Как работает цифровая резкость изображения и почему ее следует использовать

Резкость изображения может быть самой недоиспользуемой уловкой цифровой фотографии с этой стороны изучения гистограммы. Продолжайте читать, пока мы объясняем, что такое повышение резкости изображения, зачем оно нам, что оно делает и почему вы должны свободно применять его к своим собственным изображениям, чтобы изгладить размытые края и сделать ваши изображения всплывающими.

Почему именно изображения нечеткие в первую очередь?

Прежде чем мы углубимся в то, как повысить резкость ваших изображений, важно понять, почему цифровые изображения вообще требуют резкости в первую очередь. Цифровые изображения, созданные как в цифровой камере, так и путем сканирования изображений для создания цифровых копий аналоговых произведений, страдают от ограничений, налагаемых датчиком цифрового устройства..

Хотя ограничения датчиков по сравнению с человеческим глазом многочисленны, существует одно конкретное ограничение, которое создает чрезмерно мягкие или нечеткие изображения. Человеческий глаз способен различать контрастные линии с невероятной четкостью и резкостью. Датчик цифровой камеры, однако, ограничен количеством пикселей или точек данных, которые он может собирать.

Когда сцена до этого имеет более высокое разрешение, чем она может захватить (что она всегда есть), она вынуждена захватить среднее из того, что видят отдельные пиксели на датчике. Результатом является размытое изображение, поскольку камера (или сканер) вынуждена делать все возможное с ограниченным количеством данных, которые она может захватывать..

Давайте рассмотрим некоторые цифровые макеты этого явления, чтобы продемонстрировать эффект, прежде чем перейти к работе с реальными фотографиями. На изображении ниже мы разделили пространство на два треугольника, один черный и один белый.

При просмотре на обычном экране на расстоянии это выглядит как одна четкая и непрерывная линия между черным и белым участками. Давайте представим ради демонстрации, что изображение выше - это не цифровое изображение, представленное вам на цифровом экране, а пересечение двух пространств в реальном мире. Скажем, две половины холста, которые были нарисованы с предельной точностью, чтобы даже при просмотре на очень близком расстоянии с лупой в руке линия оставалась четкой и четкой. Таким образом, эта линия разрешается нашими глазами до максимального разрешения, и мы воспринимаем ее как очень резкую и четкую..

Давайте рассмотрим тот же макет двух треугольников, как если бы он был снят датчиком изображения с очень низким разрешением. В то время как изображение выше содержит почти 200 000 пикселей, изображение ниже представляет собой черно-белое пространство, как если бы степень разрешения была чуть выше 200 пикселей..

Мы знаем, что если линия разграничения между белой и черной областями является острой как бритва для человеческого глаза, то она должна быть острой как бритва в камере, верно? Проблема в том, что когда четкое очертание бритвы настолько хорошо, что оно проходит через заданный пиксель на датчике камеры, отдельный пиксель не может сказать: «Хорошо, половина меня белая, половина меня черная».

Он может записать только одно значение для всего пикселя. Таким образом, он вынужден сказать: «Хорошо, среднее значение света, попадающего на меня, серое», потому что он не может записывать часть черного и часть белого, а просто среднее значение фотонов, попадающих на отдельный пиксель..

Чем больше пикселей вы упаковываете в датчик, тем больше деталей вы можете разрешить, но в конечном итоге в каждом создании цифрового изображения наступает момент, когда входящие данные (свет, отражающийся от фотографируемого объекта или сканируемой фотографии), превышают возможности датчик, отдельные пиксели подстраиваются под выбор лучшего оттенка оценки, и контраст между краями размыт.

Исправление нечетких фотографий с нерезкой маской

Теперь, когда мы знаем, что вызывает нечеткие фотографии, давайте посмотрим, что вы можете сделать, чтобы решить проблему, и придать вашим изображениям четкость, которая действительно помогает им всплыть (независимо от того, создаете вы их или загружаете на Facebook).

К счастью для нас, концепция, которую мы только что обрисовали в предыдущем разделе, хорошо известна и понятна в сообществе фотографов, и существует множество способов ее исправить. Наиболее распространенный способ, и на котором мы сосредоточимся сегодня, это применение так называемой «нерезкой маски».

Противоинтуитивно названная нерезкая маска становится немного более интуитивно понятной, если вы понимаете, как работает процесс. Когда вы применяете нерезкую маску к изображению, приложение редактирования создает временную маску, используемую для сравнения областей изображения, которые являются резкими (с высокой контрастностью) и нерезкими (с низкой контрастностью). Затем он обостряет нерезкие области (используя эту маску в качестве ориентира) до тех пор, пока разница между областями с высокой и низкой контрастностью не будет выровнена в соответствии со спецификацией пользователя. Таким образом, маска нерезкости - это не инструмент повышения резкости, как может показаться на первый взгляд из названия, а инструмент, который сообщает вам, какие части изображения нечеткие, и исправляет их..

Давайте заручимся поддержкой нашей дружелюбной служебной собаки по крикету, показанной выше, чтобы продемонстрировать, как именно работает нерезкая маска и какие изменения мы можем в нее внести. Несмотря на то, что сегодня мы будем использовать Adobe Photoshop для демонстрации, инструмент нечеткой маски можно найти в самых разных приложениях для редактирования изображений, поскольку он является отраслевым стандартом. Термины и методы, которые вы увидите здесь, применяются так же легко к бесплатным решениям для редактирования, как GIMP, как и к Photoshop..

Сначала давайте изучим фото. Изображение выше, прямо с камеры без какого-либо редактирования, просто уменьшено в размерах для вставки в эту статью. С фотографией все в порядке. Предмет находится в центре, лицо субъекта находится в фокусе, в этом нет ничего особенно нежелательного (если, вы знаете, вам нет дела до маленьких собак). Но давайте увеличим и посмотрим на изображение более подробно.

Когда мы подходим очень близко, становится очевидно, что изображение выглядит очень мягко. Это не ошибка объектива (мы сняли это изображение с очень острой основной линзой), а побочный эффект способа обработки изображения в камере, как мы уже обсуждали ранее..

Чтобы повысить резкость изображения, давайте запустим нерезкую маску. Во-первых, подготовьтесь к маске нерезкости, отрегулировав изображение на 100 или 50 процентов; Алгоритмы сглаживания, используемые как редактором, так и вашей операционной системой, могут искажать эффекты процесса повышения резкости при других уровнях масштабирования..

В фотошопе вы найдете его в разделе Фильтры -> Резкость -> Нерезкая маска.

Как мы упоминали выше, внешний вид инструмента «Нерезкая маска» довольно универсален, и вы найдете три параметра: «Сумма», «Радиус» и «Порог», независимо от того, какой инструмент редактирования изображений вы используете. Самый простой способ понять, что они делают, это просто поиграть с ними, но мы выделим ключевые моменты здесь.

Количество: Всегда указывается в процентах, величина указывает степень корректировки (сколько света получают более светлые края и насколько темнее становятся более темные края). На нижнем краю регулировки это трудно заметить, но при максимальном увеличении контраст становится очень сильным. 50-100 процентов - это безопасное место для старта.

Радиус: Определяет, насколько велика область вокруг каждой исправленной точки, к которой применяется эффект. Радиус и количество переплетаются; если вы уменьшите значение Amount, вы можете увеличить значение Radius (и наоборот). Увеличение обоих уровней до высокого приведет к значительному искажению цвета и контраста (что может быть желательным художественным эффектом, но не приведет к естественному виду изображения).

Порог: Функция порога определяет, где будет применяться алгоритм повышения резкости, исходя из минимального уровня яркости / контрастности. Эта особая настройка очень полезна для выборочного увеличения контраста в областях с высокой контрастностью (например, вокруг глаз), но не для областей с чрезмерной резкостью, которые вы хотите оставить гладкими (например, кожа на лице). Чем ниже значение, тем больше будет равномерной резкости изображения. Чем выше значение, тем больше областей будет исключено. Таким образом, если вы хотите, чтобы эффект повышения резкости применялся ко всему изображению настолько равномерно, насколько это возможно, вы должны установить его на ноль, а также если хотите повысить резкость деталей на лице субъекта (например, по образцу радужной оболочки и ресниц), не делая их поры и морщины выделяются, вы будете увеличивать значение, пока не достигнете желаемого баланса.

Вы также заметите, что у нас небольшое окно предварительного просмотра также установлено на 50 процентов (одни и те же проблемы сглаживания применяются как к предварительному просмотру всего изображения, так и к предварительному просмотру изображения в поле Unsharp Mask..

Применение указанных выше настроек (100/4/3 для этого конкретного изображения) значительно повышает резкость изображения; давайте посмотрим на точно такой же урожай, который мы сделали выше, чтобы увидеть разницу.

При близком рассмотрении изменения очевидны. Вокруг глаз контраст намного выше, блики в глазах более четкие, а шерсть на морде и лице более четкая.

При просмотре с той же обрезкой, что и у исходного обработанного изображения, изменения менее драматичны (так как они не видны так близко), но они выделяют детали изображения, например, мех вокруг морды..

Это настоящая цель повышения резкости изображения. Вы хотите воссоздать резкость реального объекта, видимого человеческим глазом, но не создавать такой интенсивный и заметный контраст, чтобы зритель задавался вопросом, какие манипуляции были выполнены на фотографии.

Пока мы смотрим на фотографию, важно указать, чего не может сделать нерезкая маска. Это делает сфокусированную область фотографии выглядят лучше сфокусирован, обостряя края и придавая ему четкий вид, но он не может добавить деталей, которых не существует. Вы заметите, что на фотографии выше глаза, морда и нос стали более острыми (как и шерсть окружающего лица), а поводок, бетон, мох и листья - нет. Эти объекты были настолько не в фокусе на оригинальной фотографии, что никакая резкость не могла создать даже иллюзии их нахождения в фокальной плоскости..

Нечеткие маски Советы и хитрости

Хотя люди и животные выигрывают от применения нерезкой маски (особенно вокруг глаз, которые выглядят намного лучше, когда они четкие и яркие, а не с мягкой фокусировкой), нерезкая маска действительно помогает практически каждому появлению изображения.

Например, в приведенном выше сравнении нет ничего плохого в изображении слева, но после коррекции мягкости с помощью маски нерезкости повышенный контраст на правом изображении действительно помогает выделиться и придать ему красивый четкий вид.

Чтобы получить максимальную отдачу от приложения нерезких масок, независимо от предмета, давайте рассмотрим некоторые советы и рекомендации, которые обеспечат плавность процесса повышения резкости..

Отключить резкость в камере. Прежде всего вы хотите отключить резкость в камере. Камеры «наведи и снимай» почти всегда имеют повышенную резкость, в то время как высокопроизводительные зеркальные камеры редко имеют (производитель предполагает, что пользователь «наведи и снимай» не будет выполнять какую-либо работу по постобработке, тогда как владелец DSLR наиболее скорее всего будет). Фотографии, обработанные дважды с нерезкой маской, выглядят ужасно, поэтому лучше, если вы отключите камеру и отрегулируете резкость на своем компьютере.

Фокус король. Четкий физический фокус в камере стоит больше, чем может дать любая нерезкая маска. Совершенствуйте свои навыки фокусировки (и снимайте линзы, если они плохо сфокусированы). Как мы упоминали выше, нет волшебного способа использовать нерезкую маску для расширения или фиксации фокальной плоскости фотографии; Вы можете только точить то, что уже в фокусе.

Меньше - больше. Используйте нерезкую маску, чтобы изображение получилось немного попсовым. Подумайте о разнице между просмотром дисплея 1080p и дисплея 4K. Изображение 1080p красивое и очень высокого разрешения (по сравнению со старыми телевизорами стандартной четкости), но 4K обладает такой резкостью, которая просто вспыхивает прямо на экране. Когда вы настраиваете и сравниваете свои фотографии, вы хотите получить правильное увеличение резкости, которое перемещает изображение с «Да, это хорошо». На «Вау, это четко». Однако это тонкая линия; как только вы попадаете в это сладкое пятно, дальнейшее увеличение резкости часто приводит к сверхъестественному или совершенно неестественному виду изображения..

Точить последний. Если вы занимаетесь каким-либо другим редактированием изображения, настройкой цвета, исправлением пыли или застреванием пикселей или иным образом редактируете изображение, вы всегда сохраняете процесс повышения резкости до последнего. Подумайте об увеличении резкости изображения как о полировке ювелирного изделия после того, как вы закончили с ним работать. Это последний шаг после того, как каждый кусок помещен, каждый кусок металла согнут и спаян, и он готов для галереи.

Вооружившись пониманием процесса повышения резкости и того, как наилучшим образом использовать его, вы готовы применить его к своим собственным фотографиям, чтобы превратить хорошие (хотя и мягкие) фотографии в привлекательные, которые действительно выпадают из экрана, стены гостиной или где бы они ни оказались.

У вас есть насущный вопрос о редактировании изображений, фотографии или о том, как получить максимальную отдачу от вашей цифровой камеры? Снимите нам письмо по адресу [email protected], и мы сделаем все возможное, чтобы ответить на него.