Jak działa funkcja cyfrowego wyostrzania obrazu i dlaczego warto z niego korzystać

Wyostrzanie obrazu może być najbardziej nieużyteczną sztuczką fotografii cyfrowej po tej stronie badania histogramu. Czytaj dalej, jak wyjaśnimy, czym jest wyostrzanie obrazu, dlaczego go potrzebujemy, dlaczego to robimy i dlaczego powinniśmy stosować go swobodnie do własnych obrazów, aby pozbyć się rozmytych krawędzi i sprawić, że obrazy będą.

Dlaczego dokładnie są rozmyte obrazy w pierwszym miejscu?

Zanim zajmiemy się wyostrzaniem obrazów, ważne jest, aby dokładnie zrozumieć, dlaczego cyfrowe obrazy wymagają w ogóle wyostrzenia. Obrazy cyfrowe, zarówno te utworzone w aparacie cyfrowym, jak i skanujące obrazy w celu utworzenia cyfrowych kopii prac analogowych, cierpią z powodu ograniczeń nałożonych przez czujnik urządzenia cyfrowego.

Podczas gdy ograniczenia czujników w porównaniu z ludzkim okiem są liczne, istnieje jedno szczególne ograniczenie, które tworzy nadmiernie miękkie lub rozmyte obrazy. Ludzkie oko jest w stanie odróżnić linie kontrastu z niewiarygodną wyrazistością i ostrością. Czujnik aparatu cyfrowego jest jednak ograniczony przez liczbę pikseli lub punktów danych, które może zebrać.

Kiedy scena przed nią ma wyższą rozdzielczość niż może przechwycić (która zawsze jest), jest zmuszona uchwycić średnią tego, co poszczególne piksele na czujniku widzą. Rezultatem jest fuzzing obrazów, ponieważ kamera (lub skaner) jest zmuszona zrobić wszystko, co może, dzięki ograniczonej ilości danych, które może przechwycić.

Spójrzmy na niektóre cyfrowe makiety tego zjawiska, aby zademonstrować efekt, zanim przejdziemy do pracy z rzeczywistymi zdjęciami. Na poniższym obrazku podzieliliśmy przestrzeń na dwa trójkąty, jeden czarny i jeden biały.

Oglądany z odległości na typowym ekranie wygląda jak wyraźna i ciągła linia między czarnymi i białymi sekcjami. Udawajmy ze względu na demonstrację, że powyższy obraz nie jest cyfrowym obrazem przedstawionym na cyfrowym ekranie, ale przecięciem dwóch przestrzeni w realnym świecie. Powiedz dwie połówki płótna, które zostały pomalowane z niezwykłą precyzją, tak, że nawet patrząc w bardzo bliskiej odległości z lupą w ręku, linia pozostaje ostra i wyraźna. Linia ta jest następnie rozpatrywana przez nasze oczy do maksymalnej rozdzielczości i postrzegamy ją jako bardzo ostrą i wyraźną.

Spójrzmy na tę samą makietę dwóch trójkątów, jakby została przechwycona przez czujnik obrazu o bardzo niskiej rozdzielczości. Chociaż powyższy obrazek zawiera prawie 200 000 pikseli, poniższy obraz przedstawia czarno-białą przestrzeń, tak jakby stopień rozdzielczości wynosił zaledwie 200 pikseli.

Wiemy, że jeśli linia oznaczająca obszar biały i czarny jest ostra jak brzytwa dla ludzkiego oka, powinna być ostra jak brzytwa w aparacie, prawda? Problem polega na tym, że takie ostre jak brzytwa rozgraniczenie jest tak dobre, że przechodzi przez dany piksel na czujniku aparatu, a pojedynczy piksel nie może powiedzieć: "OK, połowa mnie jest biała, połowa mnie jest czarna".

Może tylko nagrać pojedynczą wartość dla całego piksela. W związku z tym jest zmuszony powiedzieć: "OK, średnia uderzającego mnie światła jest szara", ponieważ nie może zarejestrować części czarnej i części białej, ale jedynie średnią z fotonów uderzających w pojedynczy piksel.

Im więcej pikseli umieszczasz w czujniku, tym więcej szczegółów możesz rozwiązać, ale ostatecznie pojawia się punkt w każdym tworzeniu obrazu cyfrowego, w którym przychodzące dane (światło odbijające się od fotografowanego obiektu lub skanowane zdjęcie) przewyższają możliwości czujnika, poszczególne piksele są zrezygnowane z wyboru najlepszego odcienia, a kontrast między krawędziami jest rozmazany.

Naprawianie rozmytych zdjęć za pomocą maski wyostrzającej

Teraz, gdy wiemy, co powoduje rozmyty zdjęcia, spójrzmy, co możesz zrobić, aby rozwiązać problem i nadać zdjęciom ostrość, która naprawdę pomaga im w wyświetlaniu (niezależnie od tego, czy je kadrujesz, czy przesyłasz na Facebooka).

Na szczęście dla nas koncepcja, którą właśnie opisaliśmy w poprzedniej sekcji jest dobrze znana i zrozumiała w środowisku fotograficznym i istnieje wiele sposobów podejścia do jej korygowania. Najczęstszym sposobem i sposobem, w jaki się dzisiaj skupimy, jest stosowanie tzw. "Maski nieostrości".

Nieintuicyjnie nazwana maska ​​nieostra staje się nieco bardziej intuicyjnie nazwana, jeśli zrozumiesz, jak działa ten proces. Po zastosowaniu maski wyostrzającej do obrazu aplikacja do edycji tworzy tymczasową maskę używaną do porównywania obszarów obrazu ostrych (z wysokim kontrastem) i nieostrych (z niskim kontrastem). Następnie wyostrza obszary nieostre (używając tej maski jako wskazówki), aż różnica między obszarami o wysokim kontraście i niskim kontraście wyrówna się zgodnie ze specyfikacją użytkownika. W związku z tym maska ​​nieostra nie jest narzędziem do wyostrzania, ponieważ nazwa może na pierwszy rzut oka sugerować, ale narzędzie, które mówi, które części obrazu są nieostre i poprawia je.

Korzystajmy z pomocy naszego przyjaznego psa biurowego Cricket, widzianego powyżej, aby dokładnie pokazać, jak działa maska ​​nieostrą i jakie dostosowania możemy do niej wprowadzić. Chociaż będziemy używać Adobe Photoshop do demonstracji, narzędzie masowania nieostrości znajduje się obecnie w wielu różnych programach do edycji obrazów, ponieważ jest to coś w rodzaju standardu branżowego. Warunki i metody, które tu zobaczysz, odnoszą się równie łatwo do darmowych rozwiązań do edycji, takich jak GIMP, jak do Photoshopa.

Najpierw przyjrzyjmy się zdjęciu. Obraz powyżej, prosto z aparatu bez edycji, jest po prostu zmniejszony do wstawienia w tym artykule. Nic złego w tym zdjęciu. Obiekt jest wyśrodkowany, twarz obiektu jest skupiona, nie ma w tym nic szczególnie niepożądanego (chyba, że ​​nie interesują Cię małe psy). Ale powiększmy i przyjrzyjmy się bliżej szczegółom.

Kiedy wchodzimy naprawdę blisko, staje się oczywiste, że obraz jest bardzo miękki. To nie wina obiektywu (nakręciliśmy ten obraz z bardzo ostrym obiektywem głównym), ale efekt uboczny sposobu przetwarzania obrazu w aparacie, tak jak wcześniej omawialiśmy.

Aby wyostrzyć obraz, uruchommy maskę nieostrą. Najpierw przygotuj się na maskę wyostrzającą, dostosowując obraz do powiększenia 100% lub 50%; Algorytmy antyaliasingu używane przez edytor i system operacyjny mogą zniekształcać efekty procesu wyostrzania na innych poziomach powiększenia.

W Photoshopie znajdziesz go w Filters -> Sharpen -> Unsharp Mask.

Jak wspomnieliśmy powyżej, wygląd narzędzia maskowania nieostrości jest dość uniwersalny, a znajdziesz trzy ustawienia, Kwota, Promień i Próg, niezależnie od używanego narzędzia do edycji obrazów. Najprościej zrozumieć, co robią, to po prostu bawić się nimi, ale podkreślimy tutaj kluczowe punkty.

Ilość: Zawsze podana w procentach, ilość wskazuje stopień dopasowania (ile światła ma jaśniejsza krawędź, a jak ciemno, ciemniejsze krawędzie). Na niższym końcu regulacji trudno to zauważyć, ale kiedy go zwiększymy, kontrast staje się bardzo ekstremalny. 50-100 procent to bezpieczne miejsce do rozpoczęcia.

Promień: Określa wielkość obszaru wokół każdego skorygowanego punktu, w którym zastosowano efekt. Promień i ilość są ze sobą powiązane; jeśli zmniejszysz wartość Kwota, możesz zwiększyć wartość Promienia (i odwrotnie). Zwiększenie zarówno do wysokich poziomów doprowadzi do znacznego zniekształcenia koloru i kontrastu (co może być pożądanym efektem artystycznym, ale nie spowoduje uzyskania naturalnie wyglądającego obrazu).

Próg: Funkcja progowa określa, gdzie algorytm ostrzenia zostanie zastosowany w oparciu o minimalny poziom jasności / kontrastu. To szczególne ustawienie jest bardzo przydatne do selektywnego zwiększania kontrastu w obszarach o wysokim kontraście (np. Wokół oczu), ale nie do nadmiernego wyostrzania obszarów, które chcesz pozostawić gładkie (np. Skóra na twarzy). Im niższa wartość, tym bardziej jednolite wyostrzenie obrazu. Im wyższa wartość, tym więcej obszarów zostanie wykluczonych. Tak więc, jeśli chcesz, aby cały obraz miał efekt wyostrzania równomiernie równomiernie ustawiony na zero i chciałbyś wyostrzyć szczegóły na twarzy fotografowanej osoby (jak wzór ich tęczówek i rzęs) bez wykonywania ich pory i zmarszczki wyróżniają się, zwiększysz wartość, aż osiągniesz pożądany balans.

Zauważysz również, że mamy małe okno podglądu ustawione na 50 procent (te same problemy z wygładzaniem dotyczą zarówno podglądu całego obrazu, jak i podglądu obrazu w oknie Maska wyostrzająca.

Zastosowanie ustawień, które mamy powyżej (100/4/3 dla tego konkretnego obrazu) znacznie wyostrza obraz; przyjrzyjmy się dokładnie tej samej uprawie, którą zrobiliśmy powyżej, aby zobaczyć różnicę.

Widziane z bliska zmiany są oczywiste. Wokół oczu jest znacznie większy kontrast, podkreślają się w oczach, a futro kufy i twarzy jest bardziej wyraziste.

Podczas oglądania z takim samym kadrem, co oryginalny obraz retuszowany, zmiany są mniej dramatyczne (ponieważ nie są widoczne w tak zbliżony sposób), ale powodują, że szczegóły na zdjęciu, takie jak futro wokół pyska, wyróżniają się.

To jest prawdziwy cel wyostrzenia obrazu. Chcesz odtworzyć ostrość rzeczywistego obiektu widzianego z ludzkiego oka, ale nie tworzyć tak intensywnego i zauważalnego kontrastu, że widz zastanawia się, jaki rodzaj manipulacji został wykonany na zdjęciu.

Podczas gdy patrzymy na zdjęcie, ważne jest, aby wskazać, co maska ​​nieostra nie może zrobić. Sprawia, że ​​skupiony obszar zdjęcia wygląda lepszy koncentruje się poprzez wyostrzenie krawędzi i nadanie mu ostry wygląd, ale nie może dodać szczegółów, które nie istnieją. Zauważysz, że na powyższym zdjęciu oczy, kufa i nos stały się ostrzejsze (jak również futro otaczającej twarzy), ale smycz, beton, mech i liście nie. Obiekty te były tak nieostre na oryginalnym zdjęciu, że żadna ilość wyostrzania nie mogła stworzyć nawet iluzji ich w płaszczyźnie ogniskowej.

Maski i maski Unsharp Mask

Mimo, że ludzie i zwierzęta odnoszą korzyści z zastosowania maski nieostrości (szczególnie wokół oczu, które wyglądają znacznie lepiej, gdy są ostre i jasne, a nie skupione na miękkich), maska ​​nieostra naprawdę pomaga każdemu popowi.

W powyższym przykładzie na przykład nie ma nic złego w obrazie po lewej stronie, ale gdy poprawi się miękkość za pomocą maski nieostrości, zwiększony kontrast na prawym obrazie naprawdę pomaga wyróżnić się obrazowi i nadaje mu ładny, ostry wygląd.

Aby jak najlepiej wykorzystać aplikację Unsharp Mask, niezależnie od tematu, omówmy kilka wskazówek i trików, które zapewniają, że proces ostrzenia jest płynny.

Wyłącz ostrzenie w aparacie. Przede wszystkim chcesz wyłączyć ostrzenie w aparacie. Kamery punktowe i strzelające prawie zawsze mają ostrzenie na pokładzie, podczas gdy wysokiej klasy lustrzanki cyfrowe rzadko robią (domniemaniem producenta jest to, że użytkownik punktu i robienia zdjęć nie będzie wykonywał żadnej obróbki końcowej, podczas gdy właściciel lustrzanki cyfrowej najbardziej prawdopodobnie będzie). Zdjęcia z podwójną obróbką z nieostrą maską wydają się być dość okropne, więc najlepiej jest wyłączyć w aparacie i dostroić wyostrzenie na komputerze.

Focus jest królem. Ostry fizyczny fokus w aparacie jest wart więcej niż jakakolwiek nieostra maska ​​może ci dać. Doskonal swoje umiejętności ustawiania ostrości (i porzuć obiektyw, jeśli jest luźny i miękki w ognisku). Jak wspomnieliśmy powyżej, nie ma magicznego sposobu użycia maski nieostrości w celu rozszerzenia lub naprawienia płaszczyzny ogniskowej zdjęcia; możesz tylko wyostrzyć to, co już jest ostre.

Mniej znaczy więcej. Użyj maski nieostrości na tyle, aby nadać zdjęciu trochę popu. Pomyśl o różnicy między widokiem na wyświetlacz 1080p i wyświetlacz 4K. Obraz 1080p jest piękny i bardzo wysokiej rozdzielczości (w porównaniu do starych telewizorów o standardowej rozdzielczości), ale 4K ma taką ostrość, która po prostu tryska z ekranu. Kiedy dostosowujesz i porównujesz zdjęcia, które chcesz uchwycić w prawo-prawy wzrost ostrości, który przesuwa obraz z "Tak, to miłe", "Wow, to ostry". Jest to jednak cienka linia; kiedy uderzysz w tę słodką plamkę, dalsze zwiększanie ostrzenia często prowadzi do niesamowitego, nienaturalnie wyglądającego obrazu.

Ostro na końcu. Jeśli wykonujesz dowolną inną edycję obrazu, regulację koloru, utrwalanie kurzu, lub zacinanie pikseli lub edytowanie obrazu w inny sposób, zawsze zachowujesz proces ostrzenia na koniec. Pomyśl o wyostrzeniu obrazu jako polerowaniu biżuterii po zakończeniu pracy nad nią. Jest to ostatni krok po umieszczeniu każdego elementu, każdy kawałek metalu wygięty i przylutowany, i gotowy do galerii.

Uzbrojeni w zrozumienie procesu wyostrzania i jak najlepiej z niego skorzystać, jesteście gotowi zastosować go do własnych zdjęć, aby zamienić dobre (aczkolwiek miękkie) zdjęcia w przyciągające wzrok te, które naprawdę wyskakują z ekranu, ściany salonu lub gdziekolwiek się znajdą.

Masz pilne pytanie dotyczące edycji zdjęć, fotografii lub maksymalnego wykorzystania możliwości aparatu cyfrowego? Zrób nam wiadomość e-mail na adres [email protected], a my dołożymy wszelkich starań, aby na nią odpowiedzieć.