Úpravy digitální fotografie II: Jas a kontrast
24.4.2003, David Dvořák, článek
K základním funkcím používaným k úpravě fotografií patří Jas a kontrast, a proto si na ně dnes trošku blíž posvítíme abychom se dozvěděli, co nám nabízí a jaké jsou jejich stinné stránky. A co zjistíme na závěr? Neváhejte a vrhněte se do čtení.
V předchozím povídání jsme si něco málo řekli o datové reprezentaci barevné fotografie. Dnes se tedy začneme věnovat jejím úpravám.
Protože jsem již v minulém dílu avizoval, že mě půjde především o to, aby čtenář dokázal zpracovat co nejpovedenější fotografii v domácích podmínkách, budeme se muset poohlédnout po nějakém vhodném editoru. Nejsme sice žádní profesionální grafici, ale i přesto můžeme mít na domácím počítači nainstalován dostatečně kvalitní software pro naši práci. Proto jsem se rozhodl, že k veškerému vysvětlování jednotlivých technik použiju grafický editor Gimp. Důvodů je několik, nicméně řekněme si, že v první řadě je to cena a potom dostupnost pro víc různých platforem (na své si přijdou i uživatelé Windows). Takže si relativně každý může ihned vyzkoušet, cože to ten autor dělá.
V dnešním povídání se začneme věnovat problému, jakým způsobem upravit jas a kontrast fotografií, protože se jedná o jednu ze základních operací při úpravě digitálních snímků. Než se ale vrhneme do skutečných úprav, musíme si něco povědět o tom, co si od změny jasu a kontrastu vlastně slibujeme. Samozřejmě chceme zlepšit fotografii, ale... A to je právě kámen úrazu. Nejlépe si všechno vysvětlíme na jednoduchém obrázku sestávajícím z odškálovaných odstínů od černé až po bílou. Absolutní černá má na obrázku (první řádek) hodnotu 0 a absolutní bílá hodnotu 255. Pod šedou škálou je umístěn i histogram (upravený), z něhož můžeme vidět, že všechny odstíny (celkem 17) jsou odškálovány rovnoměrně (dáno stejnou vzdáleností mezi píky) a se stejnou intenzitou (dáno výškou píku - nicméně ta se v tomto případě nebude měnit).
V moudrých knihách, které napsali slovutní fotografové lze najít následující a samozřejmě pravdivé "tvrzení":
Existují samozřejmě výjimky, ale ty se týkají skutečně jen speciálních případů. Proč nad touto otázkou diskutujeme? Zkuste nyní na popsanou šedou škálu aplikovat funkci Jas-kontrast (v Gimpu Obrázek->Barvy->Jas a kontrast). Co se stane? Nebudu vás napínat. Nastane "efekt", který způsobí, že tuto funkci při úpravě fotografie ve skutečnosti nikdy nepoužijeme.
Na obrázku výše je uveden výsledek aplikace změny Jasu na naši původní šedou škálu. V prvním řádku je jas zvýšen o hodnotu +48, ve třetím je o stejnou hodnotu snížen (tudíž -48). Vidíte ten rozdíl? V případě, že jsem jas zvýšil už není černá absolutní černou, ale její hodnota se posunula právě o hodnotu zadanou - takže v konečném součtu máme ve výsledku šedou. Totéž platí pro opačný případ, jenom si tam prohodily pozice černá s bílou, protože to dopadne tak, že se absolutní bílá (s číslem 255) změní na šedou s číslem 207.
Dále si můžeme všimnout, že se změnily i ostatní odstíny mezi černou a šedou a to přímo úměrně zvolenému nastavení jasu. Čím vyšší hodnotu zadáme, tím nižší bude rozdíl ve výsledných odstínech. Ačkoliv se ale odstíny mění, stále mezi nimi pozorujeme rozdíly, i když, kdybychom měli širší spektrum, začaly by se některé odstíny slévat. Velice dobře je to vidět na histogramech, které jsou umístěny pod každou úpravou šedé škály - změna jasu je na nich znázorněna posunutím počátku "černé" a "bílé" barvy.
Také je vidět, že odstíny jsou stále rovnoměrně škálovány, i když se k sobě "blíží" - což je znázorněno zmenšující se vzdáleností mezi píky. (Adobe Photoshop se chová poněkud jinak: nastavenou hodnotu prostě jednoduše přičte ke každé hodnotě z výše uvedené šedé škály, no a protože nemůže jít nad hodnotu 255, tak se barvy jednoduše slejí do jediné. Gimp se v tomto případě chová trošku lépe.) Nicméně neoddiskutovatelným faktem zůstává, že v prvním případě nám z obrázku zmizela absolutně černá a v druhém absolutně bílá barva. A to není pro dobrou fotografii přijatelné.
Funkce Kontrast sice pracuje poněkud rozdílně, ale ve svém výsledku je stejně nepoužitelná jako funkce Jas. Na následujícím obrázku je znázorněna její aplikace na škálu šedých tónů. Myslím, že je zcela jasně vidět, co se tentokrát stalo. U první škály byl kontrast zvýšen o hodnotu +68, u druhé snížen o tutéž hodnotu (-68). Histogramy ukazují, co se přihodilo. Při zvýšení kontrastu se zvětšila vzdálenost od střední šedé, při snížení se snížila.
Důležité ale je si uvědomit, že ať už kontrast zvyšujeme nebo snižujeme, v obou případech dochází k omezení šedé škály, protože se tóny slévají. Na obrázku je vidět, že při zvyšování kontrastu se slévají bílé a černé tóny a ztrácejí se informace o šedých odstínech. Při snižování kontrastu se barvy slévají do střední šedé (číslo 127). Toto slévání barev pak vede ke ztrátě všech detailů jak ve světlech, tak i ve stínech. A to samozřejmě nechceme.
Na následující skutečnou fotografii jsem pro přehled aplikoval tytéž hodnoty jasu a kontrastu jako na testovací šedou škálu. Horní obrázek je upraven již do konečné "správné" podoby, zatímco na řádku druhém je tentýž obrázek po úpravě funkcí Jas (hodnoty -48 a -48) . Třetí sada obsahuje obrázky upravené funkcí Kontrast (hodnoty +64 a -64).
Jak je vidět z obrázku, Jas i Kontrast dělají z fotografie jen nehezkou šedivku, kterou se nehodí nechat zpracovat na minilabu. Možná by se mohlo zdát, že přidání kontrastu fotografii pomůže (levá spodní fotka na obrázku), ale je to jen klam. Fotografii naprosto chybí kresba ve světlech i ve stínech, protože došlo ke slití černé a bílé barvy.
Zjistili jsme tedy, že funkce Jas a kontrast se nám k úpravě fotografie moc nehodí. Co tedy použít místo nich? Měli bychom si ještě jednou uvědomit, že největší nedostatek v předchozí metodě byl způsoben tím, že docházelo k zešednutí černé a bílé barvy a ke ztrátě kresby ve světlech i stínech. A způsobeno to bylo hlavně tím, že použitá funkce slila některé odstíny dohromady. Jak to tedy zařídit, abychom zachovali jak barvu, tak i kresbu ve stínech?
Odpověď na tuto otázku uvedeme v dalším pokračování našeho seriálku. Již dnes ale můžu napsat, že se budeme věnovat tzv. hladinám a možná zabrousíme i k úpravám špatné expozice.
Protože jsem již v minulém dílu avizoval, že mě půjde především o to, aby čtenář dokázal zpracovat co nejpovedenější fotografii v domácích podmínkách, budeme se muset poohlédnout po nějakém vhodném editoru. Nejsme sice žádní profesionální grafici, ale i přesto můžeme mít na domácím počítači nainstalován dostatečně kvalitní software pro naši práci. Proto jsem se rozhodl, že k veškerému vysvětlování jednotlivých technik použiju grafický editor Gimp. Důvodů je několik, nicméně řekněme si, že v první řadě je to cena a potom dostupnost pro víc různých platforem (na své si přijdou i uživatelé Windows). Takže si relativně každý může ihned vyzkoušet, cože to ten autor dělá.
V dnešním povídání se začneme věnovat problému, jakým způsobem upravit jas a kontrast fotografií, protože se jedná o jednu ze základních operací při úpravě digitálních snímků. Než se ale vrhneme do skutečných úprav, musíme si něco povědět o tom, co si od změny jasu a kontrastu vlastně slibujeme. Samozřejmě chceme zlepšit fotografii, ale... A to je právě kámen úrazu. Nejlépe si všechno vysvětlíme na jednoduchém obrázku sestávajícím z odškálovaných odstínů od černé až po bílou. Absolutní černá má na obrázku (první řádek) hodnotu 0 a absolutní bílá hodnotu 255. Pod šedou škálou je umístěn i histogram (upravený), z něhož můžeme vidět, že všechny odstíny (celkem 17) jsou odškálovány rovnoměrně (dáno stejnou vzdáleností mezi píky) a se stejnou intenzitou (dáno výškou píku - nicméně ta se v tomto případě nebude měnit).
 |
| Šedá škála a její histogram |
V moudrých knihách, které napsali slovutní fotografové lze najít následující a samozřejmě pravdivé "tvrzení":
Každá fotografie, na které není přítomna jak absolutně bílá, tak absolutně černá barva (i kdyby jen v nepatrném množství), se jeví jako šedivka a tudíž nevypadá pěkně.
Existují samozřejmě výjimky, ale ty se týkají skutečně jen speciálních případů. Proč nad touto otázkou diskutujeme? Zkuste nyní na popsanou šedou škálu aplikovat funkci Jas-kontrast (v Gimpu Obrázek->Barvy->Jas a kontrast). Co se stane? Nebudu vás napínat. Nastane "efekt", který způsobí, že tuto funkci při úpravě fotografie ve skutečnosti nikdy nepoužijeme.
 |
| Šedé škály s histogramy po aplikaci funkce Jas |
Na obrázku výše je uveden výsledek aplikace změny Jasu na naši původní šedou škálu. V prvním řádku je jas zvýšen o hodnotu +48, ve třetím je o stejnou hodnotu snížen (tudíž -48). Vidíte ten rozdíl? V případě, že jsem jas zvýšil už není černá absolutní černou, ale její hodnota se posunula právě o hodnotu zadanou - takže v konečném součtu máme ve výsledku šedou. Totéž platí pro opačný případ, jenom si tam prohodily pozice černá s bílou, protože to dopadne tak, že se absolutní bílá (s číslem 255) změní na šedou s číslem 207.
Dále si můžeme všimnout, že se změnily i ostatní odstíny mezi černou a šedou a to přímo úměrně zvolenému nastavení jasu. Čím vyšší hodnotu zadáme, tím nižší bude rozdíl ve výsledných odstínech. Ačkoliv se ale odstíny mění, stále mezi nimi pozorujeme rozdíly, i když, kdybychom měli širší spektrum, začaly by se některé odstíny slévat. Velice dobře je to vidět na histogramech, které jsou umístěny pod každou úpravou šedé škály - změna jasu je na nich znázorněna posunutím počátku "černé" a "bílé" barvy.
Také je vidět, že odstíny jsou stále rovnoměrně škálovány, i když se k sobě "blíží" - což je znázorněno zmenšující se vzdáleností mezi píky. (Adobe Photoshop se chová poněkud jinak: nastavenou hodnotu prostě jednoduše přičte ke každé hodnotě z výše uvedené šedé škály, no a protože nemůže jít nad hodnotu 255, tak se barvy jednoduše slejí do jediné. Gimp se v tomto případě chová trošku lépe.) Nicméně neoddiskutovatelným faktem zůstává, že v prvním případě nám z obrázku zmizela absolutně černá a v druhém absolutně bílá barva. A to není pro dobrou fotografii přijatelné.
Funkce Kontrast sice pracuje poněkud rozdílně, ale ve svém výsledku je stejně nepoužitelná jako funkce Jas. Na následujícím obrázku je znázorněna její aplikace na škálu šedých tónů. Myslím, že je zcela jasně vidět, co se tentokrát stalo. U první škály byl kontrast zvýšen o hodnotu +68, u druhé snížen o tutéž hodnotu (-68). Histogramy ukazují, co se přihodilo. Při zvýšení kontrastu se zvětšila vzdálenost od střední šedé, při snížení se snížila.
 |
| Šedé škály s histogramy po aplikaci funkce Kontrast |
Důležité ale je si uvědomit, že ať už kontrast zvyšujeme nebo snižujeme, v obou případech dochází k omezení šedé škály, protože se tóny slévají. Na obrázku je vidět, že při zvyšování kontrastu se slévají bílé a černé tóny a ztrácejí se informace o šedých odstínech. Při snižování kontrastu se barvy slévají do střední šedé (číslo 127). Toto slévání barev pak vede ke ztrátě všech detailů jak ve světlech, tak i ve stínech. A to samozřejmě nechceme.
Na následující skutečnou fotografii jsem pro přehled aplikoval tytéž hodnoty jasu a kontrastu jako na testovací šedou škálu. Horní obrázek je upraven již do konečné "správné" podoby, zatímco na řádku druhém je tentýž obrázek po úpravě funkcí Jas (hodnoty -48 a -48) . Třetí sada obsahuje obrázky upravené funkcí Kontrast (hodnoty +64 a -64).
 |
| Aplikace funkcí Jas a kontrast na skutečnou fotografii |
Jak je vidět z obrázku, Jas i Kontrast dělají z fotografie jen nehezkou šedivku, kterou se nehodí nechat zpracovat na minilabu. Možná by se mohlo zdát, že přidání kontrastu fotografii pomůže (levá spodní fotka na obrázku), ale je to jen klam. Fotografii naprosto chybí kresba ve světlech i ve stínech, protože došlo ke slití černé a bílé barvy.
Zjistili jsme tedy, že funkce Jas a kontrast se nám k úpravě fotografie moc nehodí. Co tedy použít místo nich? Měli bychom si ještě jednou uvědomit, že největší nedostatek v předchozí metodě byl způsoben tím, že docházelo k zešednutí černé a bílé barvy a ke ztrátě kresby ve světlech i stínech. A způsobeno to bylo hlavně tím, že použitá funkce slila některé odstíny dohromady. Jak to tedy zařídit, abychom zachovali jak barvu, tak i kresbu ve stínech?
Odpověď na tuto otázku uvedeme v dalším pokračování našeho seriálku. Již dnes ale můžu napsat, že se budeme věnovat tzv. hladinám a možná zabrousíme i k úpravám špatné expozice.
