отпечатке фотография выглядела так же хорошо как на мониторе.

 

Теперь, когда нашли оптимальное значение радиуса — можно двигаться дальше.

Шаг 2. Установка Amount

Если вы планируете печатать фотографию на принтере, то я рекомендовал бы работать с изображением уменьшенным на мониторе до 50% (view 50%).

Теперь будем менять Amоunt до тех пор, пока изображение не станет иметь лишь слегка чрезмерную резкость (овершарпинг). При этом держите в голове — чем больше размер окончательного изображения (например формат отпечатка) тем больше изображение должно быть «перешарплено».

Шаг 3. Значение Threshold

Threshold — последняя настройка которую следует выставить. Опять же, если вы планируете печатать изображение на принтере, то рекомендую работать с 50% размером изображения. Теперь меняем threshold наблюдая за шумом на однотонных частях изображения. Как правило, это значение весьма невелико. Например моя камера вообще «малошумная» поэтому, я часто оставляю threshold равным 0. А для борьбы с шумом использую другие способы .

 

Теперь можно сделать тестовый отпечаток. И по нему определить — стоит ли производить какую то коррекцию.

И еще одно замечание

Все параметры связаны друг с другом. То есть если вы увеличьте радиус, то для оптимального результата — потребуется уменьшить amount или вы получите изображение с чрезмерной резкостью. Так же большое значение amount потребует увеличение значения threshold. Возможное количество комбинаций этих трех установок практически бесконечно. Чтобы не сойти с ума от этого многообразия, следуйте совету — вначале задайте правильный радиус основываясь на количестве деталей изображения и его разрешении. А затем подберите amount и threshold. Короче говоря, чтобы не погрязнуть в многообразии вариантов — следуйте описанным выше 3 шагам.

Пример: Текстура дерева

alt

Рисунок 14. Структура дерева (view 50%)

 

Рисунки с 14 по 20 демонстрируют как управиться с этими тремя шагами. На рисунке 14 ( отображение фотографии 50% ) показано изначальное изображение. Проанализируем изображение — на нем имеется большое количество мелких деталей. Камера, которой был сделан снимок имеет достаточно большое разрешение в 8 мегапикселей. То есть разрешение графического файла так же достаточно высокое. То есть основываясь на разрешении и большом количестве мелких деталей можно сделать вывод, что значение Radius должно быть очень небольшим.

 

Переключим режим отображения фотографии в 100% чтобы хорошо видеть, что будет происходить и запустим USM. Начнем с Radius равным 1. Amount установим в 400 и threshold в 0. Такие экстремальные значения amount и threshold чудовищно усиливают значение радиуса. Теперь попробуем его уменьшить. Рисунки 15 и 17 показывают различное значение радиуса.

 

Попробуем увеличить радиус и сдвинем ползунок вправо. Изображение стало еще хуже. При значении радиуса в 2 — детали практически уничтожены. То есть увеличивать радиус нельзя. Теперь двинем ползунок левее начального значения и установим радиус в 0.8. Как по волшебству на изображении проявились детали, которых было не видно изначально. Если уменьшить радиус еще больше, то деталей больше не станет, а изображение начнет «замыливаться». Внимательно сравните рисунки 17 и 16. на рисунке 16 различимы те же самые детали изображения, что и на рисунке 17, но выглядят они более грубо. Кажется то на рисунке 17 изображение лучше, но не забываем про огромное значение Amount. Учитывая, что далее мы будем изменять это значение, то выберем радиус тот, выше которого детали начнут разрушаться. В данном случае это радиус 0.8.

 

alt

Рисунок 15: Radius 2.0 (view 100%)

alt

Рисунок 16: Radius 0.8 (view 100%)

alt

Рисунок 17: Radius 0.4 (view 100%)

 

Переключим режим отображения в 50%, и будем менять Amount и threshold. Рисунки с 18 по 20 показывают последовательное изменение изображения в зависимости от разного значения остававшихся параметров. На рисунке 18 — изначальное изображение. На рисунке 19 радиус 0.8 amount 400% и threshold 0.

 

Глядя на рисунок 19 очевидно что значение amount чрезмерно. Немного поэкспериментировав приходим к значению 225%. На данном изображении почти нет шума и однотонных областей. То есть threshold можно оставить равным 0. Окончательный вариант на рисунке 20 имеет значения радиуса 0.8, amount 225%, threshold 0. На мониторе изображение все равно выглядит немного перешарпленным. Но не забываем о том, что мы готовим изображение к печати, то есть небольшой овершарпинг — то что нужно.

 

Теперь остается только сделать тестовый отпечаток и глядя на него решить, следует ли корректировать наши значения параметров.

 

alt

Рисунок 18: Изначальное фото (view 50%)

alt

Рисунок 19: Radius 0.8/Amount400/Threshold 0 (view 50%)

alt

Рисунок 20: Radius 0.8/Amount225/Threshold 0 (view 50%)

Пример 2. Ягоды.

alt

Рисунок 21. Изначальное изображение (view 50%)

 

На рисунках 21-27 покажем другую ситуацию. На рисунке 21 (отображение 50%) изначальное изображение. Сразу заметно, что оно отличается от предыдущего. Здесь нет большого количества мелких деталей. То есть здесь детали крупные и «гладкие». Снято изображение так же на 8 мегапиксельную камеру, то есть разрешение достаточно высокое. Основываясь на этой информации приходим к выводу что в данном случае, изначальное значение Radius следует задать большее, чем в случае с текстурой дерева.

Переключим вид на мониторе в 100%, чтобы лучше видеть эффекты происходящие при изменении Radius. Выставим начальный Radius в 2.5, Amount в 350%, а Threshold в 0.
На рисунках 22 — 24 показана фотография с различным значением радиуса.

 

alt

Рисунок 22: Radius 5.0 (view 100%)

alt

Рисунок 23: Radius 2.3 (view 100%)

alt

Рисунок 24: Radius 1.0 (view 100%)

 

Первым делом проведем небольшой эксперимент, чтобы определить как будет действовать изменение Radius на фотографию. Увеличим значение. И быстро сталкиваемся с проблемой. Из за того, что поверхность ягод гладкая и почти не имеет на себе мелких деталей, очень сложно поймать момент когда значение радиуса станет чрезмерно большим. Заметно, что поверхность ягод становится более «грубой», но более менее точно определить точку после, которой дальнейшее увеличение радиуса начинает разрушать изображение очень тяжело. Не волнуйтесь. Есть простое решение. Приглядимся внимательнее к капле воды на поверхности ягоды. У этой капли есть достаточно мелких деталей. На рисунке 24 эти детали видны при значении радиуса равным 1.0. А на рисунке 22 видно, что при значении радиуса в 5.0, эти детали полностью уничтожены. То есть оптимальное значение радиуса для этой картинки лежит где то между 1.0 и 5.0. Поиграем с радиусом в этом диапазоне. Опытным путем находим, что после увеличения радиуса более 2.3 детали начинают разрушаться. Таким образом останавливаемся на значении 2.3 (рисунок 23)

 

alt

Рисунок 25: Изначально. (view 50%)

alt

Рисунок 26: Radius 2.3/Amount 350%/Threshold 0 (view 50%)

alt

Рисунок 27: Radius 2.3/Amount 150%/Threshold 3 (view 50%)

 

Переключим вид изображения в 50% и выберем Amount и Threshold. На рисунках с 25 по 27 (скриношты с 50% view фотографии) показано, как меняется изображение при изменении этих параметров. На рисунке 25 — изначальное изображение. На 26 рисунке, установленные ранее значения — радиус 2.3, amount 350%, threshold 0 — явно видно, что значение Amount чрезмерно велико . Путем эксперимента останавливаемся на значении 150%. Теперь наша задача — защитить однотонные области от последствий чрезмерного увеличения резкости. Заметно что USM пытается увеличить резкость и на поверхности ягоды. Это придает ягоде достаточно странный, шероховатый вид. Намного увеличим threshold и сделаем его равным 3. При этом эффекты овершарпинга на поверхности ягоды исчезли, но детали еще не стали теряться. На рисунке 27 — окончательный вариант с установками: радиус = 2.3, amount 150%, threshold = 3.

И как и в прошлый раз, делаем тестовый отпечаток и изучаем его. Если необходимо — корректируем значения.

Равномерность усиления резкости. Проблемы, проблемы и еще раз проблемы

alt

Рисунок 28: Проблемы равномерного усиления резкости. (view 50%)

 

Теперь, когда мы столько времени потратили, чтобы понять все тонкости происходящего с фотографией при усилении резкости, вы наверное ждете, что я похлопаю вас по плечу и пожелаю удачи в экспериментах с резкостью. Но помните что было сказано в самом начале. Этот цикл статей — путеводитель по увеличению резкости для думающих людей. Немного подумав замечаем одну серьезную проблему. Резкость усиливается равномерно по всей площади фотографии. Для того чтобы лучше понять, в чем же проблемы такого «равномерного» усиления резкости, добавим к рисунку 3 , из начала статьи, стрелочки указывающие на проблемные области (рисунок 28).

 

Стрелка 1 показывает раму окна, резкость на которой увеличена более менее оптимально. Структура дерева хорошо видна и нет никакого овершарпинга. Тем не менее, стрелка 2 показывает другую область окна. На которой следы атмосферного воздействия на дерево менее заметны. Здесь резкость по прежнему недостаточная. Стрелка 3 показывает на материал который скрепляет бутылки. Здесь как раз начинают проявляться следы от чрезмерного усиления резкости. То есть изображение одновременно имеет зоны с оптимальной резкостью, с недостаточной резкостью и с чрезмерной резкостью.

 

Но проблемы с равномерным усилением резкости на этом не заканчиваются. На изображении с заметными шумами, усиление резкости так же имеет тенденцию усиливать «резкость» шума, который становится более отчетливым и только сильнее портит изображение. Конечно можно попробовать немного уменьшить шум изменяя Threshold, но только ценой потери мелких деталей изображения (как было показано на рисунке 13).

Кроме того требования по оптимальной резкости содержания фотографии часто не совпадают к требования резкости при просмотре изображения на мониторе или печати. Например у вас фотография с огромным количеством мелких деталей. Вы хотите защитить самые мелкие детали от чрезмерного усиления резкости, то есть шарпинг должен быть небольшим. С другой стороны, если вы хотите напечатать фотографию большом формате — вам потребуется весьма серьезное увеличение резкости. А это приведет к эффекту halo (ореол) вокруг границ деталей.

 

Увеличение резкости — деструктивный процесс. Он снижает качество изображения (это касается всех способов). А разрушение изображения, вызванные усилением резкости, необратимы. То есть вы не сможете вернуть прежнее изображение на следующий день или, как только закроете свой графический редактор. То есть если через месяц вы захотите снова изменить резкость для уже «пошарпленного» изображения (например решили напечатать в другом формате и т.п.) — то возможно у вас ничего не получится.

 

Что же делать бедным фотографам? Я советую читать дальше, следующие части статьи. В них как раз и будет идти речь о решении подобных проблем.

Понравилось? Расскажите друзьям: