Урок 9. Тоновая коррекция изображения

 

• Упражнение 9.1

• Упражнение 9.2

• Упражнение 9.3

• Упражнение 9.4

• Упражнение 9.5

• Упражнение 9.6

• Самостоятельная работа

 

Упражнение 9.1. Гистограмма изображения

Тоновая коррекция заключается в перераспределении света и тени между пикселями, то есть в регулировке яркости и контрастности изображения. Ее можно выполнять как для полутоновых, так и для цветных изображений, но мы начнем с полутоновых изображений, коррекцию которых проще освоить.
Качество полутонового изображения можно определить по гистограмме яркостей. Так как полутоновое изображение состоит из оттенков одного цвета, то все его пиксели отличаются друг от друга только яркостью. Гистограмма изображения - это график, где по горизонтальной оси отложены уровни яркости от 0 до 255, а по вертикальной оси ­число пикселей изображения. Часть диапазона, которая используется в изображении, называется его тоновым диапазоном.
Крайняя слева точка гистограммы соответствует нулевой, а крайняя справа - максимально возможной яркости. Чем шире тоновый диапазон, тем больше деталей может передать изображение и тем выше го качество. Условно тоновый диапазон делится на три части. Левая часть соответствует темным местам изображения, правая часть - светлым местам, между ними находятся средние тона. В идеальном изображении присутствуют пиксели всех оттенков. В фотографии на рис. 9.1 практически нет ни светлых, ни темных тонов, она слишком серая. Для его коррекции желательно расширить тоновый диапазон.
Для того чтобы увидеть гистограмму изображения и провести коррекцию диапазона, выполните команду Окно ~ Гистограмма. Для того чтобы преобразовать диалоговое окно к более информативному виду (как на рис. 10.1), в меню палитры выберите строчки Расширенный вид и Показать статистику. Под гистограммой выводится следующая информация:

• Среднее - среднестатистическое значение яркости;
• Отклонение - среднее отклонение от среднестатистического;
• Медиана - середина тонового диапазона изображения;

• Пиксели - число пикселей во всем изображении или в выделенной области..

Справа выводится информация о том месте гистограммы, где вы держите указатель:

• Уровень - уровень яркости на месте указателя;
• Число - число пикселей с данным уровнем яркости;
• Проценты - число пикселей с уровнями не больше текущего в процентах от общего числа пикселей в изображении.

   Можно посмотреть статистику для диапазона яркостей. Для этого надо щелкнуть в начальной точке диапазона и протащить указатель вдоль горизонтальной оси. Диапазон по мере продвижения указателя будет выделяться подсветкой. Все это время в правой части табло выводится текущая информация о выделенном диапазоне. В строке Уровень вы видите два значения: начальный и конечный уровни выделенного диапазона.

 

Рисунок 9.1.Гистограмма яркостей серого изображения

 

Упражнение 9. 2. Растягивание тонового диапазона

Один из способов тоновой коррекции - растягивание тонового диапазона. Для этого на оси яркости отбрасываются самые светлые и самые темные тона, которые представлены слишком малым количеством пикселей или совсем не представлены. Самый темный из оставшихся тонов (он называется черной точкой) заменяется черным (с нулевой яркостью), самый светлый - белым (он называется белой точкой). Яркости всех промежуточных тонов пересчитываются по старой кривой. Для сохранения деталей изображения требуется вручную подкорректировать средние тона.
Для настройки выполните команду  Изображение ~ Коррекция ~ Уровни. Перед вами появит­ся диалоговое окно (рис. 9.2, в свитке Канал можно выбрать настраиваемый канал или верхнюю строку с названием цветовой модели (все каналы): RGB, Red, Green, Blue, Luminosity, Color. Рассмотрим настройку на практическом примере.

1. Откройте изображение Дворец.jрg из папки Урок 9 (рис. 9.2) и выполните команду Изображение ~ Коррекция  ~ Уровни. Поскольку это изображение в серой гамме, канал выбирать не надо.
2. В полях Входные уровни вы видите значения входных уровней, то есть граничных уровней яркости. В начале настройки они равны 0 и 255. В среднем поле – яркость среднего тона, она измеряется в условных единицах и может меняться от 0 до 10. По умолчанию она равна 1.
3. Установите флажок Предварительный просмотр, чтобы увидеть происходящие изменения.
4. Сначала зададим черную точку изображения. Щелкните по ле­вому ползунку (он черного цвета) и перетащите его вправо, в то место, где уже есть заметное количество пикселей до входного уровня - 25. Все изображение слегка потемнело. Можно не двигать ползунок, а ввести нужное значение в левое поле Входные уровни.
5. Теперь задайте белую точку изображения, передвинув правый белый ползунок влево, как на рис. 10.2 слева, до значения входного уровня - 220. Изображение снова посветлело и стало более контрастным, чем раньше.
6. Теперь можно немного подрегулировать средние тона, не трогая больше границы диапазона. Для этого подвигайте в разные стороны средний серый ползунок и выберите оптимальное его положение.
7. Щелкните по кнопке ОК. Снова откройте окно Уровни и посмотрите, какой стала гистограмма изображения после коррекции (она растянулась на весь диапазон).
8. Сохраните под именем Растягивание тонового диапазона и закройте.

Рисунок 9.2. Коррекция тонового диапазона

Можно растянуть диапазон автоматически, для этого надо щелкнуть по кнопке Авто окна Уровни. Автоматическая коррекция всегда выполняется в средних тонах, то есть диапазон обрезается с обеих сторон. Для цветных изображений этот вид коррекции выполняется для каждого канала. При этом остальные каналы автоматически подстраиваются, чтобы цвет изображения не изменился.
Автоматическую коррекцию можно выполнить и не заходя в это окно. Для этого выберите команду Изображение ~ Коррекция ~ Автоуровни.
В правой части окна уровней вы видите три cnopki. С их помощью можно указать белую, черную и серую точки прямо на изображении. Для этого надо сначала щелкнуть по соответствующей кнопке, а затем - в самом темном или самом светлом месте изображения. Средняя кнопка (серая точка) работает только в цветных изображениях. Она позволяет указать нейтральный серый тон.
Чтобы отменить всю настройку и вернуться к ее началу, нажмите клавишу Alt. Кнопка Отменить, которую вы используете, заменится кнопкой Восстановить. При значительном растя­гивании тонового диапазона в гистограмме могут появиться провалы (гистограмма становится похожа на гребенку). Ничего страшного в этом нет, если только они не слишком большие.

 

Упражнение 9.3. Сужение тонового диапазона

Растягивая диапазон, мы увеличивали контрастность изображения. Иногда перед вами встает обратная задача - уменьшить контрастность. Особенно это бывает нужно, если изображение предназначено для печати. В этом случае очень темные и очень светлые места на изображениях получаются плохо. Для корректировки тона можно также использовать нижний движок Выходные уровни окна Уровни.

1. Откройте изображение На6ережная.jрg из папки Урок 9 (рис. 9.3) и выберите команду Изображение ~ Коррекция ~ Уровни.
2. Изображение достаточно контрастное из-за черного контура памятника. Чтобы осветлить самые темные места изображения и затемнить самые светлые, передвиньте черный и белый ползунки Выходные уровни, как в диалоговом окне на рис. 9.3 (33 и 236).
3. Изображение стало менее контрастным. Подрегулируйте средние тона промежуточным ползунком, чтобы рельеф памятника стал более отчетливым. Щелкните по кнопке ОК.
4. Сохраните под именем Сужение тонового диапазона и закройте.

Рисунок 9.3. Сужение тонового диапазона

 

Упражнение 9.4. Коррекция с определением черной и белой точек

Для правильной настройки важно точно определить черную и белую точки изображения. Определить черную и белую точки можно в окне Изображение ~ Коррекция ~ Уровни.
Двигайте правый белый ползунок влево, пока все изображение не станет белым, кроме самых темных деталей изображения. Запомните эти места. Это черная точка изображения. Далее передвиньте левый черный ползунок вправо, пока почти все изображение не станет черным, кроме самых светлых деталей. Запомните и эти места, это белая точка изображения.

1. Откройте документ Дворец.jрg из папки Урок 9. Он вам уже знаком. Мы скорректируем это изображение еще раз с помо­щью опорных точек
2. Для этого выполните команду Изображение ~ Коррекция ~ Уровни. Определите черные и белые точки. Черная точка находится в ветках дерева, а белая ­на дорожной полоске переднего фона. Запомните эти места.
3. Выберите черную пипетку и укажите черную точку, белой пипеткой выберите белую точку. Вы получите (почти) тот же результат, что в упражнении 9.1.
4. У вас получатся интересные варианты, если выберете другие места в качестве черной и белой точек (щелкая просто наугад в разных местах).
5. Сохраните под именем Коррекция с определением черной и белой точек и закройте.

 

Упражнение 9.5. Коррекция уровней яркости с помощью тоновой кривой

Еще одним способом изменения характеристик полутоновых изобра­жений является настройка тоновой кривой. Работая в окне Уровни, вы могли влиять только на расположение темных, светлых и средних тонов. В окне Кривые можно выборочно менять яркость в отдельных точках гистограммы (рис. 9.4).
Для вызова этого окна выберите команду Изображение ~ Коррекция ~ Кривые. В этом окне находится тоновая кривая. По горизонтальной оси отложены входные уровни яркости (исходные), а по вертикальной - выходные (после коррекции). По умолчанию график представляет собой прямую Х = У, то есть выходной уровень во всех точках равен входному. Для показа расширенного режима необходимо щелкнуть по кнопке Параметры отображения кривой
Если водить указателем по графику, то внизу отражаются координаты указателя на графике: Входной уровень и Вы­ходной уровень. Под кривой и сбоку от нее находятся шкалы яркостей, которые показывают расположение темных и светлых тонов на графике. Для цветовой модели RGB темные находятся внизу слева (яркость 0), а светлые (яркость 255) - наверху справа. Для модели СМУК используется обратное расположение, переключать режимы можно с помощью флажков Свет, Пигмент ~ Чернила под шкалой в расширенном режиме.
Поле, в котором нарисован график, размечено сеткой. Чтобы сделать ее мельче, щелкните по ней при нажатой клавише Alt или нажмите на соответствующие cnopki показа сетки под шкалой. В диа­логовом окне по умолчанию на шкалу с кривой наложена гистограм­ма изображения. Внизу диалогового окна можно убрать режим нало­жения гистограммы.
Для цветных изображений в свитке Канал можно выбрать настраиваемый канал или верхнюю строку с названием цвето­вой модели. В последнем случае будет корректироваться суммарная яркость всех каналов. При настройке одного цветового канала ос­тальные подстраиваются автоматически, чтобы цвет изображения не изменился.
Вверху диалогового окна в свитке Заготовки можно выбрать стандартные заготовки тоновой коррекции. При выборе отдельных режимов происходит автоматическая коррекция тонов изображения.

1. Откройте изображение Коррекция кривой.jpg из папки Урок 9.
2. Выберите команду Изображение ~ Коррекция ~ Кривые. Включите расширенный режим кнопкой Параметры отображения кривой. Включите режим шкалы яркости, характерной для RGB, как на рисунке 9.4.
3. Повторим операции в прошлых упражнениях. Сначала расширим тоновой диапазон. Для этого щелкните по верхней правой точке прямой (темные тона должны находиться внизу). Указатель превратится в перекрещенные стрелочки. Перенесите точку влево на одну клетку. Изображение становится светлее.
4. Щелкните по нижней левой точке прямой и перенесите точку вправо тоже на одну клетку. Контрастность изображения воз­растает, так как прямая становится круче.
5. Теперь сузим тоновый диапазон, отрезав самые темные и самые светлые места. Для этого перенесите верхнюю точку вниз, а нижнюю - вверх. Наклон прямой при этом уменьшился и, как и следовало ожидать, контрастность тоже уменьшилась.
6. Не закрывайте и изображение и не закрывайте окно Кривые.

 

Упражнение 9.6. Изменение формы тоновой кривой

В этом окне практически те же cnopki, что и в окне Уровни. С помощью cnopki Авто можно автоматически растянуть диапазон в обе стороны. cnopki с пипетками позволяют указать черную, белую и серую точки (последняя только для цветных изображений) прямо на самом изображении. При нажатой клавише Alt появляется кнопка Восстановить для возврата в исходное состояние.
Далее перейдем к коррекции, которую невозможно выполнить с помощью настройки уровней. В каждом изображении есть отдельные места, где особенно важно изменить контрастность или яркость. Чтобы добиться этого, надо перемещать отдельные точки кривой, меняя яркость для конкретного диапазона тонов.
Это можно делать в двух режимах, переключаясь между ними при помощи кнопок: режим гладкой кривой, в котором перемещаются только отдельные точки, кривая между ними автоматически искривляется так, чтобы остаться гладкой; режим рисования кривой от руки, в котором вся кривая или ее участок рисуется карандашом. Кривая в этом случае может быть произвольной формы.
Рассмотрим первый режим, так как он является более щадящим. Чтобы зафиксировать яркость какого-то участка кривой, щелкните в этом месте на графике. На нем появится точка, и при дальнейших автоматических изменениях кривой это место будет закреплено.
Чтобы изменить яркость какого-либо интервала, щелкните в его середине и перетащите созданную точку вверх или вниз. Всего на кривой можно создать до 16 точек, их положение в дальнейшем мож­но корректировать. Можно активизировать сразу несколько точек, щелкая по ним при нажатой клавише Shift. Это позволит целиком перетащить целый сегмент кривой.
Для удаления ненужной точки щелкните по клавише Del. Конечные точки тоновой кривой удалить нельзя. Для определения местоположения отдельных тонов на кривой щелкните и поводите указа­телем по изображению - по графику будет двигаться круглая точка. Она отмечает диапазон кривой, в котором находятся яркости, соот­ветствующие этой детали. А теперь применим эти приемы на практике.

1. Возвращаемся к изображению Коррекция крuвой.jрg с открытым окном Кривые - рис.9.4.
2. Поводите указателем в виде пипетки по понравившимся вам местам, например по лицу модели. Оно лежит в диапазоне 160 -255. Щелкните в этих точках кривой, чтобы зафиксировать их.
3. После этого можете передвигать остальные участки кривой, изменения не будут особо касаться лица.
4. Можете попробовать другие варианты, например, как на рис. 9.4, - результат будет также неплохим.

Рисунок 9.4. Настройка тоновой кривой

Перейдя в режим рисования кривой от руки, вы можете от руки нарисовать кривую на любом участке. Делается это так же, как при рисовании инструментом Карандаш, то есть перемещением указателя с нажатой кнопкой мыши. Старый кусок кривой на этом месте стирается. Можно вообще всю кривую нарисовать от руки. Чтобы затем сгладить полученную кривую, щелкните по кнопке Сгладить.

 

Самостоятельная работа

Попробуйте нарисовать кривую с помощью режима рисования от руки с разными горбами и впадинами и проследить, как интересно при этом может измениться изображение. Проверьте различные режимы стандартной коррекции тоновой кривой в свитке 3аготовки диалогового окна. Сохраните под именем Самостоятельная работа..

Контрольные вопросы:

1. Что такое гистограмма изображения?
2. Что такое тоновый диапазон? Для чего необходимо расширять, сужать тоновый диапазон?
3. Что такое черная, серая, белая точка изображения? Для чего необходимо их определять?
4. Что такое тоновая кривая? Для чего она используется?