9

Лабораторная работа №5

Тема: Коррекция цвета сканированных изображений и цифровых фотографий на основе использования технологий тоновой и цветовой коррекции

Цель: Получение практических навыков по организации процесса коррекции цвета сканированных изображений и цифровых фотографий с использованием инструментальных средств, предназначенных для осуществления тоновой и цветовой коррекции.

После выполнения лабораторной работы студент должен

знать: 1. особенности тоновой и цветовой коррекции изображений;

2. особенности осуществления коррекции в разрезе работы с оттенками цвета;

3. цветовые деформации, возникающие в результате осуществления процессов сканирования или цифровой передачи изображений.

уметь: 1. выполнять тоновую и цветовую коррекцию изображений;

2. осуществлять коррекцию изображения в контексте работы с оттенками цвета в  светлых, темных и полутоновых областях исходного изображения;

3. устранять цветовые деформации, возникающие при передачи изображений.

Методические указания к лабораторной работе

1. Основные теоретические положения.

Общий вид изображения зависит от сбалансированности яркостей и цветов. Баланс достигается инструментами тональной и цветовой коррекции.

Погрешности в освещении и контрасте называются тоновыми, а процесс исправления данных погрешностей – тоновой коррекцией. В изображении пикселы имеют различную яркость. Градации яркости называются тонами. Часть полного диапазона яркости, использующаяся в изображении называется тоновым диапазоном (чем шире тоновый диапазон, тем глубже цвета и качественнее детализация изображения). Данную задачу решает коррекция светов, теней и диапазона средних тонов. Одним из основных инструментов анализа тонового диапазона изображения является гистограмма – график распределения пикселов по градациям яркости (Она предназначена для получения информации о тоновом диапазона, но не для выполнения коррекции!).

Различают два вида тональной коррекции:

1). грубая коррекция (Brightness/Contrast);

2). тонкая коррекция на участках тонального диапазона (Levels и Curves).

Адекватная передача цветов в изображение обеспечивается цветовой коррекцией на основе использования инструментов Curves и Levels (либо специализированных). При работе с отдельными цветами и тоновыми интервалами изображения используются инструменты Hue/Saturation, Selective Color, а также Auto Contrast, Auto Color и т. д.

Цветовая коррекция осуществляется на основе пошагового метода коррекции Variations, позволяющего представлять результат изменений тонального и цветового баланса до момента их окончательного выполнения. Применение корректирующих слоев позволяет последовательно применять различные инструменты для изменения тонального и цветового баланса (с возможностью осуществления контроля любого из этапов коррекции).

2. Порядок выполнения лабораторной работы.

2.1. Тоновая коррекция изображений

Задание 1: осуществите процесс коррекции на основе работы с тоновым диапазоном различных по яркости изображений.

Изображения, предназначенные для обработки содержатся в папке “Заготовки для обработки (тон_цвет. коррекция)” –> ПК № 12.

Последовательность №1: (расширение тонового диапазона)

1. Откройте изображение (напр., Свет_тень - 9.jpg), в котором много пикселов средних тонов и отсутствуют пикселы в светах и тенях (выберете команду Histogram). Для исправь-ления недостатков изображения активизируйте окно Levels и расширьте тоновый диапазон.

Принцип тоновой коррекции: если в краевых диапазонах нет (либо мало) пикселов, значит, детали соответствующей яркости на изображении отсутствуют, поэтому необходимо присвоить самым темным пикселам изображения нулевую яркость, а самым светлым - максимальную. В результате тона изображения растягиваются на полный диапазон яркостей. Данная операция называется расширением тонового диапазона.

2. Сохраните полученный файл в виде Фамилия_З1_1.оптимальное расширение.

3. Вновь активизируйте окно Levels и произведите постеризацию (уменьшение количества полутонов). Сохраните файл в виде Фамилия_З1_2.оптимальное расширение

Последовательность №2: (изменение гаммы средних тонов изображения)

1. Откройте изображение (напр., FOREST – 37.jpg), в котором много светлого, либо темного (выберете команду Histogram) Для исправления недостатков изображения активи-зируйте окно Levels и увеличьте гамму путем смещения серого ползунка (напр., в сторону теней). Укажите, какие изменения произошли на Histogram ?

2. Сохраните полученный файл в виде Фамилия_З1_3.оптимальное расширение.

Последовательность №3: (грубая коррекция уровней)

1. Отройте изображение (напр., FOREST – 82.jpg) и выберите команду Image → Adjustments →Brightness/Contrast. В одноименном диалоговом окне установите наиболее оптимальные значения параметров.

2. Сохраните полученный файл в виде Фамилия_З1_4.оптимальное расширение.

Последовательность №4: (разновидность комбинированной формы)

1. Откройте изображение, полученное в результате последовательности №3 и улучшите его вид при помощи окна Levels.

2. Сохраните полученный файл в виде Фамилия_З1_5.оптимальное расширение.

Последовательность №5: (автоматическая коррекция уровней)

1. Откройте изображение (напр., FOREST – 82.jpg) и выберите команду Image → Adjustments → Auto Levels.

2. Сохраните полученный файл в виде Фамилия_З1_6.оптимальное расширение.

3. Сравните данный файл с файлами, полученными в результате выполнения последовательностей №3 и №4. Сделайте выводы по цветности изображения.

Замечание: автоматическая коррекция уровней более успешна для полутоновых изображений, чем для цветных.

Последовательность №6: (автоматическая коррекция уровней с заданием %-та отсекаемых пикселов в области светов и теней)

1. Откройте изображение (напр., FOREST – 82.jpg), выберите команду Image → Adjustments → Levels и активизируйте кнопку «Options». В окне настройки автокоррекции проэкспериментируйте со значениями для белого (т. е. уровни, которые содержат менее 0,5% пикселов, в светах считаются белыми) и черного (аналогично в тенях).

2. Зафиксируйте наиболее оптимальные значения для данного изображения.

3. Сохраните полученный файл в виде Фамилия_З1_7.оптимальное расширение.

4. Сравните данный файл с файлом, полученным в результате выполнения последовательности №5. Сделайте выводы по цветности изображения.

Последовательность №7: (отсечение краевых уровней с перераспределением оставшихся пикселов по диапазону с наибольшей возможной равномерностью)

1. Откройте изображение (напр., FOREST – 160.jpg) и активизируйте команду Histogram. Выберите команду Image → Adjustments → Equalize и вновь активизируйте команду Histogram (пикселы, сосредоточенные в темных тонах должны выровняться по всему интервалу яркостей).

2. Для ослабления эффекта, который был получен после выполнения команды Equalize, необходимо выполнить команду Edit → Fade Equalize (Ослабить выравнивание). Переместите движок Opacity, подобрав наиболее приемлемый вариант непрозрачности.

3. Сохраните полученный файл в виде Фамилия_З1_8.оптимальное расширение.

Последовательность №8: (ручной способ определения черной и белой точек для осуществления коррекции непосредственно по изображению, а не по случайным дефектам)

1. Откройте изображение (напр., Свет_тень - 7.jpg) и выберите команду Image → Adjustments → Levels.

2. Передвиньте ползунок светов влево до тех пор, пока на изображении не останутся видны только самые темные участки; заметьте положение наиболее темной точки. Далее, передвиньте ползунок теней, пока на изображении не останутся видны только самые светлые участки; заметьте положение наиболее светлой точки.

3. Активизируйте инструмент Set Black Point и щелкните на найденной Вами самой темной точке. Активизируйте инструмент Set White Point и щелкните на самой светлой точке.

4. Сохраните полученный файл в виде Фамилия_З1_9.оптимальное расширение.

5. Выполните с исходным изображением одну из последовательностей №5, №6 или №7. Сохраните результат выполнения в файле с именем Фамилия_З1_10.

6. Сравните полученные 2 файла изображения между собой и с файлом-оригиналом. Сделайте выводы по цветности изображений.

Задание 2: осуществите процесс коррекции изображений на основе использования тоновых (или градационных) кривых для настройки уровней

Последовательность №9: (настройка контраста и яркости)

1. Откройте изображение (напр., Свет_тень - 10.jpg) и выберите команду Image → Adjustments → Curves.

2. Произведите увеличение контрастности, сместив нижнюю точку кривой вправо, а верхнюю влево (тени стали темнее, света - светлее). Зафиксируйте форму градационной кри-вой и сохраните полученное изображение в файле Фамилия_З2_1.оптимальное расширение.

3. Произведите уменьшение яркости, сместив нижнюю точку кривой вправо, а верхнюю ниже, так, чтобы наклон был = 45°. Зафиксируйте форму градационной кривой и сохраните полученное изображение в файле Фамилия_З2_2.оптимальное расширение.

4. Задайте наиболее оптимальное соотношение контраста и яркости. Зафиксируйте форму градационной кривой и сохраните полученное изображение в файле Фамилия_З2_3.оптимальное расширение.

Последовательность №10: (коррекция средних тонов)

Пояснение: процесс коррекции средних тонов (аналог смещения серого ползунка в окне Levels) выполняется изгибом градационной кривой вниз или вверх.

1. Откройте изображение (напр., FOREST – 37.jpg), выберите команду Image → Adjustments → Curves и зафиксируйте начальный вид Histogram.

2. Измените и зафиксируйте форму градационной кривой.

3. Какие изменения произошли на Histogram ? Сравните результат данной последовательности с результатом последовательности № 2. Сделайте выводы по сравнению.

4. Сохраните полученный файл в виде Фамилия_З2_4.оптимальное расширение.

5. Установите несколько (необходимых!) точек на градиционной кривой так, чтобы хорошо были видны детали затемненных и осветленных областей изображения (теней и светов). Зафиксируйте новую форму градиционной кривой, которая использовалась для регулирования степени контраста и %-та отсекаемых тонов.

6. Сохраните полученный файл в виде Фамилия_З2_5.оптимальное расширение.

7. Сохраните параметры коррекции в файле Фамилия_ З2_5.acv.

8. Сделайте вывод по результатам, полученным в пунктах 4 и 6.

Последовательность №11: (коррекция тонового интервала)

Пояснение: при исправлении тоновых погрешностей часто возникает ситуация чрезмерного осветления областей изображения за счет того, что темная составляющая получает избыточность яркости в светах.

1. Откройте изображение (напр., результат предыдущей последовательности), выберите команду Image → Adjustments → Curves и для того, чтобы не менять общий тоновый диапазон установите точку посреди кривой.

2. Проведите курсором по области изображения, в котором требуется затемнение и уве-личение контраста. Поставьте точку ~ по центру найденного интервала и переместите её вниз.

3. Если произошло ухудшение передачи оттенков и уменьшился контраст в средних тонах и тенях, необходимо изменить форму всей кривой так, чтобы приблизить ее к исходной на всех участках, кроме корректируемого.

4. Установите точки на кривой и отредактируйте ее форму (результат: коррекции подвергается лишь тоновый интервал, а само изображение остается прежним). Зафиксируйте новую форму градиционной кривой.

5. Сохраните полученный файл в виде Фамилия_З2_6.оптимальное расширение.

6. Сравните качество полученных файлов Фамилия_З2_5. и Фамилия_З2_6.

Последовательность №12: (коррекция серии по образцу)

1. Откройте изображение (напр., FOREST – 69.jpg), выберите команду Image → Adjustments → Curves и загрузите файл Фамилия_ З2_5.acv.

2. Сохраните полученный файл в виде Фамилия_З2_7.оптимальное расширение.

Последовательность №13 для RGB-изображений: (коррекция изображения в контексте работы с оттенками цвета в светлых, темных и полутоновых областях)

Замечание: необходимость осуществления коррекции изображений в контексте работы с оттенками в светлых, темных и полутоновых областях базируется на том, что при сканировании, передачи с цифровой камеры и т. п. происходит добавление оттенков в исходной изображение (в основном это оттенки красного или синего цвета).

1. Откройте изображение (напр., Свет_тень - 7.jpg) и выполните предварительные установки.

Предварительные установки: 1). Выберете цвет темных областей изображения, для этого дважды щелкните на кнопке с черной пипеткой и в диалоговом окне Color Picker введите для R, G и B – значение = 20 (это поможет удалить добавленные, например, сканером оттенки цвета в темных областях изображения). Введенные значения являются сбалансированными, т. е. нейтральными (в темных областях не будет доминировать один цвет). Нажмите кнопку «OK». 2). Установите значения параметров, чтобы сбалансировать светлые участки изображения. Дважды щелкните на кнопке с белой пипеткой и в диалоговом окне Color Picker введите для R, G и B – значение = 240. 3). Установите значения параметров для полутоновых участков изображения = 128. 4). В окне «Curves» нажмите «OK», а в появившемся диалоговом окне нажмите «Yes».

2. Определите темную область изображения: щелкните на кнопке в нижней части палитры Layers → выберите команду Threshold (Порог) → перетащите бегунок, располо-женный под гистограммой, в крайнее левое положение (изображение станет белым) → перетащите бегунок вправо, пока не появятся первые фрагменты изображения – они представляют собой области самого темного цвета → щелкните на кнопке «OK». Результат: в палитре Layers появится новый корректирующий слой.

3. Пометьте самую темную область изображения: щелкните на кнопке Eyedropper и не отпускайте кнопку мыши → в появившемся всплывающем меню выберите инструмент Color Sampler и щелкните мышью на самой темной области изображения (метка с цифрой 1).

4. Определите светлую область изображения: дважды щелкните на квадратной пиктограмме корректирующего слоя Threshold → в появившемся диалоговом окне Threshold перетащите бегунок в крайнее правое положение (изображение станет черным) → перетащите бегунок влево, пока не появятся первые фрагменты изображения → щелкните на кнопке «OK». Затем активизируйте инструмент Color Sampler и щелкните на самой светлой точке вашего изображения (метка с цифрой 2).

5. Удалите корректирующий слой в корзину и проверьте наличие двух меток.

6. Выберите команду Image → Adjustments → Curves и щелкните на кнопке с черной пипеткой. Затем переместите указатель мыши на изображение и щелкните на метке №1. Далее, щелкните на кнопке с белой пипеткой. Затем переместите указатель мыши на изображение и щелкните на метке №2. Т.о. буду откорректированы самые темные и самые светлые участки изображения. Щелкните на кнопке «OK». Откройте палитру Info и зафиксируйте данные R, G, B для двух меток.

7. Определите полутоновую область изображения: щелкните на пиктограмме с пипеткой, расположенной в верхнем левом углу палитры Info, и в появившемся всплывающем меню выберите команду Total Ink. Перемещая указатель мыши по изображению, следите за изменяющимися показаниями в левой верхней части палитры Info (для областей с промежуточными цветами значение должно составлять 128). После того как Вы нашли область с промежуточными цветами поставите метку №3, щелкните на кнопке с серой пипеткой в окне Curves, а затем на найденной области. Т.о. Вы откорректируете промежуточные цвета изображения.

8. Переснимите изображение с тремя метками, после чего щелкните на кнопке «Clear» панели Options, чтобы убрать метки.

9. Осуществите коррекцию цвета: щелкните в центре градиционной кривой окна Curves и, не отпуская кнопку мыши, перетащите указатель немного вверх/вниз, чтобы уве-личить/уменьшить яркость промежуточных цветов изображения. Щелкните на кнопке «OK».

10. Сохраните полученный файл в виде Фамилия_З2_8.оптимальное расширение.

11. Сравните полученные результаты с результатами, полученными при выполнении последовательности № 8. Сделайте выводы по цветности изображения.

Результат: Вы откорректируете светлые, промежуточные и темные цвета; устраните до-бавленные сканером, либо камерой оттенки, а также повысите контраст всего изображения.

Замечание: Используемые значения параметров цвета в рамках последовательности №13 предназначены для RGB-изображений, ориентированных для печати на высококачественном струйном принтере, цветном лазерном и т. п.). Если печать производится в типографии (для каталогов, журналов и т. п.), Вам понадобятся другие значения для коррекции светлых, промежуточных и темных цветов изображения.

Последовательность №14 для CMYK-изображений: (коррекция изображения в контексте работы с оттенками цвета в светлых, темных и полутоновых областях)

1. Откройте изображение (напр., Свет_тень - 7.jpg) и переведите его в режим CMYK.

2. Задайте следующие значения для коррекции цвета, которые необходимо вводить в поля C, M, Y и K диалогового окна Color Piker:

– для темных цветов в поле C введите 75, в поле M – 63, в поле Y – 62 и в поле K – 90;

– для светлых цветов в поле C введите 5, в поле M — 3, в поле Y – 3 и в поле K – 0;

– для промежуточных в поле C введите 50, в поле M – 40, в поле Y – 40 и в поле K – 10.

3. Определите темную, светлую и полутоновую области изображения.

4. Сохраните полученный файл в виде Фамилия_З2_9.оптимальное расширение.

5. Представьте результаты сравнения оригинала с RGB – Фамилия_З2_8 и CMYK –Фамилия_З2_9 изображениями. Сделайте вывод по качеству полученных изображений.