MorePC - Главная страница


О сайте

Регистрация

Обратная связь

Реклама на сайте

Публикации на сайте

Карикатуры

  Категории СВТ     Тесты и методики испытаний     Новости СВТ     Проблемы информатизации     Форум     Опросы     Словарь     Поиск  

     Сканеры : Теория  

Предлагаем Вашему вниманию статьи по информационной безопасности.
 

СКАНИРОВАНИЕ - ПЛЮС-МИНУС ЦВЕТОКОРРЕКЦИЯ

версия для печати

Александр Миловский

15.04.2004

Результаты сканирования почти всегда требуют доводки. Причины — несовершенство драйверов и качество самих оригиналов. К счастью, простые приёмы спасают даже в безнадёжных случаях.

Производство планшетных сканеров уже не сверхприбыльный бизнес. Виной тому тривиальная технология и жёсткая конкуренция. Зайдите в магазин компьютерной техники и посмотрите, как люди выбирают сканер. Заметили решающий аргумент? Правильно, красивый корпус! Сканер покупают, как пылесос, — по внешнему виду, ибо внутренности у всех практически идентичны. Наконец-то можно расслабиться и не читать длинных обзоров и туманных технических характеристик: любой выбор не разочарует.

Но профессионалы тешат самолюбие, выясняя у прилавка оптические плотности и разрядность АЦП (как будто смогут что-то проверить). Если люди желают думать, что приобретают «профессиональный аппарат», зачем их разубеждать? Закон рынка гласит: хочешь продавать больше, увеличь модельный ряд. Резонный вопрос: чем же профессиональные устройства лучше моделей среднего и начального уровней? Отделы маркетинга уже давно приготовили нам «асимметричный ответ», вот их аргументы.

1. Повышенное оптическое разрешение

Поскольку сегодня даже самые простые модели обладают минимум 1200 ppi при фактической потребности в 300-600 ppi, можно утверждать: гонка разрешений закончена. Сей параметр нас теперь не интересует (правда, при сканировании слайдов высокое разрешение очень важно, но там и порядок цифр другой — начиная от 2400-4800 dpi и выше).

2. Высокая разрядность цвета (по вкусу добавляется термин «внутренняя»)

Сканеры с глубиной цвета ниже 12 разрядов на канал (в сумме — 36) уже почти не встречаются, а высокий собственный шум ПЗС-матрицы обесценивает съём последних 4-5 разрядов в 48-разрядных моделях.

3. Расширенный динамический диапазон

Эффективная оцифровка деталей в глубоких тенях крайне важна. Но как её обеспечили? Ведь для повышения динамического диапазона требуется понизить шумность матрицы (в разы, а не на жалкие проценты), увеличить мощность лампы (точнее — светового потока, но также в разы) и устранить свет, попадающий в сканер извне (эффективно ослабляя его хотя бы в 1000 раз). Увы, производители по этому поводу молчат. Не странно ли?

Нужен ли высокий динамический диапазон планшетному сканеру, если фотоотпечаток в принципе не может иметь плотность больше 2,5D? А вам часто встречались отпечатки хотя бы 2D? Да?.. И как же вы эту величину измеряли, случаем, не на глаз?

Исходное изображение с глубокими тенями
Выбор режима наложения Screen для слоя
Результат осветления с помощью режима Screen
Создание слой-маски на основе текущего выделения
Результат осветления с помощью режима Screen с маской
4. Наличие слайд-модуля

Сканирование плёночных материалов чрезвычайно привлекательно. Традиционно считается, что работа со слайдом или негативом даёт больше информации о деталях снимка, поэтому, якобы, следует сканировать не фотоотпечатки, а плёночные оригиналы. Логика в этом есть, но не бинарная.

В силу конструктивных особенностей слайд-модулей планшетные сканеры считывают детали с плотных оригиналов не безупречно (имеется в виду, естественно, оптическая плотность, которая для плёнки достигает 3D и выше), а время сканирования слайда выводит из душевного равновесия даже меланхоликов. Повреждения эмульсии, отпечатки пальцев, грязное предметное стекло сканера (причём не всегда сверху!) дают столько дефектов, что и профессионалы при виде сей картины погружаются в задумчивость. Для всех же прочих необходимость дальнейшей доводки сводит на нет прелесть работы с первоисточником. И это не говоря о занимательной цветокоррекции негативов…

В общем, если драйвер сканера не имеет должных функций, про сканирование плёнок лучше забыть.

5. Дополнительное ПО

К сожалению, почти всё ПО, идущее в комплекте со сканером, весьма посредственно или не имеет к процессу сканирования никакого отношения. Как тут не вспомнить про бесплатный сыр…

Краткий итог: сегодня по техническим характеристикам даже модели начального уровня мало чем отличаются от профессиональных — первые активно прогрессируют, а вторые… Технология уравняла профессионалов и любителей, но так и не дала им главного — простоты использования. Вот и приходится нам дорабатывать неудачные результаты сканирования, а то и хуже — устранять дефекты автоматической коррекции, вносимые драйвером сканера.

Учитывая, что программа сканирования является драйвером как таковым, сменить её проблематично. Ничего не остаётся, как досконально исследовать все настройки, пристально следя за автоматической корректировкой контраста и цветового баланса. Что же: полностью довериться драйверу сканера, используя настройки по умолчанию и автоматическую цветокоррекцию? Конечно, так проще и удобнее, я бы сказал, правильнее. Качество автоматических алгоритмов цветокоррекции растёт, и когда-нибудь автоматика избавит нас от рутины. Но пока её успехи в этой области весьма скромны.

Проблемы со сканированными изображениями делятся на изъяны оригинала и приобретённые во время оцифровки (как правило, из-за несовершенства устройства и технологии сканирования). Естественно, своё детище разработчикам ближе, поэтому они и пытаются скомпенсировать последние, традиционно оставляя первые на откуп пользователю. Ими-то мы и займёмся.

Замок: простейшее осветление

Посмотрите на рис. 1. Съёмка против источника света всегда трудна, неудивительно, что в тенях крепости (главного объекта) деталей почти не видно. Попробуем «достать» их из этой тьмы кромешной.

Самый простой способ осветлить изображение — наложить его само на себя в режиме Screen. Для этого создаём слой-дубликат, например, командой Layer•Duplicate Layer (Слой•Дублировать слой) и выбираем из выпадающего списка палитры Layers режим наложения Screen (Осветление) (рис. 2).

Результат операции виден на рис. 3

Чтобы исключить из осветления светлые части исходного изображения, воспользуемся обратным выделением по композитному каналу. Для этого временно отключим слой-копию. Перейдём к палитре Channels и, удерживая , щелчком по имени композитного канала RGB загрузим его как выделение (тот же эффект даёт комбинация ). Обратим выделение командой главного меню Select•Inverse. Вновь включим слой-копию и создадим для него на базе текущего выделения слой-маску щелчком по соответствующей кнопке в палитре Layers (см. рис. 4). Окончательный результат — рис. 5.

Традиционное осветление

Развивая тему, предложу ещё более гибкий метод. Изюминка — корректирующий слой Levels с маской.

Создание корректирующего слоя
Осветление перемещением среднего ползунка под гистограммой
Миниатюра корректирующего слоя в палитре Layers

Берём исходное изображение. Загружаем прямое выделение по композитному каналу (). Обращаем выделение командой Select•Inverse. Теперь просто создаём корректирующий слой (рис. 6), а текущее выделение станет для него маской. Осталось только настроить величину осветления перемещением среднего (серого) ползунка в диалоговом окне (рис. 7). Впрочем, необязательно это делать сразу, ведь корректирующий слой допускает перенастройку в любой момент — достаточно выполнить двойной щелчок по его миниатюре в палитре Layers (рис. 8).

Настройка степени коррекции — главное преимущество метода. На рис. 9 — результат его применения.

Индикатор теней

Предсказуемый вопрос: до какой степени нужно осветлять? Ответ очевиден — до тех пор, пока не станут различимы все значимые детали в тенях. Но как определить этот момент? На калиброванном мониторе граница визуально различима, а если уверенности в экранном отображении нет, поможет приём под названием «индикатор теней».

В документе, в самом верху стека слоёв создаём новый слой заливки (Solid color) какого-нибудь ядовитого цвета, скажем (R=0, G=255, B=0). Затем двойным щелчком по его имени или командой главного меню (Layer•Layer Style•Blend Options…) вызываем диалоговое окно настроек слоевого стиля. В самом низу находим раздел Blend if (Наложение при условии). Хватаем белый треугольник параметра Underlying Layer и тащим его влево до уровня 20-32 единицы (рис. 10), обеспечивая видимость слоя только там, где уровень яркости недостаточен для надёжного распознавания деталей. Слишком тёмные участки будут выделяться нашим ядовитым цветом. Как правило, при осветлении надо добиться, чтобы подсвечиваемые индикатором области не создавали сплошных плоских пятен.

Аналогичные индикаторы эффективны при анализе слишком ярких засветок и обнаруживают разрывы в светах. Для экономии ресурсов полезно для слоя-индикатора сразу удалить слой-маску, а последовательность его создания записать в виде Action.

Осветление методом адаптивного контраста

Результат классического осветления уровнями с маской
Настройка параметров наложения индикаторного слоя

Но вернёмся к нашим баранам. Просто удивительно, как долго не меняются инструменты цветовой коррекции! Тоновая кривая как была, так и остаётся главным орудием цветокорректора. Лишь недавно здесь наметились подвижки. Исследователи, работающие в области улучшения фотоизображений (image enhancement), сконцентрировались на методах локального контрастирования и изобретают принципиально иные алгоритмы коррекции. Предполагается, что её результат зависит не только от исходного цвета пикселя, как в классической цветокоррекции, но и от ближнего окружения.

Основа алгоритмов нового поколения — разделение в изображении низкочастотной (НЧ) и высокочастотной (ВЧ) составляющих. Пространственная частота характеризует скорость изменения уровня яркости в изображении. Резким контрастным перепадам соответствует ВЧ, а плавным, градиентным — НЧ, т. е. ВЧ — мелкие контрастные детали (в частности, границы объектов), НЧ — всё остальное. Изображение, в котором присутствует только НЧ, сильно размыто, а ВЧ-картинка содержит только границы объектов. Для получения НЧ-изображений в Adobe Photoshop обычно используется Гауссово размытие, для ВЧ — фильтр High Pass (Высокий проход).

Попробуем разработать продвинутый метод для нашей задачи осветления теней.

Главный недостаток классических способов в том, что они одинаково воздействуют как на большие площади постоянного цвета, так и на тонкие контрастные элементы. Поэтому, наряду с осветлением теневых участков, зачастую теряется контраст мелких деталей. Вот тут нам и поможет ВЧ-составляющая изображения (рис. 11).

Участкам, нуждающимся в осветлении, здесь соответствуют средне-серые области, а мелкие контрастные детали остаются тёмными. Почему бы не использовать это изображение в качестве маски для корректирующего слоя?!

Поскольку процедура многошаговая, целесообразно записать её с помощью палитры Action. А теперь сам алгоритм.

Применение высокочастотного фильтра HighPass

Для начала загрузим композитный канал в качестве выделения, выполнив +щелчок по строчке RGB в палитре каналов Channels. Обратим выделение командой Select•Inverse и скопируем его содержимое из исходного изображения в новый слой командой Layer•New•Layer via Copy. Он понадобится, чтобы потом с помощью группировки ограничить осветление только тёмными участками. Теперь нам нужна копия исходного изображения для выделения высокочастотной составляющей. Можно, конечно, просто продублировать слой исходного изображения, но мы воспользуемся универсальным приёмом — создадим новый пустой слой и сведём в него видимые слои командой контекстного меню палитры Layers Merge Visible, удерживая (рис. 12).

Кстати, такой приём очень удобен при работе с многослойными документами.

Наконец, пора применять высокочастотный фильтр Filter•HighPass. Единственный параметр радиуса в диалоговом окне настроек фильтра определяет диапазон высоких частот, которые будут оставлены. В контексте задачи, чем выше значение, тем больше контраст граничных элементов. В качестве универсального возьмём радиус 40 пикселей. Теперь загрузим композитный канал ВЧ-изображения в качестве выделения () и… удалим текущий слой — он нам больше не нужен.

Создаём новый корректирующий слой командой главного меню Layer•New Adjustment Layer•Levels. В диалоговом окне нужно только включить опцию группировки с нижележащим слоем Group with Previous Layer (рис. 13).

Объединение видимой информации в текущий слой
Создание корректирующего слоя с группировкой

А теперь перемещением среднего серого ползунка в диалоговом окне созданного корректирующего слоя осветляем тени. Результат на рис. 14. Чтобы понять, как на него влияет группировка с предыдущим слоем, временно разгруппируйте его командой Layer•Ungroup (для восстановления есть команда Layer•Group with previous). Попробуйте также временно отключить маску корректирующего слоя командой Layer•Disable Layer Mask (обратная операция Layer•Enable Layer Mask). Так легче понять назначение каждого элемента.

Результат осветления методом адаптивного контраста
Назначение слою ВЧ-изображения режима наложения Luminocity («Яркость»)

Осветление ослаблением низкой частоты в тенях

Альтернативный способ осветления теней — ослабление НЧ-составляющей. Вот как это делается.

По аналогии с предыдущим вариантом, загружаем композитный канал как выделение и обращаем его. Содержимое выделения копируем на новый слой. Аналогично создаём новый пустой слой и сводим в него видимую информацию командой Merge Visible, удерживая . Применяем фильтр High Pass с радиусом 40 (иногда полезно параметр варьировать). А теперь — суть метода.

Применения слоя Levels: автоматическая установка точек чёрного и белого, ручное осветление

Группируем созданный слой с нижележащим командой Layer•Group with Previous и назначаем ему режим наложения Luminocity (Яркость) — из слоя берётся только информация о светлоте, а цветность остаётся неизменной (рис. 15).

Да, результат малопривлекателен. Нужно ещё найти компромисс между общим контрастом и детальностью теней. Для этого уменьшим непрозрачность слоя (параметр Opacity) до нуля и плавно начнём увеличивать, пока тени не проступят (здесь удобен наш индикаторный слой). Дальше проще: создаём корректирующий слой Levels. Для автоматической установки точек чёрного и белого стоит попробовать один из трёх алгоритмов, предлагаемых программой при вызове настроек Options (рис. 16). Наконец, настраиваем баланс светотени серым ползунком.

Результат можно увидеть на рис. 17

Кстати, по похожему алгоритму работает команда Image•Adjustments• Shadows/Highlights из Photoshop CS.

Пурпурное небо, розовые облака

Взгляните на рис. 18. Знакомая картина, не правда ли? Классика жанра: пурпурное небо вкупе с розоватыми облаками не оставляет ни малейших сомнений в наличии сильного паразитного оттенка.

Когда получаешь такой отпечаток из проявки, возникает ощущение, что в фотолабораториях сидят вредители (которых, почему-то, сразу же хочется искоренить).

Результат осветления методом ослабления НЧ-составляющей

К сожалению, лишь единицы способны отстаивать своё право на качество, остальные предпочитают «брать, что дают». Что же делать с паразитным оттенком в небе?

Исходное изображение с пурпурным оттенком в небе и облаках

Вообще говоря, тема коррекции неба (и облаков) заслуживает отдельного рассмотрения. Не случайно небесные оттенки в цветокоррекции выделяются в особую категорию «узнаваемых» цветов. В человеческом сознании небо ассоциируется с чистотой, воздухом, атмосферой, поэтому грязное и невыразительное его изображение угнетает душу. Желтоватые облака и серовато-жёлтое небо вызывают ощущение загазованной атмосферы, духоты, пыли (исключение, если оттенок предполагается самим сюжетом, скажем, допустима желтизна в фотографии раннего вечера).

Зачастую характер дефекта таков, что проще от него избавиться простым применением команды Image•Adjustments•AutoLevels. Если это не помогло, воспользуйтесь серой пипеткой из диалогового окна команды Image•Adjustments •Levels (или Curves — не принципиально) для установки баланса серого по некоторому нейтральному образцу в изображении. Поскольку результат сильно зависит от выбранной эталонной точки, для большей точности лучше воспользоваться специально рассчитанными кривыми (метод подробно описан в статье «Между светом и тенью», Publish № 9, 2002).

Существует ещё один простой метод «чистки облаков», основывающийся на малоизвестной возможности пипеток из диалогового окна Image•Adjustments•Curves (Levels): белая позволяет визуально устанавливать точку белого в изображении. По умолчанию, указываемый цвет приводится к чистому белому, что почти всегда чревато потерей деталей в областях высокой яркости. Решение проблемы тривиально: двойной щелчок по пипетке указывает цвет, к которому будет приводиться точка белого. Для облаков его нужно выставить как очень светлый серый. Я обычно задаю его координатами CMYK (только из соображений удобства, но само изображение при этом в CMYK не переводится), оставляя голубую, пурпурную и жёлтую составляющие нулевыми (C=0, M=0, Y=0), а чёрную в пределах 5–20% (возьмем K = 10%) (рис. 19). Всё! Осталось щёлкнуть по самой светлой части облака. Только когда будете закрывать диалоговое окно, на вопрос программы, сохранять ли указанный цвет стандартным по умолчанию, не забудьте ответить «Нет!».

Установка цвета, к которому приводится точка белого

Иногда по окончании в тенях изображения появляется паразитный оттенок, поэтому вместо команд коррекции лучше воспользоваться корректирующим слоем, взяв в качестве маски прямое выделение по композитному каналу.

Естественно, как и любой метод цветокоррекции, предложенный может и не сработать, но, согласитесь, 20 секунд на проверку — не так уж много.

Для окончательной доводки изображения осветлим его тени с помощью корректирующего слоя, взяв в качестве маски обратное выделение по композитному каналу. Результат — на рис. 20.

Восстановление старой цветной фотографии

Результат подавления оттенка заданием специальной точки белого
Старая выцветшая фотография

В заключение рассмотрим ещё одну простую, но эффектную процедуру. Трудно представить более типичный снимок, чем приведённый на рис. 21. В своё время тысячи государственных фотоателье без устали штамповали такие «шедевры». Но время и свет делают своё дело — через несколько лет эти снимки окончательно утратят остатки информации о цвете, и понадобятся очень сложные дорогие технологии восстановления. Но зачем ждать?! Сделайте это прямо сейчас!

Главная идея проста: использовать автоматическую установку точек чёрного и белого, а по окончании несколько увеличить общую насыщенность цветов. В принципе, этого достаточно, но есть небольшие тонкости, ещё немного улучшающие результат.

Сначала создадим корректирующий слой Hue/Saturation (например, командой Layer•New Adjustment Layer•Hue/Saturation) и увеличим насыщенность цветов исходного изображения на 15-25% (рис. 22). Лучше не стало, но результат операции даст о себе знать на заключительном этапе увеличением общей чистоты цветов.

Следующий корректирующий слой будет уже привычным Levels. Как обычно, установим автоматические точки чёрного и белого. Для этого в диалоговом окне щёлкаем по кнопке Options и выбираем алгоритм (лично мне больше нравится Find Dark & Light Colors). Как правило, цвета изображения становятся заметно чище. Перед закрытием диалогового окна не забудьте осветлить изображение с помощью среднего (серого) ползунка под гистограммой.

Теперь самое время добавить снимку насыщенности. Но поскольку тёмные участки могут и не выдержать воздействия, создадим маску для будущего корректирующего слоя. Привычно загружаем композитный канал в качестве выделения и создаём корректирующий слой Hue/Saturation. По вкусу добавляем ещё около 10-20% насыщенности. Вот, собственно, и всё (рис. 23).

Первичное увеличение насыщенности
Результат восстановления цветов

Конечно, рассмотренные примеры — лишь малая часть огромного айсберга под названием «цветокоррекция». Продолжение следует… Успехов вам в работе и удовольствия в отдыхе!

Об авторе: Александр Миловский (alexm@avalon.ru), преподаватель специальности «Компьютерный дизайн» факультета переподготовки специалистов Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, сертифицированный эксперт Adobe.


Выделения в цветокоррекции

Выделение отдельных частей изображения при цветокоррекции — порочная практика.

Следует всячески избегать создания выделений отдельных объектов или областей. Например, наличие оттенка в одном из элементов картинки зачастую свидетельствует об общем дисбалансе цветов (просто в других местах он не столь заметен). Но есть особый вид выделения, органично учитывающий все свойства изображения, — по цветовому каналу. Поскольку выделения чаще нужны для ограничения воздействия только на светлые или тёмные участки, лучше всего использовать композитный канал, т. е. само изображение. При этом Photoshop просто усредняет яркость по всем цветовым каналам, формируя канал выделения, максимально отвечающий свойству светлоты.


Журнал "Publish", #03, 2004 год

Статью "СКАНИРОВАНИЕ - ПЛЮС-МИНУС ЦВЕТОКОРРЕКЦИЯ" Вы можете обсудить на форуме.




вверх
  Copyright by MorePC - обзоры, характеристики, рейтинги мониторов, принтеров, ноутбуков, сканеров и др. info@morepc.ru  
разработка, поддержка сайта -Global Arts