Unsharp masking

Необработанное изображение (вверху); изображение, обработанное с помощью нерезкого маскирования (в центре); изображение с явно завышенными параметрами (внизу) — на профессиональном жаргоне «перешарпленное»

Нере́зкое маски́рование (англ. Unsharp masking) — технологический прием обработки фотографического изображения, который позволяет добиться эффекта ощущения большей его резкости за счет усиления контраста тональных переходов. Эта техника реализована в большинстве программных продуктов для профессиональной работы. Однако сам приём пришёл из плёночной фотографии. Весьма трудоёмкий процесс ещё в начале XX века позволял получить в сущности тот же эффект, хотя добиться полного контроля над степенью нерезкого маскирования было несравненно сложнее, чем с использованием современных способов обработки изображений.

Важно отметить, что нерезкое маскирование не повышает резкость изображения на самом деле. Оно не может восстановить потерянные на разных этапах производства изображения детали (при съёмке, сканировании, изменении размера, полиграфическом воспроизведении). Нерезкое маскирование усиливает локальный контраст изображения на тех участках, где изначально присутствовали резкие изменения градаций цвета. Благодаря этому изображение визуально воспринимается как более резкое. Нерезкое маскирование является важным этапом при подготовке изображения для последующего использования (например, в полиграфии) ^[1].

Нерезкое маскирование в плёночной фотографии

С целью визуального повышения резкости изображения необходимо было создавать промежуточный позитивный прозрачный носитель (маску). Им могла быть стеклянная фотопластинка или фотоплёнка. В данном случае формат оригинала не так важен, так что делать нерезкое маскирование с «узкой» плёнки вполне можно и с помощью плёнки среднего формата или листовой плёнки большого формата. При экспонировании изображение с оригинала, который нуждался в улучшении, изображение переносилось на другой материал (изображение на нём получалось позитивным). Существенным моментом является формирование небольшого зазора между оригиналом и маской, благодаря которому изображение на копии получалось менее резким. Если оригиналом была стеклянная пластинка, в качестве зазора могло выступать само стекло, то есть материал для копирования закреплялся не на стороне эмульсии, а с «чистой» стороны.

После проявки, изображения на обоих носителях совмещались, в таком виде двухслойный материал был готов к репродуцированию, например, через фотоувеличитель. Позитивная копия при пропускании света через закреплённую в увеличителе пару частично «убирала» информацию оригинального изображения, однако, делала это выборочно. В наибольшей степени это происходило на участках не имеющих деталей. В то же время на детализированных участках информация сохранялась, так как на маске эти детали были размыты. Нерезкое маскирование значительно снижало динамический диапазон изображения, оставляя тоновые отличия в участках, где присутствовали нуждающиеся в усилении детали. При печати с высоким контрастом разница градаций на этом участке значительно увеличивалась, что создавало ощущение большей чёткости изображения. Фактически же в данном случае происходит лишь усиление локального контраста.

Степень размытия изображения на позитивной копии при нерезком маскировании можно контролировать изменением источника освещения при засветке, шириной зазора, в то время как степень усиления резкости варьируется за счёт изменения режима экспозиции и проявления маски.

Нерезкое маскирование применялось как в чёрно-белой, так и в цветной фотографии. В последнем случае необходимо было использовать специальную панхроматическую чёрно-белую пленку, в равной степени чувствительную ко всем цветам.

Существует мнение, что нерезкое маскирование можно выполнить без изготовления промежуточной маски на прозрачном носителе. Утверждается, что предварительная короткая засветка фотобумаги, при которой осуществляется экспонирование нерезкого изображения, может выполнить ту же функцию. При этом уменьшение динамического диапазона достигается принципально так же, как при описанном выше методе, а функцию вычитания не имеющих деталей участков изображения выполняет изменение режима обработки фотобумаги (например, использование фильтров для увеличения контраста при мультиконтрастной печати).

Нерезкое маскирование в цифровой обработке изображений

Настройки нерезкого маскирования: эффект, радиус и порог и их физический смысл

Тот же принцип нерезкого маскирования реализован в программах для обработки изображения, таких как Adobe Photoshop или порог, изображение вычитается. Параметр порога необходим для того, чтобы избежать усиления нежелательных деталей, таких как шум на цифровой фотографии или зерно на плёнке.

При настройке нерезкого маскирования в программах обработки изображений обычно доступны следующие установки:

• Эффект (Amount) — определяет, насколько сильно затемняются или осветляются участки изображения, находящиеся на границах контура. Выражается в процентах. Так, значение 100 процентов означает, что разница в тоне на границе более светлого и более тёмного участка усилится в два раза. На размер возникающего светлого или тёмного ореола данный параметр не влияет.

• Радиус (Radius) — влияет на степень размытия копии изображения. Этот параметр будет влиять на ширину зоны, в которой будет проявляться изменение тона. Меньший радиус используется для подчёркивания мелких деталей, так как большее его значение может приводить к их повреждению.

• Порог (Threshold) — определяет минимальную разницу тона, при которой осуществляется нерезкое маскирование. При шумном или зернистом оригинале его выставляют на более высокое значение, чтобы предотвратить подчёркивание этих нежелательных деталей.

Некоторые программы для обработки изображений позволяют устанавливать эффект нерезкого маскирования отдельно для затемнения и осветления. Эта возможность не реализована в самой популярной программе Adobe Photoshop, но при необходимости может быть воспроизведена в ней раздельным наложением двух слоев обработанного нерезким маскированием изображения на оригинал в режимах осветления и затемнения с разной прозрачностью.

Подбор правильных параметров нерезкого маскирования

Нерезкое маскирование

Подбор правильных значений эффекта, радиуса и порога выполняется индивидуально и может представлять значительные трудности. При этом нужно учитывать характер изображения и цель его обработки. Если в изображении много мелких деталей, радиус уменьшается, если объекты не столь мелкие, его можно увеличить. Величина порога зависит от наличия цифрового шума, зерна, полошения при сканировании, артефактов сжатия. При значительном числе мелких нежелательных деталей его имеет смысл увеличить. Эффект зависит, в первую очередь, от назначения обработки. При подготовке изображения для типографской печати изображение может выглядеть перешарпленным (при 100-процентом отображении на экране компьютера), так как в печатном варианте оно будет мельче, а растрирование дополнительно уменьшит резкость. При подготовке к публикации в интернете можно больше довериться визуальному впечатлению от полученного изображения.

Нерезкое маскирование следует всегда производить при 100-процентном отображении. Иногда можно воспользоваться 50-процентым, но это требует опыта. Рекомендуется вначале выставить значение эффекта на максимальное значение и добиться правильных значений радиуса и порога (то есть таких, которые не разрушают важные детали и не подчеркивают лишние), а затем настроить эффект. Невозможно предложить универсальную формулу для любого изображения.

Воспроизведение эффекта нерезкого маскирования

Чтобы лучше понять механизм нерезкого маскирования можно попробовать выполнить его, не прибегая к специальному фильтру. На примере Adobe Photoshop (аналогично работает и в других редакторах): откройте необработанное изображение и сделайте копию фонового слоя два раза (копия 1 и копия 2). Скопируйте верхний слой еще раз (копия 3). К этой копии примените фильтр Gaussian Blur с произвольным радиусом. Инвертируйте его. Скопируйте полученный слой ещё раз (копия 4). Поместите копию 3 между первой и второй. Измените режим наложения копии 3 на Color Dodge и слейте с копией 1. Аналогично измените режим копии 4 на Color Burn, слейте с копией 2. Теперь для копии 1 установите режим Multiply, а для копии 2 режим Screen. В результате получается изображение, очень близкое к тому, которое можно получить в один шаг путем применения фильтра нерезкого маскирования со значениями 100, 20, 0. ^[2]

См. также

• Обработка изображений
• Редактирование изображений

Ссылки

1. ↑ Дэн Маргулис Photoshop для профессионалов. Классическое руководство по цветокоррекции — М:. Интерсофтмарк, 2003. ISBN 5-902569-04-4
2. ↑ Рецепт из журнала «Компьютерра»