Екзотични беседи по Photoshop

Астрономия и Телескопостроение

Александр Юферев

Тук ще ви покажем как се прави последователния стадий на обработка на изображение страдащо от типичните дефекти:

1. Повишена зърнистост

2. Нисък контраст

3. Недостатъчна детайлност в нискоконтрастните места на изображението.

Тук няма да говорим за стандартните операции във Photoshop, като Curves, Levels, Color Balance. Изображението е вече предварително подготвено и ние сме го оставили на стадий, при който няколко неразумни действия могат вместо да подобрят рязко да снижат информативността на снимката.

Навреме ви напомняме за:

1. Изрязване на светлото и тъмното става с използването на Curves и Levels (последното може да стане, ако се включи кеширането на хистограмата при мащаб <100%).

2. Прехода от 16-битов режим в 8-битов

3. Размиване на изображението (Gaussian Blur, Median) без съхранение на оригинала.

Описваемия метод е в няколко крачки, но от тях се отличава едно забележително свойство: общодостъпност, тъй кото всички операции се извършват с базовите средства на Фотошоп, а принципа дори и да изглежда труден е достъпен за усилията на един средностатистически студент. Достъпният Actions показва в детайли какво се случва с изображението в даден етап. Тъй като много операции минават с използването на много нелинейни криви в маски, изображението, даже ако то е 8-битово, се превръща в 16-битово.

Голямата чистка

Най-големият враг на фотографа – драскотините – никога не стоят на кадрите строго една до друга. В това се заключава и подхода при автоматичното изчистване на изображенията от малки дефекти и драскотини. Трябва да имаме три изображения, снимани подред с еднакви експозиции, може да се използва и от програмата логическата способност, позволяваща да сравнява снимки и да изтрива дефектните области.

В началото снимката се дели на три слоя: едниния представлява собствен среден между 1-ви и 2-ри, другия – 1-ви и 3-ти и последния – 2-ри и 3-ти. Към тях вкарваме чисто черни маски, така че слоя да стане прозрачен.

1. Избираме от алфа-каналите средния от всичките три.

2. Изчисляваме разликата по модула между дадените кадри и този на средния (налагаме ги в режим Difference).

3. Сумираме в отделни канали максимално случващите се отклонения (налагаме ги в режим Lighten).

4. Първия изходен кадър го сравняваме с предишния, показващ максимално отклонение (Difference). И избираме командата Threshold по първото ниво на яркост! Инвертираме. Получаваме красиви бели точки, които говорят за това, че именно на тези места на първия кадър е най-голяма разликата (т.е. максималното отклонение от простото средно!) И ето, че ние изпращаме (с помощта на командата Apply Image) тези бели точки в маската на този слой, който е среден между другите два, т.е. 2-ри и 3-ти. Ние правим видимо усреднение на тези кадри навсякъде, където има дефекти!

5. Аналогично продължаваме процедурата с останалите кадри и слоеве. Резултатът се вижда на фиг. 1:

Диференциално наслагване (Non-Edges Smoothing)

В началото просто наслагваме копието с изходното изображение и поставяме слоя отгоре. Наслагването не е с помощта на гаусово размиване, а медианна филтрация, която използва свойството да не мени градиента на яркостта в детайлите на изображението, в големи радиуси при филтрацията. Малките детайли при това изчезват.

Еднакво голям естествения вид в снимката се получава, ако използваме филтрация с плаващ радиус, т.е. смесването на няколко варианта на размиване с различно R.

Нататък ще видим, че на плоския участък в изображението (без малките детайли от типа точки, линии, остри ъглови обекти) размиването може да бъде значително по-голямо. Получения слой представлява маска, която разпределя какъв участък от изображението да бъде скрит в дадения слой (и през тях се виждат участъци с обработени или с необработени места) и какъв да бъде видим.

В простия случай такава маска може просто да се нарисува. Ние пък как ще свикнем за следващите пъти…

В дадения метод маската се получава по пътя на многократното сравняване на оригинала с неговото насложено копие. Получаваната разлика по модула (режима на наслагване Difference) се сумира или изважда (в дадения случай се наслагва в режим Lighten, т.е. замянят се повечето светли точки). Виж фиг. 2-6.

Забележете, че плавните граници в изображението не се маскират, а само ъглите, линиите и точките. По-нататъшните операции с маски имат само спомагателно значение. Резултата от наслагването на изображението може да видите на фиг. 7, което представлява фрагмент от изображение на слънчевата корона, съставено от 32 кадъра, получени от Вячеслав Хондырев (TV@skygarden.ru, http://www.skygarden.ru/) по време на слънчевото затъмнение в България през 1999 г.

Аналогично обработен участък от лунната повърхност (фиг. 8):

Общият принцип на получената маска е такъв: сравнява се оригинала с неговото обработено копие (наслагване в режим Difference). Участъка, където има максимално изменение се маскира в най-голяма степен. Така работи програмата NeatImage, прави диференциално наслагване. В една от моите процедури вместо наслагване по Гаус няколко пъти прилагам медианна филтрация, но особенното в медианната филтрация е (където не се пипа плавната граница на обекта), че маската се създава само за точка, ъгълче и резки чертички. В резултат, за разлика от NeatImage, зърнистоста намаля даже и на границите на обектите, различаващи се еднакво рязко!

Диференциално усилване на рязкостта

Понятието рязкост – това е добавяне към изходното изображение на високоплътно съставяне. Всеки знае, какво значат понятията бас и високи. Нека да заменим колебанията в секунда (за звука) на колебания в милиметри (за изображението).

Получава се много просто: изваждаме от оригинала неговото размито копие. Обичайното е по Гаус (филтъра High Pass). Но може и медианна филтрация с плаващ радиус, защото дава интересни ефекти: подчертават се всички негладки елементи. Иначе казано, всички, които стърчат. Например, кратерите на лимба на Луната. При това самия лимб не получава ужасната ивица. Вижте фиг. 9 и 10, където е показан в началото оригинала, а след това свръх-контрастния вариант с преминал обичайно High Pass и модифициран. На края на Луната има най-много контрастни кратери и са много датайлизирани.

Резкостта не трябва да се вдига на равни участъци от изображението. Единствените детайли там – зърното. За изтриване на границите може да се използва филтъра Find Edges, който в негатив показва модула на яркостта на градиента в дадена точка, след това се инвертира. Това изображение беше много зърнисто преди да премине през Find Edges.

„Изравняване“ на изображенията, т.е. отслабване на едромащабните обекти

Тук трябва да извадя от оригинала неговото размито копие.

Сега повече подробности: какво значи „добавяне“ на високочестотна съставяща (High Pass), когато ние повишаваме рязкостта или „изваждане“ на низкочестотна, когато ние отслабваме яркостта, например, при големи участъци от Млечния Път.

Създаваме копие на изходния слой, след това задаваме командата Desaturate, картинката е цветна. Нататък трябва да изберем режима на наслагване. Има няколко варианта: Linear Light, Overlay, Soft-light. Последният е за предпочитане, защото действа хармонично и меко, не отвежда яркостта в предел на диапазона 0..255. Този режим е несиметричен (експонента). За да го направите симетричен, направете папка за слоеве (Layer Set) и поместете в неговия бутерборд 4 слоя: долу създайте високочестотна „добавка“ в режим Soft-light. Горе поставете Adjustment layer Invert, след това инвертирайте слоя с добавка и отново слоя с Invert.

Ако вие не добавяте висока честота, а наопъки, добавяте ниски, то ниския слой ще бъде негативно размито копие на изходния слой, а третия слой – позитивно копие.

Това представлява нерязка маска за доста контрастни детайли, принципът на получаването на който напомня на по-горния – сравняване на изходното и обработеното изображение.

Един филтър във Photoshop напомня особенно. Той е забележителен по простота и оригиналност на алгоритъма. Филтъра Diffuse Anisotropic. В дадената малка област се изчислява вектора на градиента на яркостта и перпендикулярно на този вектор се наслагва (т.е. всеки път в долните граници на обекта, като тези граници не влияят). Без нинакви настройки на параметрите по всяко изображение се вижда решетка от стъклени блокчета, в пределите на които този филтър работи.

При опит да се направи нещо в Actions макар да ни се отдава, крайната неефективност на този подход е очевидна. Разумни компромиси се явяват, например при трикратно прилагане на направения филтър (в алфа-каналите), копиране и след това обратно преместване – усредняване.