Úpravy obrázků - Image editing

Obarvené verze původně černobílou fotografii, obarvené pomocí GIMP

Originální černobílé foto: Migrující matka , představující Florence Owens Thompsonovou , kterou pořídila Dorothea Langeová v roce 1936.

Toto je fotografie, která byla upravena jako efekt Bokeh pomocí Gaussova rozostření.

Úpravy obrázků zahrnují procesy úpravy obrázků , ať už jde o digitální fotografie , tradiční fotochemické fotografie nebo ilustrace . Tradiční analogová úprava obrazu je známá jako retušování fotografií pomocí nástrojů, jako je airbrush, k úpravám fotografií nebo úpravám ilustrací pomocí jakéhokoli tradičního uměleckého média . Grafické softwarové programy, které mohou být široce seskupeny do vektorových grafických editorů , grafických editorů rastrové a 3D modeláře , jsou hlavními nástroji, se kterými se může uživatel manipulovat, zvyšují, a transformace snímků. Mnoho programů pro úpravy obrázků se také používá k vykreslení nebo vytvoření počítačové grafiky od nuly.

Základy úpravy obrázků

Rastrové obrázky jsou uloženy v počítači ve formě mřížky obrazových prvků nebo pixelů . Tyto pixely obsahují informace o barvě a jasu obrazu. Editor obrázků může změnit pixely a vylepšit tak obrázek mnoha způsoby. Pixely lze měnit pomocí skupiny nebo jednotlivě sofistikovanými algoritmy v editorech obrázků. Tento článek se většinou týká editorů bitmapových grafik, které se často používají ke změně fotografií a jiné rastrové grafiky. Nicméně, vektorová grafika software, jako je například Adobe Illustrator , CorelDRAW , Xara Designer Pro nebo Inkscape , se používají k vytváření a úpravě vektorových obrázků, které jsou uloženy jako popisy čar , Bézierových křivek a textu namísto pixelů. Je jednodušší rastrovat vektorový obrázek než vektorizovat rastrový obrázek; Jak postupovat při vektorizaci rastrového obrazu je předmětem mnoha výzkumů v oblasti počítačového vidění . Vektorové obrázky lze upravovat snadněji, protože obsahují popisy tvarů pro snadné přeskupení. Jsou také škálovatelné a lze je rastrovat v libovolném rozlišení .

Automatické vylepšení obrazu

Programy pro úpravu obrázků z fotoaparátu nebo počítače často nabízejí základní funkce automatického vylepšení obrazu, které opravují nerovnováhu barevného odstínu a jasu, jakož i další funkce pro úpravy obrázků, jako je odstranění efektu červených očí , úpravy ostrosti , funkce zoomu a automatické oříznutí . Nazývají se automaticky, protože k nim obvykle dochází bez interakce uživatele nebo jsou nabízeny jedním kliknutím na tlačítko nebo tlačítko myši nebo výběrem možnosti z nabídky. Některé funkce automatických úprav navíc nabízejí kombinaci akcí úprav s malou nebo žádnou interakcí uživatele.

Komprese digitálních dat

Mnoho formátů obrazových souborů používá kompresi dat ke zmenšení velikosti souboru a úspoře úložného prostoru. Digitální komprese obrázků může probíhat ve fotoaparátu nebo může být provedena v počítači pomocí editoru obrázků. Pokud jsou obrázky uloženy ve formátu JPEG , komprese již proběhla. Kamery i počítačové programy umožňují uživateli nastavit úroveň komprese.

Některé kompresní algoritmy, například algoritmy používané ve formátu souboru PNG , jsou bezztrátové , což znamená, že při uložení souboru nedojde ke ztrátě žádné informace. Naproti tomu populárnější formát souboru JPEG používá algoritmus ztrátové komprese (založený na diskrétním kódování kosinové transformace ), kterým je čím větší komprese, tím více informací je ztraceno, což v konečném důsledku snižuje kvalitu obrazu nebo detaily, které nelze obnovit. JPEG využívá znalosti způsobu, jakým lidský mozek a oči vnímají barvy, aby tuto ztrátu detailů bylo méně patrné.

Funkce editoru obrázků

Níže jsou uvedeny některé z nejpoužívanějších schopností programů pro lepší grafickou manipulaci. Seznam v žádném případě není vyčerpávající. S aplikací většiny těchto funkcí je spojeno nesčetné množství možností.

Výběr

Jedním z předpokladů pro mnoho níže uvedených aplikací je metoda výběru částí obrazu, čímž se selektivně aplikuje změna bez ovlivnění celého obrázku. Většina grafických programů má několik způsobů, jak toho dosáhnout, například:

• nástroj pro výběr obdélníkových nebo jiných pravidelných oblastí ve tvaru mnohoúhelníku,
• laso pro ruky výběru oblasti,
• nástroj kouzelná hůlka, který vybírá objekty nebo oblasti v obraze definované blízkostí barvy nebo jasu ,
• vektorové pero nástroje,

stejně jako pokročilejší zařízení, jako je detekce hran , maskování , alfa skládání a extrakce na základě barev a kanálů. Hranice vybrané oblasti v obrázku je často animována pomocí efektu pochodujících mravenců, který uživateli pomůže rozlišit hranici výběru od pozadí obrázku.

Vrstvy

Vitruviánský muž Leonarda da Vinciho překrýval Goetheho barevné kolečko pomocí vrstvy obrazovky v aplikaci Adobe Photoshop. Vrstvy obrazovky mohou být užitečné při grafickém designu a při vytváření více expozic ve fotografii.

Vitruviánský muž Leonarda da Vinci překryl měkkou světelnou vrstvu Barevného kolečka Moses Harris a měkkou světelnou vrstvu Barevného kolečka Ignaze Schiffermüllera. Měkké světlé vrstvy mají tmavší a průsvitnější vzhled než vrstvy obrazovky.

Dalším rysem společným pro mnoho grafických aplikací je vrstva , která je obdobou vrstev transparentního acetátu (každá obsahuje samostatné prvky, které tvoří kombinovaný obrázek), naskládaných na sebe, přičemž každá z nich může být jednotlivě umístěna, pozměněna a smíchána s vrstvami níže, aniž by to ovlivnilo jakýkoli z prvků v ostatních vrstvách. Jedná se o základní pracovní postup, který se dnes stal normou pro většinu programů na současném trhu, a umožňuje uživateli maximální flexibilitu při zachování nedestruktivních principů úprav a snadného použití.

Změna velikosti obrazu

Editoři obrázků mohou měnit velikost obrázků v procesu, který se často nazývá změna velikosti obrázku , a zvětšit je nebo zmenšit. Kamery s vysokým rozlišením obrazu mohou vytvářet velké obrázky, které jsou pro použití na internetu často zmenšené . Programy editoru obrázků používají matematický proces zvaný převzorkování k výpočtu nových hodnot pixelů, jejichž rozteč je větší nebo menší než původní hodnoty pixelů. Obrázky pro použití na internetu jsou stále malé, například 640 x 480 pixelů, což by se rovnalo 0,3 megapixelům .

Oříznutí obrázku

K oříznutí obrázků se používají digitální editory . Oříznutí vytvoří nový obrázek výběrem požadované obdélníkové části z oříznutého obrázku. Nežádoucí část obrázku je zahozena. Oříznutí obrázku nesnižuje rozlišení oříznuté oblasti. Nejlepších výsledků se dosáhne, pokud má původní obrázek vysoké rozlišení. Primárním důvodem pro oříznutí je zlepšení kompozice obrazu v novém obrázku.

Oříznutý obrázek z fotoaparátu

Lily oříznuta z většího obrázku

Vyřezávání části obrázku z pozadí

Pomocí nástroje pro výběr je sledován / vybrán obrys obrázku nebo prvku na obrázku a poté je odstraněno pozadí. V závislosti na tom, jak složitý je „okraj“, to může být více či méně obtížné udělat čistě. Například jednotlivé vlasy mohou vyžadovat hodně práce. Proto je použití techniky „zelené obrazovky“ (chroma klíč), která umožňuje snadno odstranit pozadí.

Histogram

Editoři obrazu mají opatření k vytvoření histogramu obrazu upravovaného obrázku. Histogram vykresluje počet pixelů v obraze (svislá osa) s určitou hodnotou jasu (vodorovná osa). Algoritmy v digitálním editoru umožňují uživateli vizuálně upravit hodnotu jasu každého pixelu a dynamicky zobrazit výsledky při provádění úprav. Lze tak dosáhnout zlepšení jasu a kontrastu obrazu.

Slunečnicový obrázek

Histogram obrázku slunečnice

Redukce hluku

Editory obrázků mohou obsahovat řadu algoritmů, které mohou přidat nebo odstranit šum v obrazu. Některé artefakty JPEG lze odstranit; lze odstranit prach a škrábance a odstranit skvrnu obrazu. Redukce šumu pouze odhaduje stav scény bez šumu a nenahrazuje získání „čistšího“ obrazu. Nadměrná redukce šumu vede ke ztrátě detailů a její aplikace proto podléhá kompromisu mezi nežádoucím účinkem samotného šumu a redukčních artefaktů.

Šum má tendenci napadat snímky, když jsou pořizovány při slabém osvětlení. Novému obrazu lze přidat „zastaralý“ efekt přidáním jednotného monochromatického šumu.

Odstranění nežádoucích prvků

Většinu editorů obrázků lze použít k odstranění nežádoucích větví atd. Pomocí nástroje „klonovat“. Odstranění těchto rušivých prvků přitahuje pozornost k předmětu a zlepšuje celkovou kompozici .

Všimněte si větve v původním obrázku

Oko je přitahováno do středu zeměkoule

Selektivní změna barvy

Některé editory obrázků mají schopnost měnit barvy a selektivně měnit barvu konkrétních položek v obrázku, protože vybrané položky jsou v určitém barevném rozsahu.

Selektivní změna barvy

Orientace obrazu

Orientace obrázku (zleva doprava): původní, otočení o 30 ° proti směru hodinových ručiček a převrácená.

Editory obrázků jsou schopné změnit obrázek tak, aby se mohl otáčet v jakémkoli směru a v jakékoli míře. Lze vytvářet zrcadlové obrázky a obrázky lze vodorovně převrátit nebo svisle propadnout . K vyrovnání obzoru , správné svislosti (například budovy) nebo k obojímu stačí malá rotace o několik stupňů . Otočené obrázky obvykle vyžadují následné oříznutí , aby se odstranily výsledné mezery na okrajích obrázku.

Perspektivní kontrola a zkreslení

Ovládání perspektivy: originál (vlevo), odstraněno zkreslení perspektivy (vpravo).

Některé editory obrázků umožňují uživateli deformovat (nebo „transformovat“) tvar obrázku. I když to může být užitečné také pro speciální efekty, jedná se o upřednostňovanou metodu korekce typického zkreslení perspektivy, které je výsledkem fotografování pořízených v šikmém úhlu k přímému předmětu. Při provádění tohoto úkolu je nutná opatrnost, protože obraz je přepracován pomocí interpolace sousedních pixelů, což může snížit celkovou definici obrazu . Efekt napodobuje použití perspektivního ovládacího objektivu , který dosahuje podobné korekce ve fotoaparátu bez ztráty definice.

Korekce objektivu

Balíčky pro manipulaci s fotografiemi mají funkce pro opravu obrázků pro různá zkreslení objektivu, včetně jehelníčku, rybího oka a zkreslení hlavně. Opravy jsou ve většině případů jemné, ale mohou zlepšit vzhled některých fotografií.

Vylepšení obrázků

V počítačové grafice proces zlepšování kvality digitálně uloženého obrazu manipulací s obrazem pomocí softwaru. Je docela snadné například zesvětlit nebo ztmavit obrázek nebo zvýšit nebo snížit kontrast. Pokročilý software pro vylepšení fotografií také podporuje mnoho filtrů pro různé úpravy obrázků. Programy specializované na vylepšení obrazu se někdy nazývají editory obrázků.

Zaostření a změkčení obrázků

Grafické programy lze použít k ostření i rozostření obrázků mnoha způsoby, například neostrou maskováním nebo dekonvolucí . Portréty často vypadají příjemněji, když jsou selektivně změkčeny (zejména pokožka a pozadí), aby lépe vynikly fotografované objekty. Toho lze dosáhnout pomocí fotoaparátu pomocí velké clony nebo v editoru obrázků provedením výběru a následným rozmazáním. Vylepšení okrajů je extrémně běžná technika používaná k tomu, aby obrázky vypadaly ostřejší, i když se puristé na výsledek zamračili jako na nepřirozený.

Ostření obrazu: originál (nahoře), obraz naostřený (dole).

Další forma ostření obrazu zahrnuje formu kontrastu. To se provádí vyhledáním průměrné barvy pixelů kolem každého pixelu ve specifikovaném poloměru a následným kontrastem tohoto pixelu s touto průměrnou barvou. Díky tomuto efektu se obraz zdá jasnější a zdánlivě přidává další podrobnosti. Příklad tohoto efektu je vidět vpravo. Je široce používán v tiskařském a fotografickém průmyslu pro zvýšení místních kontrastů a ostření obrázků.

Výběr a slučování obrázků

Fotomontáž 16 fotografií, které byly digitálně upraveny ve Photoshopu, aby vzbudily dojem, že se jedná o skutečnou krajinu

Mnoho grafických aplikací dokáže sloučit jeden nebo více jednotlivých obrázků do jednoho souboru. Orientaci a umístění každého obrázku lze ovládat.

Při výběru rastrového obrázku, který není obdélníkový, je nutné oddělit okraje od pozadí, které se také označuje jako siluety. Jedná se o digitální analogové vyřezávání obrazu z fyzického obrazu. Ořezové cesty lze použít k přidání siluetových obrázků do vektorové grafiky nebo do souborů rozložení stránky, které uchovávají vektorová data. Alfa kompozice umožňuje při výběru obrázků měkké průsvitné okraje. Existuje řada způsobů, jak siluetu obrázku s měkkými okraji upravit, včetně výběru obrázku nebo jeho pozadí vzorkováním podobných barev, výběru okrajů trasováním rastru nebo převedením ořezové cesty na výběr rastru. Jakmile je obrázek vybrán, může být zkopírován a vložen do jiné části stejného souboru nebo do samostatného souboru. Výběr lze také uložit do tzv. Alfa kanálu .

Populární způsob vytváření kompozitního obrazu je použití průhledných vrstev . Jako spodní vrstva se používá obrázek na pozadí a obrázek s částmi, které se mají přidat, se umístí do vrstvy nad ní. Pomocí masky obrazové vrstvy jsou všechny vrstvy kromě sloučených skryty z vrstvy, což vyvolává dojem, že tyto části byly přidány do vrstvy pozadí. Provedením sloučení tímto způsobem se zachovají všechna pixelová data v obou vrstvách, aby se snadněji umožnily budoucí změny v novém sloučeném obrázku.

Řezání obrázků

Novějším nástrojem v softwaru pro úpravu digitálních obrázků je kráječ obrázků. Části obrázků pro grafická uživatelská rozhraní nebo webové stránky jsou snadno rozřezány, označeny a uloženy odděleně od celých obrázků, takže s částmi lze jednotlivě manipulovat zobrazovacím médiem. To je užitečné pro umožnění dynamického prohození pomocí interaktivity nebo animace částí obrázku v konečné prezentaci.

Zvláštní efekty

Příklad některých speciálních efektů, které lze přidat k obrázku.

Úpravy obrázků obvykle obsahují seznam speciálních efektů, které mohou vytvářet neobvyklé výsledky. Obrázky mohou být zkosené a zkreslené různými způsoby. Na obrázek lze použít řadu speciálních efektů, které zahrnují různé formy zkreslení, umělecké efekty, geometrické transformace a efekty textury nebo jejich kombinace.

Složitý efekt na prvním obrázku zprava.

Pomocí vlastního nastavení křivek v editorech obrázků, jako je Photoshop , lze napodobit efekt „ pseudosolárování “, ve fotografických kruzích lépe známý jako efekt Sabattier .

Pseudosolární barevný obraz.

Razítko klon nástroj

Nástroj Klonovací razítko vybírá a vzorkuje oblast vašeho obrázku a poté tyto pixely používá k malování na jakékoli značky. Nástroj Klonovací razítko funguje jako štětec, takže můžete měnit jeho velikost, což umožňuje klonování od šířky pouze jednoho pixelu po stovky. Můžete změnit krytí a vytvořit tak efekt jemného klonu. K dispozici je také volba mezi Klonovat zarovnání nebo Klonovat nevyrovnat oblast vzorku. Ve Photoshopu se tento nástroj nazývá Clone Stamp, ale může se také nazývat nástrojem Gumové razítko.

Obrázek po zpracování nástroje razítka

Změňte barevnou hloubku

Příklad převodu obrázku z barvy na stupně šedi

Pomocí softwaru je možné změnit barevnou hloubku obrázků. Běžné barevné hloubky jsou 2, 4, 16, 256, 65 536 a 16,7 milionů barev. Formáty obrázků JPEG a PNG jsou schopné uložit 16,7 milionů barev (což odpovídá 256 hodnotám jasu na barevný kanál). Kromě toho lze vytvářet obrazy ve stupních šedi s 8 bity nebo méně, obvykle převodem a vzorkováním z plnobarevného obrazu. Převod ve stupních šedi je užitečný pro výrazné zmenšení velikosti souboru, když byl původní fotografický tisk černobílý, ale kvůli stárnutí byl zaveden barevný odstín.

Změna kontrastu a rozjasnění

Příklad korekce kontrastu. Levá strana obrázku je nedotčená.

Úpravy obrázků mají opatření, která umožňují současně měnit kontrast obrázků a obraz zesvětlit nebo ztmavit. Podexponované obrázky lze často vylepšit pomocí této funkce. Nedávné pokroky umožnily inteligentnější korekci expozice, při níž se rozjasní pouze pixely pod určitou prahovou hodnotou jasu , čímž se rozjasní podexponované stíny, aniž by to ovlivnilo zbytek obrazu. Přesná transformace použitá na každý barevný kanál se může u jednotlivých editorů lišit. GIMP použije následující vzorec:

if (brightness < 0.0)  value = value * ( 1.0 + brightness);
                  else value = value + ((1 - value) * brightness);
value = (value - 0.5) * (tan ((contrast + 1) * PI/4) ) + 0.5;

kde value je hodnota vstupní barvy v rozsahu 0..1 a jas a kontrast jsou v rozsahu −1..1.

Gama korekce

Kromě možnosti měnit jas a / nebo kontrast obrazu nelineárním způsobem poskytuje většina současných editorů obrázků příležitost manipulovat s hodnotou gama obrazu .

Gama korekce je zvláště užitečná pro vyvedení detailů, které by na většině počítačových monitorů bylo těžké vidět ze stínu. V některých softwarech pro úpravu obrázků se tomu říká „křivky“, obvykle nástroj nalezený v nabídce barev, a v programu ani v dokumentaci k programu se nikde nepoužívá odkaz na „gama“. Přísně vzato nástroj křivek obvykle dělá víc než jednoduchou gama korekci, protože lze vytvářet složité křivky s více inflexními body , ale pokud není k dispozici žádný speciální nástroj pro gama korekci, může dosáhnout stejného efektu.

Úpravy barev

Příklad úpravy barev pomocí rastrového grafického editoru

Barvu obrázků lze změnit různými způsoby. Barvy mohou být vybledlé a vybledlé a tóny lze měnit pomocí křivek nebo jiných nástrojů. Vyvážení barev lze vylepšit, což je důležité, pokud byl snímek pořizován uvnitř s filmem za denního světla nebo při fotografování na fotoaparátu s nesprávně nastaveným vyvážením bílé . K obrázku lze přidat speciální efekty, jako je sépiový odstín a stupně šedi. Složitější postupy, jako je míchání barevných kanálů, jsou navíc možné pomocí pokročilejších grafických editorů.

Efekt červených očí , který se vyskytuje při blesku fotografie pořízené, když žák příliš široce otevřená (tak, že světlo z blesku, který přechází do oka žáka odráží od fundu v zadní části oka), může být také v této fázi vyloučen.

Dynamické míchání

Před a po příklad pokročilé techniky dynamického míchání, kterou vytvořil Elia Locardi

Advanced Dynamic Blending je koncept, který představil fotograf Elia Locardi ve svém blogu Blame The Monkey a který popisuje fotografický proces pořizování vícenásobných expozic krajiny nebo panoráma města v konkrétním časovém období v měnícím se prostředí přirozeného nebo umělého osvětlení. Po pořízení jsou expoziční řady ručně smíchány dohromady do jednoho obrazu s vysokým dynamickým rozsahem pomocí softwaru pro následné zpracování. Dynamické míchání obrázků slouží k zobrazení konsolidovaného okamžiku. To znamená, že zatímco konečný obraz může být směsicí časového rozpětí, vizuálně se zdá, že představuje jediný okamžik.

Tisk

Ovládejte tištěný obraz změnou pixelů na palec

Ovládání velikosti a kvality digitálních obrázků vyžaduje znalost proměnné pixelů na palec (ppi), která je uložena v obrazovém souboru a někdy se používá k ovládání velikosti tištěného obrazu. V dialogovém okně Velikost obrázku aplikace Adobe Photoshop umožňuje editor obrázků manipulovat jak s rozměry pixelů, tak s velikostí obrazu na tištěném dokumentu. Tyto parametry společně vytvářejí tištěný obraz požadované velikosti a kvality. Pixely na palec obrazu, pixely na palec monitoru počítače a body na palec na tištěném dokumentu spolu souvisejí, ale používají se velmi odlišně. Dialog Velikost obrázku lze použít jako druh kalkulačky obrázků. Například obrázek 1 600 × 1 200 s rozlišením 200 ppi vytvoří tištěný obrázek 8 × 6 palců. Stejný obrázek s rozlišením 400 ppi vytvoří tištěný obraz o rozměrech 4 × 3 palce. Změňte rozlišení na 800 ppi a stejný obrázek se nyní vytiskne na 2 × 1,5 palce. Všechny tři tištěné obrázky obsahují stejná data (1 600 × 1 200 pixelů), ale pixely jsou u menších výtisků blíže k sobě, takže menší obrázky budou potenciálně vypadat ostře, pokud ty větší nebudou. Kvalita obrazu bude také záviset na schopnostech tiskárny.

Deformace

Viz také

Reference

externí odkazy