Градационные кривые

Базовая техника

Пусть требуется внести поправки в распределение тонов светлого изображения, в котором преобладающие тени недостаточно темны. Типичная гистограмма такого изображения приведена на рис.3.2 .

Чтобы добиться равномерного затемнения оригинала требуется перетащить яркостную кривую немного ниже ее первоначального положения. На рис.3.3 показана типичная форма кривой, которая решает поставленную задачу.

Рис. 3.3. Кривая для затемнения оригинала

Первоначально распределение яркостей описывается прямой с углом наклона в 45 градусов. Это значит, что выход равен входу для всех ее аргументов. Если перетащить мышкой контрольную точку ниже диагонали, то это вызовет смещение всей кривой вниз. Для всех точек, расположенных под диагональю, выходное значение яркости меньше входного, поэтому данное преобразование приведет к затемнению оригинала. И наоборот, чтобы сделать тон изображения более светлым, следует поднять кривую вверх, выше диагонали.

На рис.3.4 рисунке показаны темное изображение и его гистограмма, форма которой типична для оригиналов подобного типа.

Рис. 3.4. Темное изображения и его гистограмма

На рис.3.5 представлена примерная форма кривой, применение которой влечет за собой увеличение доли светлых тонов и общее осветление оригинала.

Рис. 3.5. Кривая для осветление оригинала

Когда на горизонтальной и вертикальной шкалах используется обратное упорядочение тонов (от белого к черному), то и форма кривых меняется на противоположную. Чтобы повысить плотность тонов, надо провести кривую выше диагонали. Для понижения плотности и сдвига образа в светлую часть шкалы, требуется разместить ее ниже этого уровня.

Для тонкой настройки оригинала в отдельных тоновых диапазонах, требуется изменить форму кривой локально, в пределах граничных тональных уровней.

Везде, где яркостная кривая проходит выше биссектрисы прямого угла, изображение осветляется. Если кривая опускается ниже этого воображаемого уровня, то это приводит к затемнению соответствующих участков оригинала.

Рассмотренные примеры показывают, что изменение вертикальной позиции кривой влечет за собой перестройку яркостей точек. Что произойдет с оригиналом, если изменить только наклон кривой, не меняя ее формы, как показано на рис.3.6 ?

Рис. 3.6. Увеличение контраста в средней части тонового диапазона.

Светлые уровни серого превратятся в чистый белый цвет. Об этом свидетельствует горизонтальный отрезок, расположенный в правой верхней части яркостной кривой. По сходной причине, самые темные тона будут окрашены в черный цвет. Наклон кривой станет больше, а это значит, что увеличатся расстояния между соседними тонами и, следовательно, повысится контрастность в средней части тонового диапазона. На практике для повышения контраста обычно используются s-образные кривые; типичная схема ее построения рассмотрена в следующем разделе.

Попробуем сделать яркостную кривую более пологой, по-прежнему не меняя существенно ее формы ( рис. 3.7). Несложный анализ показывает, что это преобразование приведет к снижению контраста во всем изображении. В самом деле, черные точки станут темно-серыми, белые получат окраску светло-серого цвета.

Рис. 3.7. Снижение контраста

После рассмотрения приведенных примеров вырисовывается общая схема применения инструмента Curves. Надо найти в оригинале проблемные интервалы и фрагменты, определить их входные уровни яркости, расставить на кривой контрольный точки по границам корректируемых диапазонов и добиться требуемого локального поведение кривой. Отрегулировать наклон для настройки контраста, изменить позицию для внесения коррективов в яркости точек. Если бы эта схема оказалась полностью работоспособной, то пользователи Photoshop получили бы абсолютный контроль над оригиналом, а большая часть практических задач тоновой и цветовой коррекции - исчерпывающее решение.

Одной из причин, по которой не удается полностью реализовать данный алгоритм, является взаимная зависимость соседних тоновых интервалов. Сдвиг контрольной точки влечет за собой изменения формы кривой в некоторой ее окрестности и захватывают соседние интервалы. Например, если разместить по центру кривой одну контрольную точку и попытаться передвинуть одну ее часть, то вторая половина автоматически переместится в противоположную сторону. Такое поведение объясняется тем, что кривая служит не для локальной тоновой коррекции; ее изменения влекут за собой перераспределение уровней яркостей между точками всего тонового диапазона. Для подавления наведенных искажений на краях оперативного интервала расставляют обычно несколько дополнительных контрольных точек, выполняющих функции стопоров.

При помощи кривых можно решать не только технические, но и некоторые художественные задачи обработки изображений. Например, если кривую зеркально отобразить относительно любой из осей, то изображение инвертируется, то есть яркости точек поменяются на противоположные.