Что такое цвет и изображение
Свет, излучаемый или отражаемый объектами и проецируемый на участок сетчатки нашего глаза, имеет сложное спектральное распределение. Сетчатка глаза состоит из рецепторов трёх видов, чувствительных к разным областям видимого света. Поэтому набора из трёх чисел достаточно, чтобы описать цвет. Плоское изображение — это функции зависимости цвета от координат, причём координаты принимают дискретные значения. Известны два основных подхода к формированию и хранению изображений: растровая графика и векторная графика, также существуют их комбинации.
Источники изображений
- Изображение с цифрового фотоаппарата может быть скопировано напрямую в компьютер для редактирования. Преимущества — скорость и оперативность. Недостатки — цифровой шум, высокая стоимость профессиональных решений.
- Негативные фотоплёнки и слайды после оцифровки с помощью сканера можно обрабатывать на компьютере. Преимуществом такого изображения является широкий динамический диапазон, отсутствие цифрового шума. Недостаток — зернистость плёнки, обычно низкое качество сканирования (получить изображение с плёнки, сопоставимое по качеству с изображением с профессиональной цифровой камеры, можно только на дорогом профессиональном сканере). С широкоформатных негативов и слайдов можно получить изображения очень большого размера и высокого качества.
- Печатные оригиналы, полиграфические оттиски, напечатанные фотографии после перевода в цифровой вид с помощью сканера, можно обрабатывать на компьютере. Недостатки — малый динамический диапазон, у полиграфических оттисков — растр, который может провоцировать образование муара.
- Фотобанки — большие хранилища цифровых и аналоговых изображений.
- Серверы файлообмена и поисковые системы. На этих ресурсах нередко можно встретить изображения без ограничений на использование.
Цветокоррекция
Цветокоррекция — внесение изменений в цвет оригинала. Многие относят к цветокоррекции те процедуры, которые не связаны с изменением сюжета изображения. В более узком смысле цветокоррекция — это такое преобразование изображения, объекта или фрагмента, когда новый цвет обрабатываемого пикселя зависит от старого значения этого пикселя и не зависит от соседних пикселей.
Основная причина, по которой приходится выполнять коррекцию цвета, следующая: человеческий глаз имеет способность адаптироваться к силе и спектральным характеристикам освещения таким образом, что сохраняется восприятие цвета предметов в большинстве случаев независимо от спектрального состава освещения, камера же фиксирует световое излучение без адаптации и, при просмотре в других условиях, фотографии иногда сильно отличаются от того, что мы видели, когда фотографировали. Для устранения этой проблемы в фотографии используются алгоритмы выбора и настройки белого цвета. Эти алгоритмы уже можно назвать цветокоррекцией.
Другие причины применения цветокоррекции: недостаточный или избыточный контраст изображения, вуаль, выцветание изображения. Также необходимо отметить цветокоррекцию с целью внесения гармонии между фотоизображениями и дизайном публикации либо содержанием материалов, подобную процессу фотопечати в фотографическом искусстве.
Как и любой другой метод, цветокоррекцию можно применить как инструмент реализации творческого замысла или пожеланий заказчика.
Цифровое изображение всегда представлено в какой-то цветовой модели (Red Green Blue, Lab, и др.), подразумевающей несколько (три, как правило) характеристик для каждой точки изображения (пикселя). Характеристики всех точек изображения называют каналами. Например, в модели RGB каждый пиксел характеризуется значением яркости красной, зелёной и синей составляющих его цвета. Соответственно, в изображении можно выделять каналы красного, зелёного и синего цветов. Функции могут быть заданы как независимые для каждого канала, так и более сложные — например, «Смешение каналов» (Channel Mixer).
Методы преобразования цвета могут быть самыми разными, однако наиболее часто используемыми методами цветокоррекции являются следующие:
- Указание аргументов для функций преобразования входных значений в выходные. В программах эти инструменты называются «уровни», «гамма» и т. п. Иногда наборы значений аргументов выбираются из перечня заранее заданных вариантов. К этому виду преобразований можно отнести так же
- Установка баланса белого (учёт освещения) при преобразовании электронного сигнала матрицы в файл изображения или сканировании плёнки;
- Преобразования, непосредственно задающие изменения контрастности, яркости, гаммы, тона, светлоты, насыщенности изображения или его частей;
- Непосредственное задание графиков преобразования значений по каналам. Этот инструмент обычно называется «Кривые» (Curves). Он позволяет выполнить любые преобразования внутри каждого канала путём ручного формирования графика, аналогичного тем, которые вычисляются функциональными алгоритмами по заданным аргументам. При том, что функции типовых преобразований — уровней, контрастности, яркости, гаммы и т. п. — простые и довольно понятные, инструмент «Кривые» способен оказаться гибче и нагляднее отдельных функциональных преобразований.
Примечания
- *Ю. Гурский, И. Гурская, А. Жвалевский. Источники изображений // Компьютерная графика: Photoshop CS3, CarelDRAW X3, Illustrator CS3. — Питер, 2008. — С. 10-11. — (Трюки и эффекты). — ISBN 978-5-91180-761-0.
- *Б. Фриден. Глава 5. Улучшение и реставрация изображения // Обработка изображений и цифровая фильтрация / Т. Хуанг. — М.: «Мир», 1979. — С. 193-268. — («Проблемы прикладной физики»).
- Инструменты для технического и структурного редактирования изображений // ИНФОРМАТИКА ДЛЯ ГУМАНИТАРИЕВ. Учебник и практикум для академического бакалавриата / Кедрова Г.Е. — Отв. ред. — ISBN 978-5-534-01031-2.
- ↑
-
О влиянии шума на зрительное восприятие и обработку данных можно почитать в книге «Обработка изображений и цифровая фильтрация»
- JPFix . Дата обращения 23 августа 2008.
- *Юрий Сидоренко. . ITC.ua (28 октября 2010). Дата обращения 18 декабря 2010.
- *Подготовка изображений для публикации, экскурс в историю редактирования изображений // ИНФОРМАТИКА ДЛЯ ГУМАНИТАРИЕВ. Учебник и практикум для академического бакалавриата / Кедрова Г.Е. — Отв. ред. — ISBN 978-5-534-01031-2.
- *Т. Хуанг. 1. Введение 1.1 Что такое обработка изображений? // Обработка изображений и цифровая фильтрация / Т. Хуанг. — М.: «Мир», 1979. — С. 9-10. — («Проблемы прикладной физики»).
-
Изменение или интерпретация уже существующих изображений, таких как фотографии или видеоплёнки, называются обработкой изображений
Херн Бейкер, М. Паулин Бейкер. Компьютерная графика. — 3. — Моска, Санко-Петербург, Киев: Изтательский дом «Вильямс», 2005. — С. 69. — ISBN 5-8459-0772-1.
Базовая цветокоррекция
Яркость и контрастность
Проблемы яркости и контрастности — самая очевидная причина корректировать цвет на снимке. Слишком темный или тусклый снимок не будет вызывать интереса. Инструмент «Яркость/Контрастность» позволяет выполнять простую корректировку тонального диапазона изображения. При перемещении ползунка яркости вправо светлые участки изображения расширяются; при перетаскивании его влево значения уменьшаются и расширяются тени. Ползунок контраста расширяет или сжимает общий диапазон тональных значений изображения.
Похожий эффект дает инструмент «Уровни» (Levels).
Цветовая температура или баланс белого
Если фотосъемка происходит при электрическом освещении, получаются фотографии теплых оттенков, а в тени, в помещении без электрического освещения или в пасмурную погоду, соответственно, на снимке отобразятся холодные синеватые тона. Правильная настройка фотоаппарата, конечно, может это предотвратить. Но что, если вы забыли настроить фотоаппарат или сделали это неправильно? Или в процессе съемки стемнело? Тогда потребуется программная коррекция баланса белого (White balance).
Влияющая на цвет характеристика источника освещения называется цветовая температура.
Коррекция цветовой температуры входит в базовую цветокоррекцию всех графических редакторов. Для создания «эталонных» снимков, например для фотостоков, фотографы стремятся к тому, чтобы белый, серый и черный цвета отображались правильно.
Но обработка цвета может решать и другие творческие задачи. Психологи отмечают, что фотографии теплых оттенков вызывают больший интерес и доверие
Кроме того, в художественном фотоснимке важно передать характер освещения, атмосферу, время суток
Насыщенность
Насыщенность (Saturation) также называют «интенсивностью» (intensity), она описывает силу цвета и обозначает его отличие от серого. Чаще всего насыщенные, интенсивные цвета на снимках вызывают положительные эмоции, ведь так выглядят объекты при хорошем освещении
Здесь важно не перестараться: цветные тени и кислотные оттенки выглядят неестественно. Кроме того, усиление насыщенности может привести к усилению цветового шума на цифровых снимках
При решении других творческих задач: для создания меланхоличной атмосферы или ретро-стилистики, насыщенность цветов на снимке снижают.
Любуемся результатом базовой обработки
Фото: pixabay.com
Инструменты подготовки изображения к публикации[10]
Изменение цветовых пространств
Для разных целей (например, отображение на экране компьютера и печать на бумаге) используются разные способы воспроизведения изображений и разные математические модели, описывающие цвет (цветовые пространства) в зависимости от способа воспроизведения. Программы редактирования изображений способны конвертировать изображения из одного цветового пространства в другое.
Основная задача подготовки к публикации — привести изображение к требованиям технического процесса, максимально сохранив при этом само изображение. Например, при подготовке к офсетной печати необходимо провести цветовое преобразование в цветовое пространство печати (чаще всего — CMYK), обеспечить отсутствие превышения суммарной плотности краски и «белых пятен», то есть участком, где минимальное содержание краски меньше минимально отображаемого данным печатным процессом, скорректировать изображение с тем, чтобы нейтральные цвета были переданы определённым для данного печатного процесса сочетанием красок, упредить снижение резкости в процессе смены растра под новый техпроцесс (например, с использованием нерезкого маскирования).
Какой исходник лучше использовать для цветокоррекции
Профессиональные фотографы делают фотоснимки, предназначенные для печати, не в привычном обычному человеку формате JPEG, а в профессиональном формате RAW (этот формат нередко называют «цифровой негатив»). Главное отличие этих двух форматов в том, что фактически возможность серьезной постобработки фотографии имеется только у формата RAW. Результат ручной цветокоррекции RAW заметно превосходит возможность фотоаппаратов делать это в автоматическом режиме. Если фотография сделана в формате JPEG, то любое вмешательство будет приводить только к ухудшению качества изображения.
Новички и любители, выполнив базовую коррекцию фотографий, могут улучшить свои JPEG-файлы в определенных пределах. Если снимок предназначен для веб-публикации, такой обработки может быть вполне достаточно.
Историческая справка по редактированию изображений
До широкого распространения компьютеров обработка изображений выполнялась с помощью специальных химикатов, оптических приборов и т. д., причем большинство доступных сейчас методов обработки также было доступно. Конечно, в те времена обработка была более сложной, менее гибкой и стоила гораздо дороже, в связи с чем выполнялась, в основном, профессионалами в коммерческих целях, художественных или политических.
Ретуширование изображений выполняли вручную, прорисовкой карандашами или специальными красками, выскабливанием отдельных участков или химической обработкой (травлением эмульсии фотографического слоя). Резкость повышалась классической технологией нерезкого маскирования.
Техническую ретушь применяли для устранения случайных, характерных только для химической фотографии, дефектов (точки, пятна, царапины и т. п.) и градации плотности — усиления или ослабления отдельных участков полутонового изображения (с помощью подбора контраста на печати, а также с использованием масок).
Структурную ретушь тоже выполняли вручную — вырезали из негативов нужные части и склеивали их или склеивали готовые фотографии, переснимали или перепечатывали снимки с изменением экспозиции, используя светофильтры.
Подобные оптические методы до сих пор важны в таких областях как, например, голография. Тем не менее, с резким ростом производительности компьютеров эти методы всё в большей мере вытесняются методами цифровой обработки изображений. Методы цифровой обработки изображений являются более точными, надёжными, гибкими и простыми в реализации, нежели обычные методы. В цифровой обработке и редактировании изображений широко применяется специализированное оборудование, такое, как процессоры с конвейерной обработкой инструкций и многопроцессорные системы. В особенной мере это касается систем обработки видео. Тем не менее, стандартные задачи редактирования изображений чаще всего могут быть решены и на персональном компьютере.
Редактирование изображения в художественных целях
Технологии 19 века не позволяли реалистично передавать любое изображение. Например, из-за особенностей экспозиции на фотопейзажах пропадали облака. В таких случаях для большей реалистичности и выразительности применялся монтаж: вид с одного негатива и небо с другого соединяли в одно изображение. Этот способ был предложен французским фотографом Ипполитом Байярдом и применялся известными фотографами, среди которых Густав Ле Гре (морской пейзаж 1856-57 годов), Генри Пич Робинсон («Угасание» 1858 года).
Комбинация изображений часто применялась для достижения особого художественного эффекта. Некоторые фотографии 19 века исполнены в уникальной технике. Так, Оскар Рейландер в фотокартине «Два жизненных пути» 1857 года объединил 32 негатива.
Камиль Сильви на композициях «Речной пейзаж» 1858 года и «Сумерки» 1859—1860 годов не только комбинировал несколько негативов, но и добавил разные элементы с помощью ретуши.
Современная ретушь
В начале XXI в. наиболее востребованы 2 вида ретуши: high-end ретушь («журнальная», «глубокая», «хай энд» ретушь) и ретушь new wave («нью вэйв»)[источник не указан 30 дней].
High-end ретушь – коммерческая ретушь для рекламных целей, с детальной проработкой и значительным преобразованием исходного изображения. Прорабатывается текстура кожи, цвет кожи, волосы и макияж.
Ретушь new wave – так называемая «ретушь без ретуши», представляет собой умеренное редактирование изображения, при котором кожа на портретной фотографии сохраняет особенности текстуры (веснушки, родинки, шрамы, морщины и т.д.). Появление ретуши new wave связано с развернувшимся в 2010-е годы трендом на бодипозитив.
В какой программе делать базовую цветокоррекцию
Корректирующие слои в Adobe Photoshop
Редактировать RAW. Редактировать RAW можно в специальных программах. Например, для Adobe Photoshop устанавливается плагин Camera Raw. Существует онлайн-сервис, позволяющий выполнять простейшие операции с такими файлами — raw.pics.
В Adobe Photoshop. В Adobe Photoshop все операции с цветом лучше делать через корректирующие слои. Так исходный документ остается неизменным, а если результат коррекции вам не понравится, вы можете сбросить настройки и начать редактирование корректирующего слоя заново. Кроме того, можно выполнить коррекцию части изображения, например, сделать светлее землю, а небо оставить, как есть. Для этого нужно наложить маску на корректирующий слой. После этого, редактируя слой-маску, надо черным цветом закрасить небо — черный цвет скрывает эффект корректирующего слоя. Изменение настроек коррекции также производится путем нанесения на маску различных оттенков серого — так можно получить смягченную коррекцию.
Редактировать JPEG онлайн. Помимо профессионального редактора Adobe Photoshop существует множество редакторов растровой графики, выполняющих эти операции. Редактировать JPEG-файлы онлайн можно в Редакторе Фотошоп Экспресс — www.photoshop.com/tools, онлайн-редакторах , pixlr.com.
Редактирование изображений цифровыми методами
Сегодня редактирование изображений проводится в основном на компьютере растровыми редакторами в цифровом виде. Для этого изображение, даже полученное с традиционного носителя (плёнки), переводится в цифровой вид — например, при помощи сканера.
Программы для просмотра и простой обработки изображений часто поставляются вместе с цифровыми фотоаппаратами и сканерами. Более сложные и мощные программы (Adobe Photoshop, Corel PHOTO-PAINT, Paint Shop Pro, Microsoft Picture It!, Visualizer Photo Studio, Pixel image editor, PixBuilder Photo Editor, Fo2Pix ArtMaster и пр.) нужно доставать отдельно и, как правило, за деньги. Исключение составляет GIMP, бесплатно распространяемая программа, возможности которой сравнимы с возможностями Adobe Photoshop.
Современные редакторы не лишены недостатков, однако грамотное их использование позволяет решить большинство задач, возникающих при редактировании изображений. Они позволяют в какой-то степени исправлять технические дефекты, допущенные при проведении фотосъёмки.
Опыт показывает, что оригинал обрабатываемого изображения должен быть по возможности сохранён. Копии можно редактировать как угодно — это будут копия 1, копия 2, копия 3 и т. д.
Теория обработки изображений
Основная статья: Обработка изображений
Термины и определения
В широком смысле, обработка изображений — это любая форма обработки информации, для которой входом являются изображения, например, фотографии или видеокадры. Поэтому термин «Редактирование изображений» является частным случаем термина «обработка изображений». Редактирование изображений — изменение деталей оригинального изображения (в настоящее время, в основном, цифровыми методами).
Обработка фотографических изображений широко применяется в космической фоторазведке для распознавания военных объектов и оружия вероятного противника. При распознавании военных объектов и оружия вероятного противника редактирование изображений крайне нежелательно.
Большинство методов обработки изображений представляют изображения как двумерные сигналы, применяя к ним стандартные методы обработки сигналов.
