Studia Podyplomowe Grafika komputerowa i techniki multimedialne Katedra Informatyki Stosowanej Politechniki Łódzkiej Ewa Matusiak Podstawy grafiki rastrowej Laboratoria część III ul. Stefanowskiego 18/22, 90-924 Łódź Al. Politechniki 11, 90-924 Łódź http://www.kis.p.lodz.pl e-mail: studium@kis.p.lodz.pl
VI. Poprawianie obrazków - polecenia w menu Obrazek Program PhotoPaint udostępnia szereg narzędzi i filtrów umożliwiających poprawienie jakości obrazka poprzez dopasowanie jego barw, zmianę nasycenia, jaskrawości, kontrastu i intensywności. Zmianami może być objęty bezpośrednio cały obrazek lub jego fragmenty (np. maski). Można też nie zmieniając obrazka oryginalnego sprawdzać działanie filtra poprzez soczewkę, utworzoną na oddzielnej warstwie obiektu (Obiekt > Utwórz > Nowa soczewka). Soczewkę można utworzyć również z maski, która staje się wówczas obiektem; można ją zmniejszać, przesuwać, edytować zarówno jako obiekt jak i jako soczewkę. Po zaakceptowaniu wyników jej działania, przenosimy jej wpływ na obiekt poprzez połączenie z obiektem (Obiekt > Połącz > Połącz obiekty ze sobą/z tłem). Jaskrawość, kontrast, barwę i nasycenie w części obrazka można również dopasować za pomocą pociągnięć narzędzia pędzla Efekt. Niektóre filtry dopasowują obrazek automatycznie, a inne wymagają sterowania procesem dopasowania. Praca z takimi filtrami musi być zatem poparta doświadczeniem i długą praktyką, która początkowo niestety polega na działaniach metodą prób i błędów. Użytkownicy bez doświadczenia w zakresie korekcji kolorów i tonów, powinni skorzystać przede wszystkim z następujących opcji: Automatyczne równoważenie poziomów filtr, który natychmiast polepsza jakość większości tonów obrazka. Balans tonalny - równoważenie cieni, półcieni i świateł poprzez rozmieszczenie wartości pikseli w całym zakresie tonalnym. Odcień koloru filtr, który nie automatycznie lecz szybko - za pomocą przycisków będących miniaturami obrazka - dopasowuje tony: rozjaśnia go lub przyciemnia i polepsza kontrast. Podobnie, lecz za pomocą suwaków, działa filtr Jaskrawość-Kontrast- Intensywność. Analogicznie działają filtry Barwa koloru i Balans kolorów w odniesieniu do dopasowania koloru obrazka. Barwa koloru - za pomocą przycisków miniatur a Balans kolorów - za pomocą suwaków. 1. Histogram Histogram dla obrazka kwiat_ciemne_tło.cpt Każdy obraz komputerowy składa się z pikseli o różnym stopniu jasności - od 0 do 255. Udział pikseli z każdego poziomu jasności można przedstawić za pomocą wykresu słupkowego patrz: menu Obrazek > Histogram. Histogram można podzielić na trzy segmenty: cienie, tony Podstawy grafiki rastrowe j - Laboratoria, mgr Ewa Matusiak 2
średnie i światła (licząc od lewej do prawej strony wykresu). Wykresu tego nie możemy tutaj modyfikować - służy on nam do zbadania problemów z tonami oraz do określenia metody ich usunięcia. Zazwyczaj konieczna jest korekcja tylko obrazków zawierających bardzo wyraźne szczyty (zbyt duże ilości bieli lub czerni). Jeżeli piksele są zgrupowane przy jednym z końców, trzeba zagęścić zakres tonalny lub ponownie rozmieścić piksele w całym zakresie. Wartości liczbowe w oknie dialogowym wskazują: - sekcja Zakres: Początek (0) i Koniec (255) jasności obrazka Średnia - oznacza średnią jasność wszystkich zaznaczonych pikseli obrazka Odchylenie standardowe - liczbowe przedstawienie zakresu zmian jasności Procent - procent zaznaczonych pikseli - sekcja Indywidualne: Poziom - wskazuje wartość jasności wybranego wycinka histogramu Piksele - ilość pikseli o tym poziomie jasności - sekcja Obcinanie: Wyświetla bieżące ustawienie obcinania wyświetlania histogramu. Jest to procent ekstremalnych wartości jasności, które zostaną zignorowane podczas określania największych i najmniejszych wartości histogramu. 2. Dopasuj Poprawa kontrastu Okno to umożliwia wyciągnięcie szczegółów ze światła i cienia, które mogłyby zostać utracone przy korzystaniu z okna Jaskrawość-Kontrast-Intensywność. Daje możliwość poprawiania obszarów zbyt ciemnych lub zbyt jasnych, rozmytych i mało kontrastowych. Służy temu polecenie Obrazek > Dopasuj > Poprawa kontrastu. Otwierające się okno dialogowe zawiera, między innymi, histogram przedstawiający rozkład kolorów od najciemniejszych po lewej stronie histogramu do najjaśniejszych po prawej. Aby samodzielnie poprawić obraz należy wyłączyć opcję Dopasuj automatycznie, która nie zawsze Podstawy grafiki rastrowe j - Laboratoria, mgr Ewa Matusiak 3
daje dobre efekty. Nad histogramem widnieją dwa trójkąty suwak poziomu niskiego i suwak poziomu wysokiego. Dają one możliwość przyciemniania kolorów ciemnych (suwak lewy należy przeciągnąć w prawo do pierwszych najwyższych linii wykresu) oraz rozjaśniania kolorów jasnych (suwak prawy przesuwać w lewo do pierwszych linii wykresu leżących z prawej jego strony). Inaczej nazywamy to obcinaniem wartości wejściowych. Kompresja zakresu wyjściowego - to te wartości, leżące pod histogramem; wyświetlają wartości wyjściowej jaskrawości najciemniejszych i najjaśniejszych pikseli obrazka. Aby zmienić wartości, wpisuje się je bezpośrednio w polu lub używa strzałek przewijania. Aby poprawić poziom jasności lub zaciemnienia kolorów pośrednich należy suwak Dopasowanie współczynnika gamma przeciągnąć: - w prawo, gdy chcemy rozjaśnić kolory pośrednie zdjęcia, - w lewo, gdy je chcemy przyciemnić. ĆWICZENIE 34 Zadanie: Porównamy jakość zdjęcia z jego histogramem i poprawimy je przy użyciu polecenia Poprawa kontrastu. Instrukcja do zadania: 1. Otwórz zdjęcie kwiat_ciemne_tło.cpt oraz 2. histogram tego zdjęcia z menu Obrazek. Jak widać na histogramie zdjęcia, większość pikseli znajduje się w strefie cieni, sporo jest w strefie półcieni i całkiem niewiele w strefie światła. W obrębie okna dialogowego Histogramu kliknij i przeciągnij kursor w obszarze wykresu zaczynając od jego lewej strony, to znaczy od 0% pikseli; w miarę przesuwania kursora w prawo zwracaj uwagę na zmieniające się wartości liczbowe. Zauważ np., że dla 50% zaznaczonych pikseli ich średnia jasności nie przekroczyła 33,0 - tak ciemne jest to zdjęcie. Otwórz teraz okno dialogowe Dopasuj > Poprawa kontrastu. Aby poprawić to zdjęcie poprzez rozjaśnienie tego, co nie dość jasne i wydobyć dzięki temu trochę szczegółów z cienia - należy obciąć wartości wejściowe od 27 do 204 a Współczynnik gamma dopasować do ok. 1,2. Co oznacza w tym przypadku Obcinanie wartości wejściowych? Jeżeli jako wartość najciemniejszego piksela pozostawisz 0, a jako wartość obcinania wartości wejściowych podasz 27, wszystkim pikselom o wartościach z zakresu od 0 do 27 zostanie nadana wartość 0 i analogicznie - dla najjaśniejszych pikseli - jeżeli jako wartość najjaśniejszego piksela pozostawisz 255, a jako wartość obcinania wartości wejściowych podasz 204, wszystkim pikselom o wartościach z zakresu od 204 do 255 zostanie nadana wartość 255. Kompresja zakresu wyjściowego - to te wartości, leżące pod histogramem: wyświetlają wartości wyjściowej jaskrawości najciemniejszych i najjaśniejszych pikseli obrazka. Aby zmienić wartości, wpisz je bezpośrednio w polu lub użyj strzałek przewijania. W naszym ćwiczeniu pozostawiliśmy Kompresję zakresu wyjściowego bez zmian. Równoważenie lokalne Filtr ten pozwala na zwiększenie kontrastu w pobliżu krawędzi i wydobycie szczegółów w obszarach zarówno ciemnych jak i jasnych. Równoważenie histogramu Filtr ten umożliwia wyświetlenie zakresu tonalnego obrazka i przeprowadzenie redystrybucji zrównoważenia cieni, półcieni i świateł w kanale pełnokolorowym lub w wybranym kanale kolorów, w zależności od ustawionego modelu histogramu. Polega ono takim przekształceniu oryginalnego histogramu, aby dla każdego stopnia szarości uzyskać jednakową ilość pikseli Podstawy grafiki rastrowe j - Laboratoria, mgr Ewa Matusiak 4
ĆWICZENIE 35 Zadanie: Przy użyciu filtra Równoważenie histogramu poprawimy zbyt ciemne, nocne zdjęcie znad Bałtyku. 9 34 Instrukcja do zadania: 1. Otwórz plik Bałtyk1.jpg, 2. Otwórz okno dialogowe z menu Obrazek > Dostosuj > Równoważenie histogramu i zastosuj ustawienia parametrów filtra tak, jak na rysunku powyżej. Jednak zanim zaczniesz, zresetuj poprzednie ustawienia. Pamiętaj też o odznaczeniu funkcji Automatycznie. Balans próbka/wynik Okno dialogowe Balans próbka/wynik umożliwia wykonanie korekcji koloru dla ciemnych, pośrednich oraz jasnych tonów obrazka poprzez przesunięcie wartości kolorów z koloru próbki do koloru docelowego, wybranego z modelu kolorów. Aby zwiększyć zakres tonalny należy pobrać próbkę z obszaru cienia i ustawić ciemniejszy od niego kolor odniesienia i analogicznie dla próbki z obszaru światła - ustawić jaśniejszy kolor odniesienia. ĆWICZENIE 36 Zadanie: Przy użyciu filtra Balans próbka/wynik poprawimy zbyt... monotonne zdjęcie sztormowego Bałtyku. Instrukcja do zadania: 1. Otwórz plik Sztorm1.jpg, 2. Narzędziem do tworzenia maski odręcznej narysuj maskę tak, aby obejmowała cały obrazek z wyjątkiem nieba. Wcześniej włącz na pasku właściwości Wygładzanie maski i ustal dość dużą (ok. 40) Szerokość wtapiania maski. Podstawy grafiki rastrowe j - Laboratoria, mgr Ewa Matusiak 5
3. Utwórz z maski soczewkę w menu Obiekt > Utwórz > Nowa soczewka. Z otwierającego się okna dialogowego Nowa soczewka wybierz filtr Balans próbka/wynik 4. Pobierz pipetką z obrazka barwy: a. ciemną i ustal dla niej ciemniejszy kolor docelowy b. jasną i ustal dla niej jaśniejszy kolor docelowy c. pośrednią i ustal dla niej ciemniejszy kolor docelowy; 5. Możesz poeksperymentować i wybrać inne kolory np. odcienie brązów... 6. Pamiętając, że soczewka jest obiektem, możesz ją np. zmniejszyć, skopiować i po wklejeniu przesunąć w inne miejsce, po czym w Obiekt > Edytuj soczewkę wybieraj różne ustawienia kolorów docelowych. Takich soczewek możesz utworzyć sporo. Gdy zdecydujesz już, która daje najciekawszy efekt, przywróć jej początkowy rozmiar, pozostałe soczewki usuń a tę wybraną połącz z tłem. Krzywa tonalna Okno dialogowe Krzywa tonalna umożliwia wykonanie korekcji kolorów i tonów poprzez dopasowanie wybranych kanałów kolorów lub kanału pełnokolorowego. Oś X przedstawia rozkład kolorów od najciemniejszych po lewej stronie osi do najjaśniejszych po prawej, oś Y poziom jasności mierzony od 0 do 255. Krzywa obrazuje równowagę między cieniami, półcieniami i światłami; można ją edytować dodając węzły dla linii krzywych lub prostych, rysując odręcznie lub korzystając z krzywej gamma. Ustawienia krzywej tonalnej można zapisać i wykorzystać w innych obrazkach. Żeby zrozumieć, jak rozkładają się poziomy jasności na krzywej, zróbmy proste ćwiczenie: z Ćwiczenia 37 otwórzmy plik ptak.jpg, otwórzmy okno dialogowe Krzywa tonalna, włączmy podgląd obrazka, ustawmy kursor w lewym końcu linii i przeciągnijmy ją pionowo do góry do połowy osi Y - w ten sposób wszystkim pikselom cieni nadaliśmy poziom jasności równy połowie skali od 0 do 255; prawy koniec linii przeciągnijmy pionowo w dół, też do połowy osi Y - wszystkim pikselom światła nadaliśmy również poziom jasności równy połowie skali od 0 do 255. Otrzymaliśmy obrazek jednolicie szary. Automatyczne równoważenie poziomów Podstawy grafiki rastrowe j - Laboratoria, mgr Ewa Matusiak 6
Polecenie Automatyczne równoważenie poziomów powoduje wykonanie jednolitego zrównoważenia poprzez automatyczne rozmieszczenie znaczących wartości pikseli w całym zakresie tonalnym. Balans tonalny Filtr ten wywołuje automatyczne zrównoważenie cieni, półcieni i świateł poprzez rozmieszczenie wartości pikseli w całym zakresie tonalnym. Jaskrawość-Kontrast-Intensywność Okno dialogowe Jaskrawość-Kontrast-Intensywność pozwala zmienić jaskrawość, kontrast i intensywność tonów obrazka. Suwak Jaskrawość zmienia wartości wszystkich pikseli równo rozjaśniając lub przyciemniając wszystkie kolory. Suwak Kontrast powoduje zwiększenie lub zmniejszenie różnicy pomiędzy najjaśniejszymi i najciemniejszymi pikselami obrazka. Zwiększenie Intensywności powoduje rozjaśnienie jasnych obszarów obrazka bez jednoczesnego rozjaśnienia obszarów ciemnych. ĆWICZENIE 37 Zadanie: Przy użyciu filtrów Krzywa tonalna i Jaskrawość-Kontrast-Intensywność poprawimy zbyt ciemne zdjęcie, na którym jego główny element ptak ginie w monotonii ciemnych gałęzi drzewa oraz zbyt mocno zarysowanym drugim planie. Użycie filtra Balans tonalny zrównoważyłoby wszystkie tony w tym również niestety tony drugiego planu. Instrukcja do zadania: 1. Otwórz plik ptak.jpg i ustaw Punkt odniesienia, 2. Sprawdź efekt działania filtra Balans tonalny, zaraz potem Przywróć do punktu odniesienia, 3. Otwórz okno dialogowe filtra Krzywa tonalna, wybierz filtr Balans, który jest odpowiednikiem automatycznie działającego filtra Balans tonalny. Zwróć uwagę na przebieg krzywej. Aby ją zresetować, można wybrać polecenie Zresetuj lub Bez efektu. Możemy też edytować ją tak, aby bardziej rozjaśnić ptaka, którego prawie wszystkie piksele leżą w strefie cieni oraz zrównoważyć tony drugiego tła. 4. Filtr Jaskrawość-Kontrast-Intensywność pomoże nam jeszcze bardziej poprawić zdjęcie. Balans kolorów Funkcja ta umożliwia utrzymanie równowagi między kolorami obrazka. Na przykład, na obrazku RGB można zwiększyć lub zmniejszyć ilość tonów czerwonych, zielonych lub niebieskich. Jeśli np. czyjaś twarz na zdjęciu jest zbyt czerwona, można przesunąć kolory z czerwieni w kierunku barwy niebieskozielonej. Gamma Jest to metoda korekcji kolorów oparta na sposobie postrzegania przez ludzkie oko wartości sąsiadujących - przedmioty umieszczone na ciemnym tle wydają nam się jaśniejsze, niż są w istocie. Gamma umożliwia wydobycie szczegółów z mało kontrastowych obrazków, bez większej zmiany jasności całego obrazka. Barwa-Nasycenie-Jasność Funkcja ta - w przypadku konieczności zmiany intensywności kolorów -umożliwia dopasowanie barwy, nasycenia i jasności kanałów obrazka jednocześnie lub kanał po kanale. Podstawy grafiki rastrowe j - Laboratoria, mgr Ewa Matusiak 7
Selektywna zmiana kolorów Funkcja ta polega na zwiększaniu lub zmniejszaniu procentowego udziału pikseli niebieskozielonych, purpurowych, żółtych i czarnych (CMYK), które składają się na każdy z kolorów podstawowych w spektrum kolorów. Zamień kolory Okno to umożliwia zastępowanie kolorów pobranych z obrazka pipetą innymi. Zależnie od ustawienia, można zamieniać pojedyncze kolory lub całe ich zakresy. Zmniejsz nasycenie do zera Polecenie to powoduje automatyczne zmniejszenie nasycenia każdego z kolorów do zera, usunięcie składowej barwy i przekształcenie każdego koloru w jego odpowiednik w skali szarości. W efekcie utworzony zostaje obrazek w skali szarości przy nie zmienionym trybie kolorów. Barwa koloru Miniatury obrazka znajdujące się w oknie dialogowym tego polecenia, dają możliwość obserwacji stopniowych zmian obrazka w miarę dodawania do niego poszczególnych barw. Odcień koloru Miniatury obrazka znajdujące się w oknie dialogowym tego polecenia, dają możliwość obserwacji stopniowych zmian obrazka w miarę dodawania do niego jaskrawości, nasycenia i kontrastu. 3. Korekcja Kurz i rysy Działanie tego filtra polega na eliminowaniu kontrastu między pikselami, które przekraczają ustawiony próg kontrastu. Istnieje możliwość ustawienia promienia określającego liczbę pikseli, których dotyczyć będą zmiany. Ustawienia zależą od rozmiaru skazy i otaczającego ją obszaru. Niższe wartości progu zwiększają liczbę pikseli zmienionych - aby zachować szczegóły obrazka, ustawiamy możliwie największą wartość. Aby zachować szczegóły obrazka, ustawiamy możliwie najmniejszą wartość promienia. Strojenie wyostrzania Aby wyostrzyć obrazek za pomocą filtra Korekcja > Strojenie wyostrzania. 1. Przesuń suwak Procent, aby określić stopień wyostrzenia, które będzie stosowane za każdym razem, gdy klikniesz przycisk miniatury. 2. Naciśnij dowolny przycisk miniatury: a. Maska wyostrzająca - umożliwia podkreślenie szczegółów krawędzi i ustawienie ostrości rozmazanych obszarów na obrazku bez usuwania obszarów o niskich częstotliwościach. b. Wyostrzanie adaptacyjne - umożliwia uwydatnienie krawędzi szczegółów przez analizę wartości sąsiadujących pikseli. Ten filtr zachowuje najwięcej szczegółów, ale jego działanie jest najbardziej widoczne na obrazkach o wysokiej rozdzielczości. c. Wyostrzanie - umożliwia uwydatnienie szczegółów krawędzi obrazka przez ustawienie ostrości rozmazanych obszarów i zwiększenie kontrastu między sąsiadującymi pikselami. Przesuń suwak Tło, aby ustawić próg efektu. Niższe wartości zwiększają liczbę pikseli zmienionych przez efekt wyostrzania. d. Wyostrzanie kierunkowe - umożliwia uwydatnienie krawędzi obrazka bez tworzenia efektu ziarnistości. W przypadku większości fotografii najlepsze rezultaty daje filtr Maska wyostrzająca. Podstawy grafiki rastrowe j - Laboratoria, mgr Ewa Matusiak 8
Większość filtrów wyostrzających obsługuje wszystkie tryby koloru, z wyjątkiem 48-bitowego trybu RGB, 16-bitowej skali szarości, trybu kolorów z paletą oraz trybu czarnobiałego. Każdy filtr wyostrzania można uruchamiać oddzielnie, klikając Efekty > Wyostrzanie i klikając wybrany filtr. ĆWICZENIE 38 Zadanie: Za pomocą filtrów Kurz i rysy oraz Strojenie wyostrzania wyczyścimy zakurzoną klawiaturę. Instrukcja do zadania: Otwórzmy zdjęcie klawiatura.jpg Z menu Obrazek wybierzmy polecenie Korekcja > Kurz i rysy. Pamiętamy, że niższe wartości Progu zwiększają liczbę pikseli zmienionych, aby zachować więc szczegóły obrazka, powinniśmy ustawić możliwie największą wartość. Ale klawiatura jest tak zakurzona, że musimy ustawić minimalną wartość Progu. Promień czyli liczbę pikseli, których dotyczyć będą nasze porządki ustalmy dość wysoko np. na 10. Niestety rozmyciu uległy wszystkie elementy zdjęcia; przy pomocy Cofnij pędzel cofnijmy rozmycie z liter oraz krawędzi klawiszy. Aby jeszcze bardziej wyostrzyć zdjęcie, z polecenia Efekty wybierzmy Wyostrzanie. lub z menu Obrazek > Korekcja > Strojenie wyostrzania. Sprawdźmy działanie wszystkich filtrów wyostrzających. Proponuję zastosować Maskę wyostrzającą z menu Efekty, po czym ponownie lekko usunąć szum za pomocą filtra Efekty > Szum > Mediana Podstawy grafiki rastrowej - Laboratoria, mgr Ewa Matusiak 9
Podstawy grafiki rastrowe j - Laboratoria, mgr Ewa Matusiak 10