Режимы наложения. Overlay и Soft Light

zhur74 — 10.06.2011 В первой части мы говорили о методике анализа и алгоритме работы режима Normal. Далее рассмотрели работу пар затемняющих и осветляющих режимов: Darken и Lighten; Multiply и Screen ; Color Burn и Color Dodge; Linear Burn и Linear Dodge.

Начинаем разбираться с контрастными режимами. При использовании этих режимов исходное изображение может как затемняться, так и осветляться. И надо сразу развеять одно распространенное заблуждение, часто встречающееся как в книгах, так и в видеоуроках.

Будет исходное изображение затемняться или осветляться, зависит только от яркости корректирующего изображения, но никак не от самого исходного. Если яркость корректирующего изображения меньше 128 — исходное изображение затемняется, если больше — осветляется. Это верно для всех контрастных режимов, кроме Hard Mix (но этот режим отнесен к контрастным скорее «за компанию», в свое время мы с ним разберемся).

Как всегда, желающие одновременно с чтением «покрутить файлы» могут скачать послойные psd (33 мб) разбираемых примеров.



Overlay

Материалы для анализа



Левая доска: результат наложения на исходную картинку (9 вертикальных полос с шагом 32 тоновых уровня, черная слева, белая справа) корректирующей (9 горизонтальных полос с шагом 32 тоновых уровня, черная внизу, белая вверху) в режиме Overlay. Числа в клетках показывают яркость после наложения.

Правая доска: схема изменения яркостей — чем больше изменилась яркость, тем светлее соответствующая клетка (независимо от направления изменения яркости исходной картинки). Числа в клетках показывают, насколько изменилась яркость. Их положительные значения указывают на увеличение, а отрицательные на ее уменьшение яркости исходного изображения.

Левая шкала: отклонение яркости накладываемой плашки от средне-серого (128).



Семейство кривых, оказывающих на исходную картинку затемняющее воздействие, аналогичное наложению однотонных плашек с яркостями 0, 32, 64, 96, 128, и осветляющее воздействие, аналогичное наложению однотонных плашек с яркостями 128, 160, 192, 224, 255.



Формула для отнормированной яркости.
S — яркость исходного изображения; C — яркость корректирующего изображения; R — яркость финального изображения.



Формула для 8-битного режима.
s — яркость исходного изображения; с — яркость корректирующего изображения; r — яркость финального изображения.




Описание и ответы на общие вопросы

В режиме Overlay средний тон (128) исходного изображения осветляется или затемняется до яркости накладываемого. Сила воздействия линейно убывает при отклонении яркости исходного изображения от средней до нуля в белой и черной точке.



1. Существует ли для данного режима наложения нейтральный цвет и если да, то какой?

Как и для всех контрастных режимов, нейтральным для Overlay является средне-серый (128).



2. Как изменяется степень воздействия по полному тоновому диапазону?

Максимальное воздействие приходится на средние тона. При равном отклонении от средне-серого воздействие уменьшается одинаково как для более темных, так и для более светлых областей исходного изображения. Это хорошо видно по правой доске: она симметрична относительно средней вертикали. На белую и черную точку не воздействует.



3. Как изменяется контраст в различных тоновых диапазонах?

При осветлении: линейно возрастает в темной и падает в светлой половине тонового диапазона. При затемнении: линейно падает в темной и возрастает в светлой половине тонового диапазона.



4. Соответствует ли уменьшение непрозрачности ослаблению воздействия?

Уменьшение непрозрачности корректирующего изображения равносильно ослаблению воздействия. Под ослаблением воздействия подразумевается уменьшение отклонения яркости накладываемой плашки от средне-серого (128). Справа показано ослабление воздействия наложения плашки яркости 32 за счет уменьшения непрозрачности, слева — аналогичное уменьшение воздействия за счет осветления плашки.





5. Каким реальным фотопроцессам соответствует режим наложения?

Аналогов в пленочной фотографии и реальной жизни не имеет. Но можно поискать аналогии с уже разбиравшимися режимами. Бытует такое мнение, что Overlay — это смесь Multiply и Screen. Это верно только наполовину, а точнее на две четверти. Overlay затемняет аналогично Multiply только области темнее средне-серого: поле A(0)-E(128) на клетчатой доске. В терминах кривых это соответствует затемнению левой половиной кривой.

Аналогично действию Screen осветляются только области светлее средне-серого: поле E(128)-K(255) на клетчатой доске. Что соответствует осветлению правой половиной кривой. В оставшихся двух четвертях аналогию с Multiply и Screen можно провести только математическую, но никак не реальную. Потому что режимы работают шиворот навыворот: осветлением темных участков занимается Multiply — поле A(128)-E(255), затемнением светлых Screen — поле E(0)-K(128).



6. Что происходит при наложении картинки самой на себя?

Повышается контраст в средних тонах. Коррекция аналогична наложению симметричной S-образной кривой, точную форму которой можно посмотреть в первой статье цикла. Немного забегая вперед, скажу, что результат полностью аналогичен самоналожению в режиме Hard Light, но об этом в следующий раз.



7. Как меняется результат, если поменять местами исходное и корректирующее изображение?

Изменение порядка наложения слоев при сохранении режима Overlay дает такой же результат, как изменение режима на Hard Light при сохранении порядка наложения. Подробнее об этом в следующий раз.




Для чего может использоваться режим Overlay

Для внесения коррекций в средние тона изображения

Такое применение вытекает непосредственно из алгоритма Overlay. А такие коррекции интересны и важны, потому что средние тона являются самыми информативными для человеческого восприятия. Именно в них наше зрение имеет самый широкий цветовой охват, лучше различает цветовые тона и вариации яркости. Я не буду разбирать одну картинку, а просто перечислю наиболее известные примеры подобных коррекций с краткими пояснениями.

Для повышения резкости копия изображения, обработанная фильтром High Pass, накладывается на исходник в режиме Overlay. Ореолы нерезкого маскирования максимально проявляются в средних тонах, но линейно ослабляются (до полного исчезновения) по пути к светам и теням. Тем самым предотвращаются белые пробои в светах и черные пробои в тенях, а так же визуально назойливые темные ореолы в светах и светлые в тенях.

Для внесения шума на картинку в режиме Overlay накладывается средне-серый слой с изображением шума. В таком случае шум проявляется на средних тонах изображения, не засоряя света и тени. Это соответствует поведению пленки, на которой зерно практически не проявляется в светах и тенях.

Для усиления бликов и теней на исходное изображение в режиме Overlay накладывается средний по яркости (как следствие, самый детализированный) канал. Перед наложением можно доработать его кривыми или вместо среднего канала использовать заготовку, сделанную при помощи инструментов фотошопа (Channel Mixer, Black & White и т.д.) или другими методами. Overlay защищает изображение от пересветов и чрезмерных провалов в тенях.

Тот же средний канал или специально сделанную заготовку можно инвертировать, размыть и наложить на исходник в режиме Overlay для выравнивания освещенности. Я уже описывал это в статье «Стероиды для светов и теней».

Однотонную заливку, полученную из копии исходного изображения применением фильтра Blur \ Average, инвертируем и накладываем на исходник в режиме Overlay. Несколько жульнический, но иногда полезный способ привести в чувство цветовой баланс изображения. Не точный аналог, но достаточно близкая альтернатива использованию слоя кривых и серой пипетки. Плюс Overlay-наложения в возможности все записать в экшен. Подробнее об этом можно прочесть в посте «О фильтре Average и серой пипетке».




При ручной доработке маски

Основная задача при ручной доработке маски — усиление контраста между выделенными и замаскированными участками. То есть, надо сделать светлые участки еще светлее, постаравшись не затронуть соседние темные, и наоборот. Обычно для этого предлагается один из двух рецептов.

Первый: рисовать по маске кисточкой в режиме Overlay белым цветом для осветления, а черным для затемнения. Второй: рисовать по маске инструментом Dodge Tool с установкой Range: Highlights для осветления или Burn Tool с установкой Shadows для затемнения. Для инструментов параметр Opacity или Exposure задается небольшим, чтобы воздействие было плавным. Давайте сравним и оценим, когда и какой метод лучше применять.



На картинке приведены все четыре варианта рисования по дискретному яркостному клину с соответствующими установками инструментов. Хорошо заметно, как Dodge выжег света, а Burn провалил тени. Чтобы лучше оценить результат работы кисти и посмотреть, как изменяется воздействие в зависимости от яркости клина, давайте рассмотрим следующую картинку.



Здесь отображается изменение яркости исходника после применения инструментов. Принцип, как на правой клетчатой доске — чем ярче поле, тем больше изменилась яркость, тем сильнее воздействие. Хорошо видно, что основное воздействие кисточки пришлось на средние тона.

На практике это означает следующее. Сначала удобнее пройтись кистью в режиме Overlay по областям средней яркости. Если область граничит с темной, мы работаем белым цветом и осветляем ее до светло-серого. Если область граничит со светлой, работаем черным цветом и затемняем ее до темно-серого. Тем самым подготавливая почву для последующего прохода инструментами Dodge и Burn.



Для самых дотошных привожу структуру слоев «как это было сделано»: раскрашенный клин наложен на исходный в режиме Difference, корректирующим слоем кривых дополнительно поднят контраст. Заготовка клина для самостоятельных экспериментов лежит по ссылке, указанной в начале статьи (Pattern_16.psd).



Soft Light

Материалы для анализа



Левая доска: результат наложения на исходную картинку (9 вертикальных полос с шагом 32 тоновых уровня, черная слева, белая справа) корректирующей (9 горизонтальных полос с шагом 32 тоновых уровня, черная внизу, белая вверху) в режиме Soft Light. Числа в клетках показывают яркость после наложения.

Правая доска: схема изменения яркостей — чем больше изменилась яркость, тем светлее соответствующая клетка (независимо от направления изменения яркости исходной картинки). Числа в клетках показывают, насколько изменилась яркость. Их положительные значения указывают на увеличение, а отрицательные на ее уменьшение яркости исходного изображения.

Левая шкала: отклонение яркости накладываемой плашки от средне-серого (128).



Семейство кривых, оказывающих на исходную картинку затемняющее воздействие, аналогичное наложению однотонных плашек с яркостями 0, 32, 64, 96, 128, и осветляющее воздействие, аналогичное наложению однотонных плашек с яркостями 128, 160, 192, 224, 255.



Формула для отнормированной яркости.
S — яркость исходного изображения; C — яркость корректирующего изображения; R — яркость финального изображения.



Формула для 8-битного режима.
s — яркость исходного изображения; с — яркость корректирующего изображения; r — яркость финального изображения.



Описание и ответы на общие вопросы

В режиме Soft Light максимальное затемнение соответствует гамма-коррекции с коэффициентом гамма 2, максимальное осветляющее — с коэффициентом гамма 1/2. Промежуточные воздействия являются пропорциональным уменьшением максимальных.


1. Существует ли для данного режима наложения нейтральный цвет и, если да, то какой?

Как и для всех контрастных режимов, нейтральным для Overlay является средне-серый (128).


2. Как изменяется степень воздействия по полному тоновому диапазону?

Более сильное воздействие приходится на темную половину тонового диапазона, достигая своего максимума в области тричетвертьтонов. На белую и черную точку не воздействует.


3. Как изменяется контраст в различных тоновых диапазонах?

При осветлении: резко возрастает в диапазоне от теней до тричетвертьтонов и плавно падает в более светлой части полного тонового диапазона. При затемнении: резко падает в диапазоне от теней до тричетвертьтонов и плавно возрастает в более светлой части полного тонового диапазона.


4. Соответствует ли уменьшение непрозрачности ослаблению воздействия?

Уменьшение непрозрачности корректирующего изображения равносильно ослаблению воздействия. Под ослаблением воздействия подразумевается уменьшение отклонения яркости накладываемой плашки от средне-серого (128). Справа показано ослабление воздействия наложения плашки яркости 32 за счет уменьшения непрозрачности, слева — аналогичное уменьшение воздействия за счет осветления плашки.




5. Каким реальным фотопроцессам соответствует режим наложения?

Пять из семи контрастных режимов имеют в своем названии слово «свет». Естественно, этот «свет» не имеет никакого отношения к тому свету, который был в реальной сцене. Просто в жизни осветление и затемнение — это блик и тень, результат освещения сцены каким-то источником света. Поэтому большинство контрастных режимов называется (а их воздействие описывается) по аналогии с источником света, дающим светотеневой рисунок, похожий на результат применения данного режима. При этом никаких точных аналогов контрастные режимы не имеют.

Гамма-коррекция не трогает белую и черную точки. Таким образом, после ее применения на изображении сохраняются блики и глубокие тени. И что самое главное, она дает наиболее визуально равномерное осветление/затемнение картинки. То есть, лучше всего соответствует общечеловеческому (или, если хотите, обывательскому) понятию «сделать посветлее/потемнее».

Именно поэтому клетчатая доска для режима Soft Light самая равномерная из всех контрастных режимов, на ней лучше всего различаются границы между всеми полями. А в жизни мягкое, плавное, равномерное изменение яркости дает рассеянный или, как его еще называют, «мягкий» свет. В фотографии такой свет обычно используют в качестве заполняющего.


6. Что происходит при наложении картинки самой на себя?

Повышается контраст в средних тонах. Коррекция аналогична наложению пологой несимметричной S-образной кривой, задающей более сильную коррекцию в тенях. Точную форму этой кривой можно посмотреть в первой статье цикла.


7. Как меняется результат, если поменять местами исходное и корректирующее изображение?

При изменении порядка наложения результат изменяется.



Для чего может использоваться режим Soft Light

Я недаром поместил в эту статью рассказы о двух совершенно независимых режимах, и прежде, чем говорить о применении Soft Light, давайте сравним его с Overlay. У них есть важная общая особенность — они не трогают белую и черную точки. Из-за этого у некоторых пользователей появляется мысль: «Soft Light — это просто в два раза ослабленный Overlay». Результаты действительно похожи, но давайте взглянем внимательнее.



Я уже приводил эту картинку в статье «Стероиды для светов и теней». На ней красным цветом показаны максимальные воздействия Overlay после ослабления в два раза, синим — максимальное воздействие Soft Light. Воздействия на области светлее средне-серого действительно очень похожи. А вот в тенях картина здорово расходится.

Воздействие Overlay симметрично — тона темнее и светлее средне-серого меняются одинаково, Soft Light сильнее влияет на тени. Как при затемнении, так и при осветлении. Теперь вы это знаете, а дальше при выборе режима отталкивайтесь от стоящих перед вами задач: если необходимо более сильное влияние на тени при меньшем влиянии на света — выбираем Soft Light, если влияние на тени надо минимизировать — Overlay.

А теперь про применение. В этот раз я не буду перечислять конкретные случаи, в которых используется Soft Light (в интернете такого добра вагон и маленькая тележка ). Есть более интересный вопрос: «Как самому придумать коррекцию именно для данной картинки, а не повторять чей-то рецепт?» Для этого надо последовательно ответить на четыре вопроса, а потом, идя в обратном порядке, реализовать эти ответы на практике.

1. Какие изменения в картинке мы хотим получить?
Ответ должен четко описывать изменение яркости и контраста на различных участках изображения и в разных тоновых диапазонах. Если требуется изменение цвета, необходимо описать соотношение воздействий на различные каналы. Время детского лепета про «ощущение воздушности» и «хочется покрасивее» кончилось, нужны четкие технические формулировки.

2. Какой режим наложения обеспечивает такое воздействие?
У каждого режима есть свои фирменные черты, а описаны они в ответах на общие вопросы (FAQ). Чтобы не зубрить их все можете поступить, как я: ориентироваться по форме семейства кривых.

3. Как должна выглядеть накладываемая картинка, чтобы в выбранном режиме обеспечить необходимые изменения?
На этом этапе надо достаточно точно описать заготовку для наложения, чтобы понять, что нужно создавать.

4. Какие общие черты должна иметь картинка, чтобы из нее можно было сделать заготовку для наложения?
Это общее перечисление соотношений яркости и контраста, которые должны иметь объекты на картинке. Необходимо, чтобы найти, на базе чего можно сделать заготовку для наложения.



Наглядно разобраться в процессе нам поможет старый знакомый — Mitsubishi A6M Zero. На данной фотографии мне не нравится фон — слишком темный. Из-за этого изображение кажется грязным, самолет не выделяется, нет ощущения полета и воздушности. Это только присказка, а теперь начинаем отвечать на вопросы.

1. Какие изменения в картинке мы хотим получить?
Мягкое равномерное осветление фона, более сильное в верхней части фотографии. Самолет сильно меняться не должен, но можно согласиться на то, что он станет немного контрастнее, а самые светлые участки незначительно осветлятся, чтобы не было рассогласования с фоном. Нельзя допускать дополнительного затемнения черного капота и осветления насыщенных участков (опознавательные знаки и желтые полосы на передней кромке крыльев).

2. Какой режим наложения обеспечивает такое воздействие?
«Мягкое», «тактичное», равномерное» — это фирменные характеристики Soft Light. А то, что для осветления используется не осветляющий, а контрастный режим, не страшно. Он ведь тоже умеет осветлять.

3. Как должна выглядеть накладываемая картинка, чтобы в выбранном режиме обеспечить необходимые изменения?
Фон светлее средне-серого (128), более светлый вверху. Самолет близкий к средне-серому. Капот не темнее средне-серого.

4. Какие общие черты должна иметь картинка, чтобы из нее можно было сделать заготовку для наложения?
Весь самолет, за исключением светлых слабо насыщенных областей, максимально контрастен к фону, особенно к верхней его части. Фон по возможности равномерный.

Ну, вот мы и ответили на все вопросы. А теперь вперед смотреть каналы. Наиболее дотошные пользователи могут сделать копии картинки и перевести их в CMYK и Lab. Получив таким образом доступ к дополнительным каналам. Но для решения этой задачи нам хватит и RGB.



Итак, канал Red не самый подходящий: фон очень неоднородный и слабо отличающийся по яркости от самолета, насыщенные желтые полосы и красные опознавательные знаки очень светлые.



В Green ситуация лучше: фон более однородный, он светлее и поэтому контрастнее к самолету, красные опознавательные знаки темные. Из минусов: желтые полосы на передней кромке крыла и номер на киле светлые, области бликов на фюзеляже по-прежнему достаточно светлые.



Канал Blue: однозначный лидер по контрасту самолета и фона, все насыщенные участки самолета темные. Картину портит очень сильный шум, в основном шум на фоне. Так как именно фон будет подвергаться максимальному воздействию со стороны заготовки, имеющиеся в этой области шумы сильнее всего пролезут на финальное изображение.



Можно было бы выбрать один из не самых подходящих вариантов, но почему не попытаться взять достоинства каждого, избежав недостатков? В синем канале нас привлекает более темный самолет, в зеленом канале — более гладкий фон. Походив с пипеткой по фону, убеждаемся, что в зеленом канале он немного темнее, чем в синем. Наложив эти каналы друг на друга в режиме Darken, мы заберем темный самолет из синего канала и гладкий (темный) фон из зеленого.

Я сделал это, перенеся содержимое каналов на новые слои (Blue_Channel и Green_Channel) и задав верхнему из них режим наложения Darken. Кстати, если бы оказалось, что фон в зеленом канале немного светлее, чем в синем, мы могли бы перед наложением слегка притемнить зеленый канал.



Теперь заготовку надо доработать до вида, описанного в ответе на третий вопрос. Ставим корректирующий слой кривых и смотрим на гистограмму заготовки. Большой пик справа от красного пунктира — это фон, левая часть пика соответствует нижним областям, а правая верхним, меленький холмик слева — самолет, его левый склон, уходящий в глубокие тени — капот.



Ставим точку 1 и поднимаем кривую таким образом, чтобы фон на заготовке стал светлее средне-серого, а самолет остался темнее.



Чтобы не допустить затемнения капота, поднимаем черную точку кривой до уровня 128. При помощи точки 2 кладем кривую на горизонталь в диапазоне, соответствующем капоту. Точка 3 позволяет регулировать повышение контраста самолета. Если вы вообще не хотите менять что-либо в нем, просто задайте точкам 2 и 3 выходную яркость 128.





И последний штрих: точка 4 задаст дополнительное осветление верхней части заготовки, тем самым сильнее осветлив фон вверху картинки. Если кроме яркости необходимо менять цвет, придется идти в каналы и организовывать различное воздействие на них. Например, чтобы сделать небо более голубым, затемнять красный канал в диапазоне чуть темнее полутонов и дополнительно осветлять синий в средних тонах.





Осталось объединить все вновь созданные слои в группу, задать ей режим наложения Soft Light и наслаждаться результатом. Приведенная здесь коррекция не является универсальным способом обработки фотографий самолетов. А вот методика подбора режима и создания заготовки универсальна. Не всегда все будет получаться гладко, но дорогу осилит идущий. А желающие поупражняться над Zero, могут найти его по ссылке в начале статьи.

В следующий раз мы продолжим разбираться контрастными режимами, рассмотрев сразу четыре: Hard Light, Vivid Light, Linear Light и Pin Light.

© Андрей Журавлёв (aka zhur74)
Апрель 2011 г.

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Архив