Кошачьи истории или правила работы с кривой

Об умении «мыслить в котах», плюсах формализации и определении нужной формы кривой. Эта статья посвящена работе с тоновой кривой (Curves). Пока что только с одной. Прежде чем переходить к обработке цветных изображений надо освоить работу с самой кривой, а делать это удобнее на черно-белом изображении.

Тоновая кривая (Curves) — это график функции определяющей соотношением между яркостью до (горизонтальная ось) и после (вертикальная ось) коррекции. По-умолчанию кривая проходит из левого нижнего угла в правый верхний под углом в 45 градусов. Как в этом случае поступает программа?

Фотошоп берет первый пиксель изображения и на горизонтальной оси откладывает его исходную яркость. Предположим, она равна 128. Из полученной точки поднимается вверх до пересечения с кривой, а из точки пересечения отправляется влево и откладывает на вертикальной оси яркость после коррекции. Аналогичную операцию программа совершает с каждым пикселем. Таким образом получается новое изображение, с новым распределением яркостей.

Начальное положение кривой соответствует функции y=x. Проще говоря, что было на входе, то и останется на выходе. Поэтому яркость пикселя после коррекции так же равна 128. А новое изображение будет в точности повторять исходное.

На иллюстрации рядом с кривой расположен портрет по которому можно визуально оценить результат коррекции. Правее приведен дискретный яркостный клин (набор из 9 квадратов с яркостью от 0 до 255). Он будет меняться в соответствии с внесенной коррекцией.

Существуют 4 простых правила работы с кривой. Освоив их вы легко построите кривую реализующую задуманные изменения. Или наоборот, посмотрев на форму кривой, опишите какие изменения происходят в картинке под ее воздействием.

Поставим точку в центре кривой и сдвинем ее вниз, например до значения 64. Отложив исходную яркость 128, фотошоп поднимается до пересечения с кривой, но теперь точка пересечения расположена ниже, следовательно яркость после коррекции будет меньше.

Правило первое: если кривая проходит ниже своего начального положения, изображение затемняется. При этом затемнение тем сильнее, чем сильнее кривая отклонилась от начального положения. В данном примере максимальное затемнение приходится на средние тона изображения, убывая к теням и светам.

Теперь давайте ту же самую центральную точку кривой сместим вверх от начального положения. Отложив исходную яркость 128, фотошоп поднимается до пересечения с кривой, но в этот раз точка пересечения расположена выше, следовательно яркость после коррекции будет больше.

Правило второе: если кривая проходит выше своего начального положения, изображение осветляется. При этом осветление тем сильнее, чем сильнее кривая отклонилась от начального положения. В данном примере максимальное осветление вновь приходится на средние тона изображения, убывая к теням и светам.

Даже из этих простых примеров видно, насколько важно уточнять о каком тоновом диапазоне исходного изображения идет речь. Другой диапазон — другая степень воздействия. Но можно пойти дальше, и на различные диапазоны оказать не просто разные, а противоположные воздействия.

Давайте поставим точку в тричетвертьтонах (64) и затемним ее до уровня 32. А точку в четвертьтонах (192) осветлим до уровня 224. Таким образом в темной половине тонового диапазона кривая проходит ниже начального положения и изображение затемняется, а в светлой выше и изображение осветляется.

Детали, лежавшие в диапазоне 64-192, теперь занимают диапазон 32-224. Перепады яркости увеличились, то есть увеличился контраст этих деталей. На форме кривой это выражается в увеличении крутизны: при той же ширине склона высота стала больше.

Правило третье: если крутизна кривой увеличивается, контраст в соответствующем тоновом диапазоне повышается. При этом повыщение контраста тем больше, чем выше крутизна кривой.

Обратный пример очевиден. Если при том же перепаде входных яркостей на выходе будет перепад меньший, контраст деталей уменьшится, а кривая примет более пологую форму.

Правило четвертое: если крутизна кривой уменьшается, контраст в соответствующем тоновом диапазоне понижается. При этом понижение контраста тем больше, чем меньше крутизна кривой.

А теперь, зная механизм работы кривой, давайте попробуем откорректировать изображение. Даже беглого взгляда на фотографию салата достаточно чтобы заметить, что у него проблемы с контрастом. Самый темный цвет на фото — темно-серый, самый светлый — светло-серый. Мы имеем перепад яркостей «от темно-серого до светло-серого» вместо максимально возможного «от черного до белого».

Это означает, что изображение неполноконтрастно. Гистограмма подтверждает визуальную оценку: дыра в светах и тенях подсказывают, что требуется установка белой и черной точек. Белая точка — это самая светлая сюжетно-значимая точка изображения не являющаяся жестким бликом или источником света. Черная точка — это самая темная сюжетно-значимая точка изображения.

Чтобы их найти удобно воспользоваться отображением в режиме отсечки. Для этого надо поставить галочку «Show Clipping» или сдвигать боковой движок с зажатой клавишей «Alt» (при работе с корректирующим слоем это единственный вариант). В этом режиме все пиксели имеющие яркость меньше текущего положения движка будут черными, такую же или больше — белыми.

Вот что будет, если сдвинуть белый движок в положение 243. Такую же или большую яркость имеет только расшивка между кафелем. Это не самый сюжетно-значимый объект, белые швы стараются сделать максимально светлыми, поэтому по яркости они могут сравниться с бликами. Кроме того, если принять их за белую точку и привести их к яркости 245, изображение так и останется неполноконтрастным. Ведь ничего светлее в нем нету.

Сдвинем белый движок в положение 235. В правом верхнем углу появляется белый участок. Сверившись с исходной картинкой убеждаемся, что это достаточно мягкий блик на кромке светлой миски. Он вполне подходит под определение белой точки.

Аналогично ищется точка черного. Сдвиг в режиме отсечки черного движка в положение 50 проявляет первые наиболее темные детали. Это области самых глубоких теней на листьях салата. Пропускаем их и пробуем найти что-нибудь посветлее.

При сдвиге в положение 60 начинает проступать больше участков. Один из них вполне можно принять за точку черного. Приведя его к яркости 10 мы получим хорошие глубокие тени, а небольшие изначально более темные участки заполнят диапазон от 0 до 10.

Самый быстрый способ поставить белую и черную точки — это воспользоваться соответствующими пипетками из интерфейса кривых. Щелчок белой пипеткой по выбранному участку приведет его яркость к заданной.

Как задать яркость к которой белая пипетка будет приводить выбранную область? Дважды кликнем по пиктограмме белой пипетки в палитре Curves. В открывшемся окне зададим 245 во всех каналах RGB. Такое значение не догма, можно задать любое другое число, например 240 или 235.

Чем больше вы отступите от 255, тем больше будет запас на сохранение деталей в светах. Ведь за точку белого мы выбираем самую светлую значимую область, а в областях малозначимых могут быть и более светлые детали. То есть у вас будет более широкий выбор белой точки.

Но, с другой стороны, чем больше в настройках пипетки отступ от 255, тем меньше будет сдвигаться в светах кривая. То есть, при том же выборе точки на картинке вы получите меньшее осветление светов и повышение контраста изображения. Конкретные настройки каждый цветокорректор подбирает для себя сам исходя из собственных привычек и удобства работы.

Надо сделать ремарку, что на выбор настройки белой и черной пипеток так же влияет последующая технология воспроизведения картинки, но эта тема настолько специфическая, что далеко выходит за рамки данной статьи.

Аналогично настраивается черная пипетка. После двойного клика откроется дополнительное меню. В нем можно задать яркость к которой будет приведена область изображения принятая за точку черного.

Целевую яркость черной пипетки можно привести к 10 во всех каналах RGB. Соображения по выбору конкретных значений точно такие же, как и для белой пипетки. При этом к выбору точки черного можно отнестись немного менее аккуратно, чем к выбору точки белого, поскольку потеря деталей в тенях для нас привычна и не вызывает таких неприятных ощущений, как потеря деталей в светах.

Вот что получилось после установки белой и черной точки. Изображение более контрастно и, как следствие, выглядит более объемным. Конечно, с ним еще можно поработать: сделать посветлее, поднять контраст листьев салата и т.д. Но сейчас я хочу обратить внимание на другое.

Посмотрите где находится наша точка белого. Кружок на кривой показывает ее положение, но реально она не ставится. Что же делает программа при работе белой пипеткой? За точку белого мы приняли область с исходной яркостью 235 — откладываем это значение на горизонтальной оси. В настройках пипетки стоит целевая яркость 245 — откладываем это значение на вертикальной оси.

Эта точка с координатами (235; 245) отмечена на кривой кружком, именно через нее и должна пройти кривая. Но реально она на кривой не ставится. Photoshop просто сдвигает крайнюю светлую точку кривой влево, пока кривая не пройдет через точку белого.

Аналогично происходит и с точкой черного: исходная яркость 54, целевая яркость 10. Крайняя темная точка кривой сдвигается вправо пока она не пройдет через точку (54; 10). Фактически кривая вращается вокруг своей крайней светлой точки. И если сдвиг темной точки будет большим, то точка белого уедет вниз. Чтобы убрать этот эффект можно просто еще раз щелкнуть белой пипеткой по выбранной для нее области.

Теперь гистограмма растянута на весь тоновый диапазон. Изображение полноконтрастно. Коррекция по двум (крайним) точкам закончена. Прежде чем пойти дальше сделаем пару замечаний.

Во-первых, работа пипетками обеспечивает большую скорость, но приводит к жесткой Z-образной форме кривой. Это может вызвать отсечку и потерю деталей в светах и/или тенях. Чтобы избавиться от этого надо заменить Z-образную кривую на более мягкую S-образную. Для этого придется отказаться от работы пипетками и перейти к ручной установке белой и черной точек. Этот прием подробно описан Маргулисом, поэтому повторять его я не буду.

Во-вторых, если вы решили работать пипетками, проверьте настройки инструмента Eyedropper Tool в палитре Options. Именно отсюда берется область усреднения (Sample Size) при работе белой, черной и серой пипеток. А теперь давайте двигаться дальше.

Левая фотография кота уже приведена к полноконтрастной. То есть, коррекция по двум точкам сделана, но кот выглядит не очень интересно. Плоская морда, не хватает объема, пушистости и т.п. В плоском двумерном изображении объем передается за счет свето-теневого рисунка. Визуальный недостаток объема говорит о том, что кот недостаточно контрастен.

Кот занимает диапазон от полутонов и светлее. Осветлять его светлую точку мы не можем, поскольку она совпадает с точкой белого. Единственный способ поднять контраст в этом диапазоне — это затемнить темную точку кота находящуюся в полутонах.

На фото справа кот более объемный, пушистый, детализированный и… темный. Эти заключения лежат на поверхности и прямо вытекают как из приведенных выше объяснений, так и их формы кривой. Но лучше явно сформулировать их.

  1. Повышение контраста светлого объекта обязательно связано с его затемнением.
  2. При затемнении изображения повышается контраст светлых и понижается контраст темных объектов.

Я выставил белую и черную точки заранее, чтобы сравнение картинок было более наглядным. На практике такая коррекция обычно делается одновременно с установкой крайних точек. Таким образом ее смело можно назвать коррекцией по трем точкам.

Противоположный пример — фотография черного кота.

Повторяем все рассуждения относившиеся к белому коту. Только применяем их к темной половине тонового диапазона. Для повышения контраста черного кота необходимо сдвинуть вверх среднюю точку кривой. С учетом крайних, опять получается коррекция по трем точкам.

  1. Повышение контраста темного объекта обязательно связано с его осветлением.
  2. При осветлении изображения повышается контраст темных и понижается контраст светлых объектов.

А теперь перейдем к серому коту. Как и в предыдущих примерах на фото слева белая и черная точки уже выставлены. Проблемы и пожелания те же.

В центре гистограммы в виде аккуратного, почти гауссового, колокольчика разлегся кот. Пик темнее три четверть тонов соответствует фону и интереса не представляет. Ограничиваем диапазон в котором лежит кот (от три четверть до четверть тонов) и повышаем в нем контраст сдвигая темную точку кота вниз, а светлую вверх. Если сдвиг будет симметричным общая яркость изображения сохраниться. Если сильнее сдвинуть светлую точку — картинка станет светлее, темную — темнее.

С учетом двух крайних точек мы получили коррекцию по 4 точкам. Или классическую S—образную кривую. На первый взгляд она ничем не отличается от имеющегося в кривых пресета «поднять контраст». Но это не так.

Моя кривая построена с учетом конкретного изображения. Если бы кот был темнее, центральный крутой участок кривой располагался бы левее. А если бы кот был светлее — крутой участок сдвинулся бы правее.

Тоновый диапазон в котором лежит объект не имеет четких границ, Каждый раз нам придется выбирать крайние точки приблизительно, чтобы яркости объекта в основном находились между ними. При этом мы заинтересованы в более узком диапазоне. Чем меньше он на входе (по горизонтальной оси), тем сильнее можно будет поднять крутизну кривой при одинаковых потерях контраста в светах и тенях.

Кстати, не забывайте про потери. После установки белой и черной точек мы фактически занимаемся перераспределением контраста, забирая его из одних тоновых диапазонов и отдавая в другие.

Перейти к большему количеству точек труда не составит. Если в кадре будут два кота: светло-серый и темно-серый. Я выделю диапазоны вокруг три четверть (темный кот) и четверть (светлый кот) тонов. Подниму в них контраст увеличив крутизну кривой, а потери контраста «размажу» по оставшимся тоновым диапазонам.

Навыки быстрой работы с кривой базируются на умении перейти от объектов в кадре к занимаемым ими тоновыми диапазонами. Надо уметь мыслить тоновыми диапазонами. Глядя на картинку вы должны видеть не лицо, одежду, волосы и фон, а объекты лежащие в четверть тонах, тенях, три четверть и средних тонах.

Если хотите, можно учиться мыслить «в котах». В приведенном выше примере (лицо, одежда, волосы и фон) на фотографии будут изображены светлый, черный, темный и средний коты. Определяем, какой из котов является сюжетно значимым, а какой нет, и вперед. Ведь корректировать котов мы уже умеем.

Это пример формализации. Его можно применить не только к черно-белым изображениям и кривым. Попробуйте, и вы удивитесь насколько меньше потребуется запоминать разных приемов и рецептов, так как многие из них окажутся по сути одинаковыми.

Работу более простые инструментов Levels и Brightness\Contrast описывать сейчас не буду. Поскольку уже сделал это у себя в ЖЖ.

Перечисленные выше объекты в кадре и соответствующих им «котов» я взял из реального примера. Мы рассмотрим его в следующий раз, потренируемся в рассуждениях и построим самый первый рабочий поток.

Автор: Андрей Журавлев (aka zhur74)

  • Павел

    Шикарная статья, всем статьям статья. Более понятного разжевывания такой сложной информации нигде не встречал. Огромнейшее спасибо

  • Alex Bogus

    Знакомые кошечки =) Где это интересно я их мог видеть… не у Маргулиса ли в статье про кривые ? =)

    • Именно, только не в статье, а в книге.

      Я специально взял тех же самых котов, которых использовал Маргулис. К сожалению такое же фото белого кота мне найти не удалось: в библиотеке была битая картинка. Но сама модель (белый кот) та же, что у Дена.

      Надеюсь, что людям которые будут читать “Photoshop для профессионалов. Наиболее полное руководство по цветокоррекции.” после этой статьи будет проще разобраться в его книге. А старые знакомые поднимут настроение.

  • Max

    Товарищу Журавлеву- респект! Был на его семинаре по цветокоррекции, много после Дена сложилось по полочкам, да и как учитель Андрей молодец. Не реклама, а отзыв о хорошем человеке!

  • dzholas

    Андрей, скажите, а как быть с серой точкой? Стоит ли вообще пользоваться этой пипеткой и в каких случаях?

    • Конечно стоит. При установке цветового баланса в средних тонах. Об этом в одной из следующих статей.

  • Извините, статья писалась в расчете на два клина. Но, поскольку дизайн сайта изменился и ширину уменьшили на 20 пикселей, статичным клином пришлось пожертвовать. Я отправлю письмо администрации сайта с просьбой поправить это место.

  • Раньше было – “интуитивно понимаю”, а сейчас понимаю как это работает.) Спасибо, Андрей!

    • Спасибо. Именно к такой реакции читателей (слушателей) я и стремлюсь каждый раз.

  • Татьяна

    Я тоже читала Маргулиса, но понять его действительно очень тяжело, только после Ваших уроков, начинаю понимать Дена. Спасибо за хорошее объяснение этой темы.

  • insky

    Настройки нижних ползунков сбиваются как только я использую пипетку. Диапазон гистограммы не сжимается. Z-образная кривая получается только при настройке нижними ползунками. При использовании пипетки на графике вообще ничего не меняется. Ничего не понимаю… 🙁 (PS SC4)

  • Vitaliy Rice

    Спасибо за развёрнутый мануал.