Прежде чем продолжить разговор о методах повышения резкости, давайте сделаем небольшое отступление и немного затронем тему шумов на цифровом изображении. Тема настолько обширная, что ее не то что на большую статью хватит, а на монументальный труд. Проблема шумов и по сей день остается актуальной. Однако, не отрицая этой проблемы, я сейчас сделаю для кого-то совершенно крамольное утверждение. Значимость проблемы шумов в цифровом изображении, на сегодняшний день зачастую (а порой и очень часто) сильно надумана.

Качество современных ЦФК достигло такого уровня, когда эту проблему смело можно перестать считать слишком существенной. Гораздо чаще виноват оказывается фотограф, а не фотокамера. Если фотография не техническая, и если не искать на ней с помощю лупы блох, то на грамотно сделанном снимке часто не обязательно даже проводить шумоподавление, а вполне достаточно просто не допустить усиления шумов при постобработке (особенно, при увеличении резкости). Довольно странно бывает наблюдать картину, когда фотографию усердно изучают в 100% масштабе (а некоторым и этого мало). Для чего? Если вы собираетесь из 10-ти мегапиксельной фотографии напечатать постер размером метр на полтора, то да, тогда стоит ее изучать. Да и поработать над ней придется. А если предполагается печать формата А4? Или только просмотр на 20"-24" мониторе? В таком случае мы увеличиваем dpi до 300 (полиграфический стандарт), или уменьшаем масштаб просмотра, соответственно. И фотография начинает выглядеть совсем иначе. Так зачем подвергать фотографию лишниему воздействию, если при ее реальном просмотре (а не в 100% масштабе) проблем, ради которых вы это воздействие производите, оказывается, что и не видно вовсе? Известно, что оптимальное расстояние для просмотра равно полутора диагоналям изображения. Возьмем стандартный, на сегодняшний день, монитор 20" (1600х1200) и снимок с 10-ти мегапиксельной камеры (3900х2600, тоже уже вполне стандартный размер). Оптимальное расстояние для просмотра на нем изображения составляет около 80 см, а масштаб вывода будет менее 50%. Проверьте, видите ли вы при таком просмотре на фотографии шумы (при условии, естественно, что ISO не было задрано и снимок экспонирован правильно)? Думаю, что нет. Ну, а если отбросить лирику, то столь обширное вступление можно сжать до одной фразы. Часто, оказывается, можно обойтись без шумоподавления, а вполне достаточно не допустить усиления шумов при радикальном воздействии на изображение. Вот давайте и посмотрим, как избежать их усиления.
Шумы в изображении наиболее заметны в обширных однородных областях. Как классический пример, можно взять небо в пейзаже, или лицо в портрете. Вполне очевидно, что если мы начинаем повышать резкость, то нам было бы крайне нежелательно усиление шума в этих областях. Ибо тогда, он станет заметным и будет бросаться в глаза. Но фильтру совершенно до лампочки, где усиливать резкость. Поэтому мы должны ему "помочь" распознать, где повышать резкость нужно, а где нет. Каким образом можно это сделать? Существуют различные способы, но все они сводятся к тому, чтобы защитить от воздействия ненужные области. То есть, замаскировать их. Один из таких методов мы рассматривали в предыдущей части. Насколько он хорош, и каковы границы его применения, судить вам.
Самый очевидный (но не самый простой в исполнении) способ, это создать прозрачную маску и начать закрашивать мягкой кисточкой ненужные области. Однако, далеко не для всякого изображения это легко будет сделать. Возьмем, к примеру, деревья и ветки на фоне неба. На ветках повысить резкость весьма желательно, а на небе нет. И как вы будете все это вручную закрашивать? В таких случаях можно немного упростить себе жизнь. Так как ветки на фоне неба очень контрастны, нам может сослужить хорошую службу яркостное выделение.
Делаем копию слоя с исходным изображением. Заходим в закладку каналы и нажимаем пиктограмму с пунктирным кружком. Мы получили яркостное выделение с мягкими переходами. Такое выделение хорошо тем, что не имеет четких границ (как если бы мы сделали его волшебной палочкой) и его использование не сделает изображение искуственным. Но это изображение выделило яркие участки, а нам нужно наоборот их защитить. Поэтому, инвертируем выделение. Вот, собственно, и все. Теперь можно повышать резкость не беспокоясь о том, что воздействие фильтра затронет небо. Это самый простой и легкий способ. Но его можно существенно улучшить. Степень его улучшения зависит исключительно от вас самих и вашего уровня владения Photoshop. Давайте, сначала, сохраним это выделение в отдельном альфа-канале, который мы будем в дальнейшем использовать в качестве маски. Только сохранить лучше еще неинвертированное выделение (так будет наглядней для работы). Теперь, никто нам не мешает подредактировать этот канал любым доступным вам способом. Некоторые могут задаться вопросом, а нужно ли его редактировать дополнительно? Да, нужно. И вот почему. Яркостное выделение полупрозрачное, и имеет максимальную прозрачность в самых ярких участках изображения, а в самых темных, полностью непрозрачно. И если ветки на фоне неба выглядят очень контрастно, то этого нельзя сказать об остальных областях изображения. А ведь мы хотим повысить резкость везде, кроме неба. Что здесь можно сделать? Да очень много чего. Для начала, можно просто поднять контраст в этом канале. Чтобы небо стало полностью белым, а все остальное, по возможности, черным. Как это будет делаться (кривыми, или уровнями) совершенно не принципиально. Кому как удобнее. Следует только помнить об одном. Не нужно переусердствовать, чтобы у вас не образовались совсем резкие границы. Маска на основе такого модернизированного канала будет уже существенно лучше. Но можно пойти и дальше. Теперь, возьмем черную мягкую кисточку и закрасим все, кроме неба и веток на нем (ветки и так уже стали черными). А еще проще, взять полигональное лассо с растушевкой 10-50 пикселей, примерно выделить передний план и залить его черной краской. Особой точности в выделении не нужно. Главное, чтобы края были достаточно растушеваны, чтобы в на финальном изображении не образовалось видимых границ применения фильтра. Вот теперь у нас получилась хорошая маска. В закладке "выделение" выбираем "загрузить выделение" и загружаем наш канал. Не забываем инвертировать выделение (если мы его сохраняли неинвертированным), и применяем фильтр усиления резкости.
Если вы думаете, что на этом варианты закончились, то это сильное заблуждение. Мы рассмотрели только базовый принцип. Никто вам не мешает использовать для создания яркостной маски не все изображение, а только один из каналов (вся последовательность действий, аналогична описанию выше). Наиболее отвечающий вашим целям. Скажем, для пейзажа это будет синий канал (в нем небо максимально яркое), а для портрета красный (в этом канале наиболее яркое лицо). Причем, в этих случаях бывает достаточно одного только создания яркостного выделения, без дополнительных телодвижений с альфа-каналом. Впрочем, все равно это зависит от конкретного изображения. Метод настолько прост, что укладывается ровно в пять команд, или 10 кликов мышки. И хотя, можно сделать лучше, этот метод очень оптимален. Качество картинки становится существенно выше, а времязатраты минимальны. Дополнительным плюсом является отсутствие вокруг веток ярких ореолов без использования описанного выше метода "сэндвича" (теперь вы должны уже понимать, почему). Плюс, он не требует глубоких познаний. Еще одна область применения этого метода, где он дает очень хорошие результаты, это ночная съемка городской подсветки. Принцип тот же самый, только не нужно инвертировать яркостное выделение. При его использовании на таких фотографиях мы усиливаем резкость в светлых областях, что придаст дополнительный блеск иллюминации. А темные области (особенно небо) оказываются защищены от воздействия. И это хорошо. Ибо, при таких условиях съемки (длительные выдержки) на снимках в тенях образуются достаточно сильные шумы. Еще одно достоинство метода заключается в том, что никто нам не мешает инвертировать рабочее выделение, и ослабить, если в этом есть необходимость, шумы, не затрагивая областей, где резкость повышалась.
Уже после того, как я додумался до этого метода повышения резкости, прочитал у Кэлби Скотта, что об этом ему рассказывал, в свое время, господин Дэн Маргулис. Однако, не знаю почему, но Маргулис остановился только на создании яркостного выделения на основе всего изображения, а не пошел дальше, и не попробовал для этого использовать отдельные каналы.
Но, как чаще всего и бывает, не может быть так, чтобы все было просто и идеально. Я не зря останавливался на модификации выделения таким образом, чтобы максимально исключить из воздействия фильтра неба, но все остальные области сделать доступными для усиления резкости. Дело в том, что при использовании яркостного выделения для повышения резкости, у нас пропадают появляющиеся светлые ореолы. И если для веток на фоне неба это безусловно является огромным плюсом, то для светлых деталей на переднем плане, этот плюс сомнителен. Предложенный способ маскирования позволяет этого избежать. Но можно сделать проще и быстрее. Скомбинировать этот метод с методом "сэндвича". Прежде чем начинать работу, сделайте копию слоя с исходным изображением и сделайте его невидимым. Этот слой нам потом пригодиться. Далее, проделайте все вышеописанные манипуляции. А теперь, сделайте скрытый слой видимым, разместите его поверх нашего изображения в режиме наложения "замена светлым" и примените к нему фильтр контурная резкость. Радиус выставьте совсем небольшой, не более 0,5, а силу воздействия 100-150. В случае необходимости подрегулируйте прозрачность этого слоя. Для чего мы это сделали, и почему именно с такими установками? С темными ореолами на всем изображении (кроме неба) у нас все в порядке. А вот со светлыми беда. Кое в каких областях они совсем не помешали бы. Созданием такого слоя мы идем на оправданный компромисс. С одной стороны, тонкие ореолы придадут живости изображению и заострят тонкие детали, а с другой, еще не будут бросаться в глаза и не смогут существенно усилить шумы.
Но и это далеко не все. Если вы освоили команду внешний канал, то перед вами открывается масса дополнительных возможностей. Можно не только брать отдельный канал для получения яркостного выделения, а смешивать в различных режимах наложения любой из 10 доступных в Photoshop каналов (а теперь, и из 12). Никто вам не мешает активно использовать для выборочного исключения областей из под воздействия фильтра контурная резкость, окно стиля слоя, с его достаточно большим количеством настроек. Все дальнейшие усовершенствования зависят уже от конкретного изображения и от ваших знаний. Но общий принцип для всех этих вариантов остается прежним. Тем, или иным способом создать максимально качественную маску, которая защитит от воздействия нежелательные области.
Еще одним из способов предотвратить усиление шумов в нежелательных областях, является повышение резкости не во всем изображении, а только в отдельном канале. Господин Дэн Маргулис рекомендует помимо общего увеличения резкости (в щадящем режиме), использовать для этого еще и слабый канал, где повышать резкость уже сильно. Хмм... При всем моем глубоком уважениии к его таланту, не могу сказать, что это очень хорошая идея. Здесь два спорных момента. Первый, это риск нарваться на образование цветных ореолов, о чем мы уже говорили выше. Второй, заключается в том, что повторное повышение резкости (пусть и в отдельном канале) не есть хорошо. После первичного повышения резкости у нас вдоль контуров образуются ореолы. И границы этих ореолов при повторном повышении резкости становятся источником новых границ перехода, вокруг которых начнут образовываться вторичные пары ореолов. Можете самостоятельно посмотреть, что при этом получается. Часто, изображение принимает неестественный вид из-за образующегося "звона". Наиболее целесообразной является рекомендация по повышению резкости в черном канале модели CMYK. Впрочем, попробуйте сами, и сравните с другими методами.
В заключении, хочу еще раз повториться. Способов защитить отдельные области от воздействия фильтра контурная резкость, существует множество. Все ограничено только полетом вашей фантазии, знанием программы и вашим умением.

В следующей части поговорим о другом фильтре с более гибкими настройками.

В предыдущем варианте цикла статей о резкости, который я писал 6 лет назад, эта часть была заключительной. Точнее, предполагалась еще одна часть, но так и не была написана. Сейчас, снова вернувшись к вопросу повышения резкости в изображении, я решил сместить ее на 6 место, перед рассмотрением фильтра Smart Sharpen ("Умная" резкость). Тому есть веские причины, которые вы увидите. Плюс, рассмотрение работы этого метода я решил разбить на две части. Первая часть останется почти без изменений, вторая же часть будет уже новой статьей.

Итак, настала пора поговорить еще об одном фильтре, с помощью которого можно эффективно повышать резкость в изображении. Этот метод давно известен. Действия фильтра сами по себе резкость не повысят. Он используется в сочетании с режимом наложения "перекрытие", и дает очень хорошие результаты. Давайте разберемся в том, как он работает, и за счет чего получаются такие результаты.

Снова, возьмем уже знакомую картинку и применим к ней этот фильтр. Хочу сразу оговориться. Кто-то может сказать, зачем мы все это смотрим на абстрактных картинках, да еще и с параметрами, которые при работе с реальными изображениями весьма маловероятно будут использованы. Все достаточно просто. На таких картинках легче понять, как что работает. Плюс, на реальных изображениях ширина ореолов будет настолько мала, что понять отличия (а они все равно будут) в работе того, или иного алгоритма будет невозможно. Итак, возвращаемся к самому фильтру. Вот, что у нас получится при его применении





Этому фильтру совершенно без разницы, что у вас на изображении. Он выделяет только контуры и создает вокруг них уже знакомые нам ореолы. То есть, в результате его применение на изображении остаются только контуры с ореолами. В чистом виде, мне затруднительно предположить область его применения. Но ведь эту картинку можно наложить в одном из вариантов наложения на исходную. По сути, у нас два изображения. Исходное и отдельно от него ореолы вокруг контрастных границ, которые образовались бы, если мы применили к исходному изображению фильтр повышения резкости. Осталось только объединить эти картинки. Каким образом? Одним из режимов наложения из группы "усилителей". Все рекомендуют режим наложения "перекрытие". Я перепробовал все (вы тоже можете) и, действительно, этот режим самый подходящий. Вот что у нас получится



Теперь, давайте немного отвлечемся, чтобы лучше понимать то, о чем пойдет речь в дальнейшем. Пара слов о режиме наложения слоя, перекрытие. Чтобы понять, как он работает нужно знать, как работают режимы осветление и затемнение. Потому что он их комбинированно использует. В режиме осветления яркость результирующего пикселя рассчитывается по формуле Z=255-(255-Х)*(255-Y)/255. Где X - яркость пикселя нижнего слоя, Y - яркость пикселя верхнего слоя, а Z - яркость получившегося пикселя в результате наложения. Режим затемнения полностью аналогичен и яркость результирующего пикселя рассчитывается по формуле Z=(X*Y)/255. Следует добавить, что яркость и цвет результирующего пикселя рассчитывается поканально. Таким образом, из формулы видно, что какими бы ни были области в слоях яркими, результат наложения в режиме осветление все равно не достигнет насыщения (чисто белого). Чем ярче перекрывающиеся области, тем на меньшую величину увеличится результирующая яркость. Для режима затемнение все полностью аналогично. Еще видно, что взаимное расположение слоев не влияет на результат. Разобравшись с этим, можно переходить к интересующему нас режиму. А режим наложения перекрытия действует таким образом. Во-первых, в этом режиме имеет значение взаимное расположение слоев. А алгоритм таков. Если яркость пикселя нижнего слоя ниже средне-серого, то применяется режим наложения затемнение c коэффициентом 2. То есть формула рассчета такая: Z=2*(X*Y)/255. А если яркость пикселя нижнего слоя выше средне-серого, то включается режим осветление c коэффициентом 2. А формула рассчета, соответственно, такая: Z=255-2*(255-Х)*(255-Y)/255. Другими словами, рассчитывается на сколько отличаются яркости от средне-серого. То есть, этот режим действует мягче, чем режимы осветления и затемнения. К слову сказать, режим жесткий свет работает аналогично, но противоположно режиму перекрытие. Какой включается режим наложения, в зависимости от яркости, определяется по пикселям не нижнего, а верхнего слоя.
И еще одно небольшое отступление. Самое время поговорить о том, почему фильтр контурная резкость на английском языке звучит, как "нерезкое маскирование". Возможно, об этом имело смысл поговорить в самом начале. Но я приберег это для этой части. В самом деле, почему фильтр повышающий резкость имеет такое название? Этот термин появился еще в эпоху пленочной фотографии. Хотя, идея самого принципа появилась еще раньше, и этим методом пользовались художники. Фотографы лишь взяли его на вооружение. Как усилить резкость изображения мы уже знаем. А как получить сами ореолы? Давайте рассмотрим все ту же самую картинку. Применим к ней Гауссовское размытие. Видно, что контрастная граница стала размытой. Давайте инвертируем это размытое изображение и наложим его в режиме перекрытия на исходное. Вокруг границы перехода образовались знакомые ореолы.





Картинка несколько отличается от того, если бы мы применили один из фильтров повышения резкости, но это сейчас не столь важно. Главное, показать откуда произошло такое название. Именно таким образом (только долго и нудно) и повышали раньше резкость на фотографиях. Теперь же, все те операции, которые производил фотограф, осуществляются в одном фильтре, и мы получаем на выходе готовое финальное изображение.
Снова вернемся к нашим картинкам. Давайте сравним итоговое изображение полученное с помощью фильтра "цветовой контраст" и режима наложения "перекрытие", с изображением полученным с помощью фильтра "контурная резкость" с тем же значением радиуса и силой воздействия 100%. Почему именно 100% ? Как уже было сказано в части 2, это некая базовая величина, когда яркость ореола градиентно меняется от максимальной (или минимальной) до яркости фона. При других значениях, либо яркость около границы не максимальна (или минимальна), либо происходит насыщение и яркость ореола начинает градиентно меняться не от границы перехода. Не знаю, является ли 100%, по задумке разработчиков, базовой величиной в действительности, но очень на это похоже.





Можно заметить, что картинки отличаются. Со стороны средне-серого фона они почти идентичны. Но обратите внимание на то, как светлый ореол выглядит на светлом же фоне (со стороны градиентного фона). То есть, в глубоких тенях и светах этот метод повышения резкости работает намного деликатней (почему, теперь понятно, когда мы знаем, как работает режим наложения слоя "перекрытие"). И если с темными ореолами на реальных фотографиях проблем почти никогда не бывает, то яркие светлые ореолы на светлом фоне всегда очень заметны, а потому и нежелательны. Именно это и объяснят, почему повышение резкости этим методом дает такие хорошие результаты на изображениях. Однако, возникает вопрос. Ведь картинки получились у нас разные. Сами ореолы, взятые отдельно от изображения, идентичны. В этом можно убедиться самостоятельно. Достаточно вычесть из изображения подвергшегося воздействию фильтра контурная резкость, исходное. Каким же, тогда, образом накладывает ореолы на изображение фильтр контурная резкость? Не знаю. Перепробовав все варианты режимов наложения, получить идентичную картинку мне не удалось. Чего либо найти в сети по этому вопросу мне тоже не удалось. Спрашивать у разработчиков я не стал, ввиду очевидного ответа. Можно только сделать предположение, исходя из результатов его работы. Судя по всему, ореолы накладываются на изображение "по модулю". Давайте вспомним, что градации яркости, из-за особенностей человеческого зрения, распределены по всему диапазону неравномерно, и в тенях они раполагаются плотнее (то есть, их больше), а на света их приходится меньше. Именно из-за этого светлые ореолы так выделяются на светлом же фоне. А в случае рассматриваемого метода, как вы могли увидеть, их почти не видно из-за особенностей алгоритма работы режима перекрытие.
Мы рассмотрели три фильтра. Давайте сравним их. Наиболее интересно сравнение в области того, какой формы и яркости образуются ореолы, и каково распределение яркости в них. Так как это оказывает прямое воздействие на субъективное восприятие изображения подвергшегося увеличению резкости.
1. В фильтре Unsharp Mask (контурная резкость), чем выше контраст, тем интенсивнее ореолы. Уменьшая силу воздействия, снижается интенсивность ореолов, как светлых, так и темных. Плюс, мы имеем возможность воздействовать на них по отдельности (метод "сэндвич").
2. Фильтр цветовой контраст в сочетании с режимом наложения перекрытие, работает схожим образом, но по другому. Если при использовании Unsharp Mask (контурная резкость), при ослаблении, снижается интенсивность и светлых, и темных ореолов, в независимости от яркости всего фона, то при использовании этого фильтра, снижается интенсивность только одного из ореолов, в зависимости от яркостей самого ореола и той стороны границы перехода, на которой он расположен. В случае необходимости (впрочем, с этим фильтром это бывает нужно не часто) можно использовать, так же, как и с предыдущими фильтрами, метод "сэндвич".

В предыдущей редакции этой статьи я сравнивал эти два фильтра еще и с Smart Sharpen ("Умная" резкость). Однако, теперь, решил полностью исключить Smart Sharpen ("Умная" резкость) из такого рода сравнений. Почему? Во-первых, потому, что лучше разобрался в работе этого фильтра. Во-вторых, потому, что в новых версиях Photoshop этот фильтр претерпел некоторые изменения в лучшую сторону. Ну и в-третьих, сравнивать фильтры только имитирующие повышение резкости за счет наложения контрастных ореолов вокруг границ, с фильтром, который ВОССТАНАВЛИВАЕТ размытый контур без дополнительных ореолов, по меньшей мере не разумно.

Итак, мы получили в руки интструменты, которые позволяют нам разнообразно управлять яркостью и формой образующихся ореолов, в зависимости от поставленных задач и характера изображения. На этом можно было бы и закончить. Упомянув только еще несколько методов повышения резкости, не получивших большого применения ввиду их ограниченности. Закончить не о способах повышения резкости вообще, а тех способах, где повышение резкости только имитируется контрастными ореолами. Но давайте еще немного поговорим о последнем фильтре. Из урока в урок, из учебника в учебник кочует этот метод. Но практически все авторы останавливаются на простом наложении слоя, к которому был применен этот фильтр, в режиме перекрытия. А ведь мы получили отличный гибкий инструмент, где сами ореолы отделены от изображения. Аналогию и, соответственно, широкие возможности с пространством Lab не напоминает? Где цвет отделен от яркости. То же и здесь. Кто нам мешает получив отдельную картинку с ореолами, поработать с ней дополнительно? А раз так, раз мы это осознали, то дальше в дело вступает мощнейший арсенал инструментов Photoshop и нашей фантазии.
Не устраивает, что яркость ореолов маловата? А кто мешает наложить не один такой слой, а несколько? При этом не беспокоясь за светлые ореолы в светах. А можно применить к слою с ореолами кривые и раздельно управлять их интенсивностью в различных диапазонах яркостей. Для этого метода применимы и многие приемы описанные для фильтра контурная резкость. Никто не мешает для предотвращения усиления шумов получить слой с ореолами не из композитного изображения, а на основе только одного из каналов. Причем, в таком варианте это будет работать лучше. Помимо всего прочего, вы можете работать с изображением и после увеличения резкости, если не объедините слои, что очень удобно. Повторюсь, вариантов модификации "слоя резкости" очень много. Впрочем, более подробно об этом и о многом другом, в следующей части.