ТОНОВАЯ И ЦВЕТОВАЯ КОРРЕКЦИЯ
Содержание последней части книги не относится собственно к основам и принципам цифровой графики (это частный, хотя и важный, элемент работы цифрового дизайнера), но она приведена в качестве примера того, насколько важно владеть основами этой области и насколько конкретные направления пронизаны теоретическими элементами.
В этой части рассматриваются вопросы изменения изображений по тоновым и цветовым параметрам с точки зрения соответствия компьютерного изображения своему исходному оригиналу или создания специального художественного приема стилизации (предельно контрастное изображение, суженый тоновый диапазон и т. д.).
Идеальные изображения существуют только в идеальном представлении. Реальные "картинки" практически всегда требуют доработки, исправления погрешностей или сознательной имитации некоторых искажений, требующихся для реализации того или иного художественного замысла.
Тоновая и цветовая коррекция требует, с одной стороны, четкого осознания сущности погрешности, а с другой — применения надлежащих методов и способов. Особенно трудна в этом отношении цветовая коррекция, если учесть сложности калибровки всех устройств, участвующих в технблогиче-ской цепочке обработки цветных изображений.
В главе 18 рассматриваются основные вопросы, связанные с понятием коррекции (необходимость и возможность коррекции).
В главе 19 представлен полный перечень этапов тоновой и цветовой коррекции пиксельных изображений.
Глава 20 посвящена функциям, которые являются частными вариантами команды Curves (Кривые).
В программах пиксельной графики существует команда, которая автоматически строит такой график, получивший название "гистограмма".
Понятие коррекции
Данная глава дает представление о том, в чем заключаются необходимость и возможность тоновой и цветовой коррекции.
В данной главе обсуждается понятие коррекции. Рассматриваются ее причины: различие в тоновых диапазонах объективной реальности и существующих аппаратных устройств. И представляется ее необходимость: перемещение тонового диапазона, перераспределение тоновых диапазонов с целью более точной передачи деталей в светах, в полутонах или в тенях, избирательное изменение яркости или контраста для решения художественных задач.
Тоновые диапазоны в действительности и в технических устройствах Гельмголыц доказал, что отношение силы света между участками неба и тенью леса можно выразить как отношение двадцати тысяч к единице. В картине же разница между самым ярким и самым темным пятном не может быть более, чем шестьдесят к единице. Таким образом, картина своими красками не может передавать отношение света.
Виктор Шкловский
Если рассматривать репродукционные процедуры (репродукцию) максимально широко, следует выделить три типа возможных тоновых (и, как следствие, цветовых) диапазонов.
Тоновый и цветовой диапазоны объективной реальности, вернее, все то, что позволяет человеку воспринимать их таковыми. Световые волны существуют объективно и независимо от человека. В этом смысле в природе для нее самой ни тона, ни цвета не существует.
Тоновый и цветовой диапазоны, воспринимаемые человеком в качестве тона или цвета. Восприятие тона или цвета основано на физиологических и психологических аспектах работы органов зрения и особенно мозга. В определенном смысле восприятие субъективно, каждый индивидуум имеет свои особенности не только в случае какой-либо патологии, но даже и в норме. И поскольку физические явления, которые обеспечивают предпосылки для субъективного восприятия, являются все-таки внешними по отношению к человеку, то и феномен тона и цвета, отсутствующий в природе, принято считать объективным, т: е. реально существующим для человека, природным.
Тоновые и цветовые диапазоны технических систем, которые, разумеется, во много раз ограниченнее природных. Поэтому вся история развития репродукционной техники представляет собой, с одной стороны, стремление к расширению диапазона, доступного для устройств отображения (эта борьба дается недешево, что и отражают цены на устройства высокого класса), а с другой — обеспечение максимальной гибкости в перераспределении тонов в пределах возможного.
Именно перераспределение тоновых уровней в пределах технически реализуемого диапазона и составляет задачу тоновой и цветовой коррекции, более или менее успешно решаемой в компьютерной фотографии, графике и полиграфии.
Чтобы громко крикнуть. Надо помолчать.
Яна Корицкая
Другая важнейшая характеристика изображения — контраст. Основным моментом понятия "контраст" является различие.
Механизм и конкретные способы тоновой и цветовой коррекции в области цифровой графики описаны ниже.
Информацию об этапах и командах коррекции см. в главах 19 и 20.
А пока необходимо подчеркнуть основную мысль данной части книги -тоновая и цветовая коррекция существующего пиксельного (битового, растрового) изображения происходит только за счет перераспределения уже имеющихся тоновых градаций.
Все виды тоновой и цветовой коррекции можно выполнять как в режимах RGB и CMYK, так и в режиме Lab. Какой режим предпочтительнее — зависит от предназначения изображения. Если изображение будет использоваться только для вывода на экран монитора, нет никакого смысла конвертировать его в режим CMYK. С другой стороны, если конвертирование в режим CMYK происходит на стадии сканирования, то работу с таким изображением и его коррекцию следует продолжать в этом режиме.
Коррекцию RGB-изображения, предназначенного для последующего цветоделения, следует выполнять в этом же режиме и только на последнем этапе произвести конвертирование в режим CMYK.
Конечно, если существуют строгие критерии установок цветовых значений CMYK и необходимость прямой корректуры цветоделенных фотоформ, резоннее всего и работать в данной модели.
Помимо этих основных соображений, необходимо учитывать и некоторые побочные факторы.
Для того чтобы выполнять коррекцию в режиме RGB и одновременно иметь возможность контролировать ее в режиме CMYK, можно открыть другое окно с помощью команды New View (Новый вид) меню View (Просмотр) и уже для него включить в том же меню режимы CMYK Preview (Просмотр в режиме CMYK) и Gamut Warning (Показать цвета вне CMYK).
Иногда предпочтительнее работа и в режиме Lab, особенно если речь идет о чисто тоновой коррекции, без влияния на цветовые характеристики, а, как известно, канал L — тоновое изображение в градациях серого, что позволяет изменять тоновые характеристики и практически не затрагивать цветовые данные.
Резюме
В следующей главе представлено нормативное описание тоновой и цветовой коррекции. На практике такие последовательные операции в полном объеме выполняются редко, однако отдельные этапы (например, усиление контурной резкости) требуются всегда.
Так украшает бутылку блик, вмятина портит щит.
Иосиф Бродский
Исходя из вышесказанного, можно констатировать, что к тоновой и цветовой коррекции обращаются по следующим основным причинам.
Слово "контраст" (от французского "contraste", что означает "резко выраженная противоположность") является термином во многих областях знаний: от психологии (субъективное преувеличение различий воспринимаемых объектов) до графики (темный цвет рядом с белым выглядит гораздо чернее). В некоторых областях технического репродуцирования контраст — это измеряемая величина. Например, контраст в фотографии — характеристика черно-белого изображения, определяющая соотношение яркостных свойств самого светлого и самого темного фрагментов. Это вычисляется как соотношение коэффициентов пропускания или отражения.
Действительно, любой контраст — это, прежде всего, различие. Человек вообще способен что-либо воспринимать в качестве информации только потому, что существует бесконечная совокупность различий. Например, изображение на доске воспринимается как схема, потому что цвет мела или фломастера и цвет доски различаются между собой.
Таким образом, любая передача информации (речевая, изобразительная, музыкальная, хореографическая и т. п.) возможна только при наличии какого бы то ни было контраста.
В цифровой графике контраст можно оценить, если использовать гистограмму.
При увеличенном контрасте уровни яркости концентрируются к краям графика, а на краях, как уже известно, располагаются черный и белый уровни яркости, которые представляют собой максимальный контраст (стоит вспомнить черно-белую штриховую графику).
Чем выше контраст, тем больше тоновые уровни стремятся к экстремумам (краевым значениям тонового диапазона).
При уменьшенном контрасте уровни яркости концентрируются к некоторому уровню серого, который представляет собой среднее значение всех уровней яркости. Минимальное значение контраста, равное его полному отсутствию, соответствует ситуации, когда все изображение превращается в плашку одного тона (это, собственно, уже и не изображение).
Чем ниже контраст, тем больше тоновые уровни стремятся к среднему уровню.
Поэтому можно утверждать, что контраст может изменяться от максимального, когда в изображении остаются только белый и черный цвета, до минимального, когда в изображении остается только единственный уровень серого цвета.
Гистограмма — это традиционная столбчатая диаграмма, обеспечивающая графическое представление эмпирического распределения какой-либо величины. Гистограмма применяется во многих областях знаний, например в экономической географии.
В графических редакторах (в качестве примера используется программа Adobe Photoshop) гистограмма обеспечивает отображение распределения тоновых уровней.
По команде Histogram (Гистограмма) на экран выводится одноименное диалоговое окно (рис. 18.1), в котором представляется график зависимости уровней яркости и количества пикселов, имеющих эти значения.
Яркость с точки зрения физики понимается как особая световая величина, равная отношению светового потока к геометрическому фактору, например площади освещения. Яркость довольно близко связана со зрительными ощущениями человека, т. к. освещенность изображений предметов на сетчатке глаза пропорциональна яркостям предметов.
Понятие яркости в изобразительном искусстве и, соответственно, в цифровой графике гораздо проще и ближе к обычному использованию этого слова: в общем случае под яркостью понимается преобладание тех или иных тонов.
При избытке светлых тонов говорят о значительной яркости (в цифровых технологиях она определяется как положительная яркость), при преобладании темных тонов говорят о незначительной яркости (в цифровых технологиях она определяется как отрицательная яркость).
Яркость изображения определяет общее впечатление от изображения. Поэтому на этот параметр обращают внимание в первую очередь. Для изображения важна, прежде всего, тоновая сбалансированность. Однако существуют причины, по которым необходимо уменьшить или увеличить яркость изображения.
Примеры изображений с разной яркостью изображений см. в главе 19.
Тоновое изображение обладает многими параметрами, в том числе такими, которые не имеют никаких формализованных критериев. Это, в первую очередь, касается эстетических характеристик. Вместе с тем в цифровых технологиях имеется возможность представить наглядно некоторые свойства тонового изображения, а именно распределение тоновых уровней в целом изображении или в какой-либо его части.
Основные категории тоновой коррекции, которые можно отобразить графическими средствами (например, с помощью гистограммы), — это яркость и контраст изображения. Названные категории отнюдь не являются новыми и появившимися вместе с графическими редакторами. Они существовавали и ранее в лексиконе художников, дизайнеров и оформителей (а также в других областях, в том числе в науке и даже в бытовой жизни), однако компьютерные технологии позволили в определенной степени формализовать эти категории.
Для того чтобы сознательно управлять какими-либо процессами, необходимо иметь соответствующую информацию. Получить сведения о цифровых значениях цвета пикселов можно с помощью палитры Info (Инфо), характерной для программы Adobe Photoshop.
Причем при перемещении курсора в рабочем окне с выведенным на экране каким-либо диалоговым окном в палитре Info (Инфо) отображаются два значения цвета пиксела: значение слева — это исходное значение цвета, а справа от косой черты — значение цвета, которое получит данный пиксел после выполнения коррекции при текущих установках (рис. 18.3).
У каждого в комнате так или иначе расставлены предметы мебели. Их расстановка изменяет ощущение пространства. В некоторых случаях, например для ремонта или для танцев, приходится перемещать мебель. Комната не изменилась, мебели не убавилось и не прибавилось, но впечатление совсем иное. Так вот, чтобы сделать комнату более "яркой" (просторной и светлой), можно, например, всю мебель от окна передвинуть к одной стенке.
Таким образом, коррекция изображений объективно не только не улучшает их, а даже в определенной степени ухудшает, но, опираясь на способность человеческого мозга восстанавливать и дополнять отсутствующие тоновые уровни, создает условия для субъективно улучшенного восприятия. И важно определить отправные уровни, поэтому любая коррекция — это компромисс между вынужденным объективным ухудшением и желаемым субъективным впечатлением.
Тоновую коррекцию пиксельного изображения можно рассмотреть на примере семейного бюджета. Если возникает желание его увеличить, например для приобретения "крупной вещи", то надо искать новый источник дохода (новую работу) или, в крайнем случае, влезть в долги. А если бюджет характеризуется стабильностью, то выход состоит всего лишь в перераспределении того, что уже имеется в наличии. Это значит, что, если выделить большую часть на крупное приобретение, то многие другие расходы (например, развлечения, поездки) необходимо в соответствующей степени "ужать".
По оси X гистограммы располагаются значения уровней яркости от самого темного (черного) слева (значение этой точки — 0) до самого светлого (белого) справа (значение этой точки — 255), а по оси Y— общее число пикселов каждого из уровней яркости. Таким образом, гистограмма отражает количество пикселов каждого уровня яркости всех каналов вместе или каждого цветового канала в отдельности. Как правило, в графических программах существует индивидуальный выбор каналов, например в списке Channel (Канал).
Диаграмма позволяет отображать распределение яркости не только во всем изображении, но и в любом его фрагменте. Для этого необходимо перед вызовом команды Histogram (Гистограмма) выделить интересующий пользователя фрагмент.
Числовые данные, расположенные под гистограммой справа, отражают те же данные, но для конкретной точки, над которой проходит курсор на гистограмме.
Числовые данные, расположенные под гистограммой слева, отображают некоторые статистические сведения об изображении (или его фрагменте).
Для изображений в режимах RGB, CMYK и для изображений с индексированными цветами предоставляется возможность отображения гистограмм не только для совмещенного изображения, но и для всех каналов в отдельности.
В списке Channel (Канал) совмещенное изображение представлено вариантом Luminosity (Светлота), остальные каналы называются своими именами -- Red (Красный), Green (Зеленый), Blue (Синий), Cyan (Голубой), Magenta (Пурпурный), Yellow (Желтый) и Black (Черный).
Если необходимо получить информацию о диапазоне яркостей, следует этот диапазон выделить, протянув курсором при нажатой кнопке мыши от одного уровня до другого (рис. 18.2).
Рис. 18.2. Определение параметров для диапазона уровней
После открытия диалоговых окон команд тоновой или цветовой коррекции курсор автоматически принимает над рабочим окном форму инструмента Eyedropper (Пипетка).
В верхней части диалогового окна Variations (Варианты) (рис. 18.4) представлены два уменьшенных изображения: Original (Исходное) и Current Pick (Результат). В момент вывода диалогового окна на экран оба изображения одинаковы, после внесения каких-либо изменений правое изображение изменяется и отражает их. Щелчок кнопкой мыши на исходном изображении удаляет все произведенные изменения.
Правее от уменьшенных исходного и результирующего изображений расположены переключатели тоновых диапазонов, которые позволяют выполнять установки избирательно — Shadows (Тени), Midtones (Средние тона) и Highlights (Света).
В большом поле визуализируется процесс настройки цветового баланса. Цвета, которые добавляются или удаляются, расположены в порядке цветового круга: красный, желтый, зеленый, голубой, синий, пурпурный. Изображение в центре всегда отображает текущее состояние изображения-оригинала. В этом поле главенствует принцип баланса. Для добавления определенного цвета следует щелкнуть на соответствующем изображении, а чтобы удалить, надо щелкнуть на противоположном изображении, например чтобы добавить "порцию" желтого цвета, необходимо щелкнуть на изображении More Yellow (Больше желтого), а чтобы удалить — на изображении More Blue (Больше синего).
"Порции" добавления или удаления определяются положением движка между крайними точками Fine (Точно) и Coarse (Грубо).
В правой части диалогового окна расположено поле настройки яркости. Изображения Lighter (Светлее) или Darker (Темнее) позволяют ослабить или усилить яркость изображения, текущее состояние которого представлено на центральном изображении Current Pick (Результат).
При установке флажка Show Clipping (Цвета вне CMYK) неоновыми цветами отображаются те области, которые будут исключены, т. е. конвертированы в чистые белый и черный цвета.
Переключатель Saturation (Насыщенность) видоизменяет диалоговое окно и позволяет изменить цветовую насыщенность изображения. Если при этом установлен флажок Show Clipping (Цвета вне CMYK), то на изображениях будут отображаться исключаемые области, если текущая насыщенность превысит максимальную насыщенность цвета.
Одной из важных особенностей программы Adobe Photoshop является возможность фиксирования параметров коррекции. Во всех диалоговых окнах команд коррекции, например Levels (Уровни), Curves (Кривые), Selective Color (Выборочная коррекция цвета), Replace Color (Заменить цвет). Hue/Saturation (Цветовой оттенок/Насыщенность) и Variations (Варианты), представлены кнопки Save (Сохранить) и Load (Загрузить), которые позволяют сохранить установки коррекции и при необходимости загрузить их для использования с данным или любым другим изображением.
Для того чтобы применить установки коррекции для другого изображения, необходимо:
Слово "репродукция" происходит из предлога "ре..." и латинского слова "produco", что переводится как "произвожу". Репродукция (репродуцирование) означает воспроизведение и размножение изображений различными техническими средствами (можно привести в качества примера фотографию, электрографию, полиграфию и т. д.). При этом все технические средства в той или иной степени обладают возможностью коррекции в процессе отображения.
Таким образом, в репрографических процессах (воспроизведение без художественного преобразования изображения) в общем случае под коррекцией понимают изменение изображения с целью максимального приближения к уровню оригинала.
Ощущений много, анализа мало. Виктор Шендерович
Для того чтобы использовать цифровое изображение в итоговом документе, например в верстке журнала, его нужно подвергнуть соответствующей коррекции, но чтобы понять, какие именно необходимы изменения, требуется обязательная оценка (анализ) изображения с точки зрения тоновых диапазонов.
Субъективная зрительная оценка играет важнейшую и, пожалуй, определяющую роль. Любой пользователь, а в особенности подготовленный в области изобразительного искусства или фотографии, сможет вынести решение: каким является данное изображение (темным или светлым, резким или мутным, контрастным или малоконтрастным).
В таком анализе нам порукой органы зрения, тонкость чувств и эстетическая воспитанность. Но ни один из этих элементов не имеет объективного измерения.
Для преодоления этого неудобства и для анализа тоновых диапазонов с объективных позиций используется специальный механизм — график, отображающий распределение тоновых уровней.
Тоновая коррекция довольно значительно изменяет изображение, но это никак не сказывается на объеме файла по следующим причинам.
А коль скоро ни один из параметров, определяющих объем документа (без компрессии) не изменяется, то, соответственно, и объем документа останется прежним.
Подробную информацию о параметрах, определяющих объем пиксельного документа, см. в части III.
Это действительно даже в том случае, если в результате тоновых манипуляций полноцветное изображение превратилось в черно-белое или полностью серое (экстремальные ситуации); Кстати, в любой момент пользователь сможет добавить в такое изображение любой цвет из доступных в данном цветовом режиме.
Никакая коррекция изображение формально не улучшает! Но измененное соотношение тоновых уровней визуально улучшает впечатление: зрителю должно казаться, что изображение имеет преемлемое качество.
Любая коррекция существующего пиксельного изображения возможна только за счет перераспределения уже имеющихся тоновых градаций.
Перераспределение тоновых уровней и цветовых диапазонов может означать только одно: видимость улучшения изображения связана с реальным ухудшением определенных уровней.
Процедуру тоновой и цветовой коррекции достаточно легко смоделировать с помощью команды, которую предлагает программа Adobe Photoshop. Ее можно использовать также при необходимости настройки "на глазок" не очень критичных изображений.
О принципах тоновой и цветовой коррекции см. в главе 19.
Эта команда, которая называется Variations (Варианты) и находится в меню Image | Adjust (Изображение | Коррекция), объединяет в себе возможности тоновой и цветовой коррекции. Она позволяет визуализировать процесс установки цветового баланса, изменения контраста и насыщенности изображения в целом или только выделенной области. Данная команда хорошо работает с довольно сбалансированным изображением, которому не требуется перестройка тонового или цветового диапазона.
Яркость — это важнейший параметр, который используется не только в цифровой графике, но и в других областях знаний, например в физике.