4 Каналы изображения как способ выполнения тоновой и цветовой коррекции

4.1 Цель работы:

Практические работы: коррекция нескольких сложных изображений, предполагающая использование знаний

4.2 Методические указания по организации самостоятельной работе студентов

Понятие каналов лежит в самом принципе работы программы Photoshop. Оставаясь в большинстве случаев невидимыми для пользователя, каналы хранят информацию о цвете, прозрачности, выделении или дополнительных красках. Возможность работать с этой информацией напрямую открывает для пользователя широкий спектр возможностей по обработке изображения.

Рисунок 4.1- Композитное изображение

В рамках обработки фотографий наибольший интерес представляют цветовые каналы. Они представляют собой изображения в градациях серого, которые, по сути, являются «схемой» распределения цветов той цветовой модели, в которой вы работаете.

Рисунок 4.2 – Каналы RGB

Для работы цветовыми моделями RGB, Lab, CMYK Photoshop использует такую формулу: количество каналов соответствует количеству компонентов цветовой модели плюс один (так называемый композитный канал).

Чтобы научиться читать каналы, необходимо знать правила получения черного и белого цвета в интересующей вас цветовой модели. Зачем? Потому что язык черного и белого — это язык Photoshop, на котором он «сообщает» пользователю работает или не работает определенная функция, присутствует или отсутствует интересующий вас цвет, применяется или не применяется прозрачность.

В общем черный и белый цвета для Photoshop — это «да» и «нет».

Большинство оригиналов цифровых изображений сохранены в цветовой модели RGB. В цветовой модели RGB черный цвет получается при нулевом значение всех компонентов (R 0; G 0; B 0). Белый цвет получается при максимальном значении каждого компонента (R 255; G 255; B 255). Поэтому в цветовых каналах черный цвет означает полное отсутствие компонента в определенной области изображения, а белый цвет означает максимальное присутствие.

На рисунке 4.1 девочка в красной кофте и синих сандаликах, на фоне зеленого забора. Внимательно изучите как выглядят эти объекты в цветовых каналах. Обратите внимание, на то, что серый цвет (земля) во всех каналах выглядит одинаково (поскольку в модели RGB серый цвет достигается при равном значении всех компонентов).

В модели CMYK правила получения черного и белого цвета полностью противоположенные. То есть белый цвет — это нулевые значения всех компонентов, а черный цвет — это максимальное значение компонентов. Поэтому, в каналах модели CMYK информация будет представлена наоборот. То есть высокое присутствие компонента в канале будет обозначено черным цветом, а отсутствие компонента — белым.

Примеры применения информации из каналов

Информацию, представленную в цветных каналах можно эффективно использовать для решения следующих задач:

- получение высококачественных черно-белых изображений из цветных;

- цветокоррекция изображений с сильными цветовыми сдвигами (например, свет от цветного освещения или сильные рефлексы);

- устранение дефектов, присутствующих только в отдельных каналах, за счет передачи информации из «здоровых» каналов (например, замена переэкспонированного канала хорошим);

- выделение сложных объектов (развевающиеся волосы, шерсть, мех и пр.).

Композитный канал

Работая в некоторых цветовых пространствах, вы можете видеть в палитре Channels композитный канал — это канал, который по умолчанию используется для того, чтобы просматривать результат взаимодействия всех цветовых каналов вместе. Чтобы после просмотра каждого цветового канала в отдельности увидеть, необходимо встать на композитный канал. Горячие клавиши этой операции Ctrl+~.

Данный канал содержит информацию о распределение в изображении теней и светов, и к этой информации вы можете обратиться, загрузив канал как выделение.

Для этого необходимо выполнить Ctrl+клик по каналу в палитре Channels или использовать горячие клавиши Ctrl+Alt+~. В этом случае выделение создастся на основе того, как распределяются в изображении света. Для того, чтобы обратиться к информации о темной части изображения необходимо инвертировать выделение (Select>Inverse или Ctrl+Shift +I).

Информация, заключенная в выделении, полученном таким способом, может быть чрезвычайно полезна при необходимости воздействовать только на темную или только на светлую часть изображения. Она дает возможность осветлять, затемнять, повышать контраст и т. д. только в светах или только в тенях, что позволяет выполнять более тонкую коррекцию.

Возможные варианты работы с полученным выделением:

- вставить его на новый слой и наложить в определенном режиме наложения (например, наложив в режиме Soft Light светлую составляющую вашего изображения, вы повысите контраст только в светах);

- создать корректирующий слой выполняющий коррекцию только определенного участка тонового диапазона.

Команда Apply Image

Команда вызывается из меню Image>Apply Image.

Она предназначена для «вливания» информации из определенного слоя или канала документа-источника в слой или канал другого изображения. В результате применения команды, есть возможность полностью заместить слой или канал новым изображением, или создать смешанную версию (на основе исходной картинки, к которой примешано новое изображение). Полное замещение будет выполнено, если в настройках команды будет выставлен режим наложения Normal, а смешивание произойдет если использовать любой другой режим наложения.

Рисунок 4.3 - Команда Apply Image. Выбран канал (1) в который добавляется информация из другого (2) в требуемом режиме наложения (3)

При работе с командой следует помнить о следующих правилах:

- результат работы команды применяется к тому слою, который активен. Поэтому при необходимости сохранения оригинальной картинки (обычно в слое Background) сделайте копию слоя, нажатием горячих клавиш (Ctrl+J);

- если у слоя есть слоевая маска, то результат работы команды может быть применен либо к самому слою, либо к его слоевой маске (в зависимости от того, что активно на момент вызова команды Apply Image);

- для применения результата работы команды к определенному каналу, необходимо еще и сделать активным определенный канал (что не отменяет первого пункта).

Команду Apply Image можно использовать для:

- замещения изображения, содержащего дефекты, другим изображением, дефектов не содержащих. Например, заменить «битый» канал изображения на хороший.

- быстрой передачи информации из канала в слоевую маску, слой или наоборот из слоя в канал.

Получение контрастных черно-белых изображений из цветных

Существует несколько различных видов контраста. В цветном изображении в отличие от черно-белого существует такой вид контраста как контраст цвета. При превращении цветного изображения в черно-белое, цвет уходит и вместо него должен придти контраст яркости.

Если этого не происходит, то изображение, которое содержало очень сочные цвета, может стать совершенно невыразительным в черно-белом варианте. Таким образом, как основной критерий качества при получении черно-белого изображения из цветного, мы поставим контрастность.

Автоматические средства превращения цветной картинки в черно-белую выполняют это действие на основе формулы 3:6:1 (то есть, 3 части канала Red, 6 частей канала Green, и 1 часть канала Blue). Но такая расстановка сил не всегда является подходящей и порой приводит к появлению серых невзрачных и неконтрастных картинок.

Наиболее интересным способом получения черно-белого изображения из цветного является метод с использованием информации, заключенной в каналах. Дело в том, что каналы, по сути, являются черно-белыми версиями изображения, и в силу того, что их три, и они очень разные, мы имеем возможность выбрать максимально подходящий случаю вариант. В случае его неидеального соответствия нашим задачам, есть возможность смешивать информацию из разных каналов.

4.3 Описание лабораторной установки

Лабораторная работа выполняется на ПЭВМ типа BM PC в операционной среде Windows XP c использованием программного продукта Adobe Photoshop CS4.

4.4 Порядок виконання роботи і методичні вказівки з її виконання

4.4.1 Пример использования команды Apply Image для замены переэкспонированного канала.

1. Выполните поканальный анализ изображения с целью определения проблемного канала (для этого удобно использовать горячие клавиши вызова каналов). При этом работать следует на копии слоя Background.

2. Сделайте активным канал, содержащий дефекты

3. Вызовите команду Apply Image и в ней выберите «хороший» канал для замещения.

4. Выберите режим наложения, в котором будет выполнять наложение нового канала на старый (в учебном примере, это — режим Darken, поскольку он позволяет не просто заместить переэкспонированный канал «хорошим», а сделать так, чтобы он формировался только из более темных пикселей обоих каналов) — рис.5.5.

5. После применения команды, изображение в рабочем слое становится восстановленным по части экспозиции, но совершенно рассогласованным по цвету Для того, чтобы нейтрализовать данный побочный эффект следует обратиться к режимам наложения слоя (уже в палитре Layers). Необходимо применить режим наложения Luminosity, поскольку по его формуле, результирующее изображение формируется на основе цвета нижнего слоя и информации о яркости верхнего слоя. В нашем примере, нижний слой имеет корректные цвета, но имеет неправильную яркость, а верхний слой, наоборот, имеет корректную яркость, но рассогласован по цвету. Именно в режиме наложения Luminosity Вы получите правильное сочетание указанных характеристик изображения (рис.5.6).

4.4.2 Методика получения черно-белого изображения на основе каналов

1. Выполните поканальный анализ изображения с целью обнаружения двух максимально контрастных каналов, которые содержат в интересном представлении важные детали изображения.

2. Выделите композитный канал.

3. Вызовите команду Channel Mixer.

4. В выпадающем списке Preset выбрать тот канал, который был максимально похож на желаемую черно-белую версию изображения.

5. Смешайте в определенной пропорции выбранные на этапе 1 каналы. Обычно, оптимальная пропорция составляет 80/20%. Главное, помните, что при смешивании в сумме должно получиться 100% информации, не больше и не меньше.

4.4.3 Получение черно-белого изображения при помощи команды Black&White

Начиная с версии Photosop CS3 в программу включена новая функция Black&White (Image -> Adjustment ->Black&White) созданная для упрощения задачи создания черно-белых и тонированных изображений. Аналогичный принцип уже был применен в модуле Adobe Camera RAW и используется также в Photoshop Lightroom.

Принцип работы данной команды следующий.

Рисунок 4.4 – Окно команды Black and White

В окне команды (рис.4.4) находятся шесть ползунков регулирующих яркость представления в черно-белом изображении каждого из шести базовых цветов. В нижней части окна располагаются два ползунка для настройки цвета для тонирования, который активируется галочкой Tint.

Одним из удобств команды Black&White является возможность управлять яркостью представления цветов непосредственно в изображении. Для этого наведите курсор на интересующую вас часть изображения и, удерживая зажатой левую клавишу мыши, двигайте влево или вправо затемняя или осветляя таким образом выбраный диапазон цвета, как если бы двигали сам ползунок в диалоговом окне.

С помощью данной команды получите из 5 цветных изображений черно-белые.

Несмотря на простоту использования этого инструмента методом смешения каналов можно добиться гораздо более впечатляющих эффектов. Дело в том, что работа команды Black&White основана на коррекции по доминирующему цвету, что не зачастую не дает возможности усилить разницу черно-белого представления, например, светло-зеленого и салатового цветов.

Как уже было сказано подобный принцип реализован в программе Photoshop Lightroom, где его возможности несколько доработаны с учетом упомянутых выше недостатков.

4.4.4 Методика выделения ворсистых объектов

Сложность контура ворсистых объектов обуславливает сложный процесс их отделения от фона. Стандартные инструменты выделения, как правило, не дают хорошего результата при работе с мехом, волосами и т. д., поскольку из-за недостаточной точности контура выделения, к силуэту объекта примешиваются лишние пиксели фона. В итоге вместо развивающихся пышных волос получается «вата».

Существует два способа отделения ворсистых объектов от фона:

- фильтр Extract (более простой, но не всегда эффективный способ).

- выделение через каналы.

Методика выделения ворсистых объектов через каналы строится на превращении наиболее контрастного цветового канала в маску, то есть изображение, в котором черным цветом будут обозначены участки, которые не должны быть выделены, а белым — те области, которые должны быть выделены. Иногда, бывают нужны и серые области, которые служат основой для создания «полувыделенных» областей (например, на кончиках волос).

Необходимо начинать с анализа цветовых каналов изображения и выбрать тот, в котором объект, которые вы собираетесь выделять, наиболее контрастен фону, от которого его нужно отделить. Например, волосы в таком канале будут светлые, а фон будет темный. Возможен вариант, когда найдется канал в котором все будет с точностью до наоборот. Это означает, что в конце работы, вам понадобится инвертировать полученную маску.

Рисунок 4.5 – Поднимание контраста в альфа-канале припомощи инсрумента Curves

Откройте файл devochka.jpeg.

В нашем примере, наиболее интересным является канал Red, поскольку в нем силуэт девочки максимально светлый, а фон — темный.

После того, как канал выбран, необходимо его скопировать, чтобы все дальнейшие манипуляции выполнять с копией, а не с самим цветовым каналом. Для этого перетащите его на пиктограмму с отогнутым уголком, символизирующую создание нового объекта.

Следующий шаг нацелен на то, чтобы максимально приблизить внешний вид канала к маске. То есть, убрать из изображения все лишние подробности и сделать основной объект и фон окрашенными в ровные цвета: черный и белый.

Для этого вызовите, стоя в копии канала, команду Curves через меню Image>Adjustments (через корректирующие слои она не может быть применена к каналу, а нам нужно именно к каналу). И сдвиньте по горизонтали точки черного и ,елого. При выполнении данного действия помните, что основная задача — это максимальный контраст на границе ворсистого объекта и фона. Но при этом, не допустите того, чтобы при повышении контраста пропали полутона на кончиках волос, потому что впоследствии это приведет к тому, что выделенные объект будет иметь «волосы-сосульки».

Теперь необходимо вручную довести канал до состояния маски. Для этого можно применить инструмент Brush, а так же инструменты Dodge и Burn.

Закрасьте белым и черным цветом все лишние мелкие детали внутри фона и внутри объекта. Не пытайтесь обводить кисточкой границы объектов. Просто закрасьте то, что возможно, внутри объектов.

Рисунок 4.6 – Области, которые не надо закрашивать при работе с кистью

На рис. 4.6 отмечены области, которые не следует пытаться закрасить кисточкой, ввиду того, что можно нарушить естественные границы объектов.

Оставшиеся сложные участки можно закрашивать с помощью двух методик. Первая — это кисть черного или белого цвета (в зависимости от того, какая нужна),

в режиме Overlay. Вторая — это инструменты Dodge (осветление), с настройкой Highlights в панели опций и Burn (затемнение), с настройкой Shadows. С помощью

данных инструментов нужно максимально приблизить изображения к состоянию маски — то есть белый объект, черный фон (но при этом, не пытайтесь «забелить» или «зачернить» серые пиксели на кончиках волос, потому что они отвечают за сглаживание и плавность перехода.

Когда маска готова, перейдите в каналах на композитный канал и вернитесь в палитру Layers. В ней нужно сделать копию слоя Background и добавить копии маску слоя (пока просто белую).

Стоя на маске слоя, вызовите команду Image>Apply Image и выберите в качестве источника для создания маски тот канал-копию, с которым вы работали. Отключите видимость слоя Background и вы увидите результат своей работы.

Скорее всего, выделенный вами объект не будет идеален. В нашем примере, у девочки будут синие волосы, потому что мы выделяли ее с синего фона. Поэтому следующие шаги —это способ нейтрализовать тот цвет, который имеется в выделенном ворсистом объекте, благодаря фону, с которого его выделяли.

Создайте корректирующий слой Hue-Saturation и ограничьте область его применения только слоем с вырезанным объектом. Для этого необходимо создать отсекающую маску, щелкнув, удерживая Alt, по разделительной линии между слоями. В настройках коррекции, уменьшите параметр Saturation, чтобы обесцветить «синие» волосы, и увеличьте параметр Lightness, потому что «синие» волосы, темнее, чем оригинальные волосы девочки.

В качестве возможных вариантов, могут быть любые настройки, которые даже могут подкрашивать волосы или мех в нужный цвет.

Чтобы обесцвечивающая коррекция не применялась ко всему изображению девочки, а работала лишь на кончиках волос, необходимо инвертировать маску. Для этого, стоя в маске корректирующего слоя, нажмите Ctrl+I. А после этого белой растушеванной кистью в режиме наложения Normal, прокрасьте только кончики.

4.5 Зміст звіту

4.6 Контрольні запитання і завдання