Коррекция искажений, вносимых объективом

Коррекция искажений помогает скомпенсировать огрехи, присутствующие практически в каждом снимке камеры. К ним могут относиться затемнение углов кадра, искривление исходно прямых линий или цветная кайма вокруг контрастных границ. Несмотря на то, что они могут быть не особо заметны в исходном снимке, польза от их компенсации есть всегда. Однако при неаккуратном применении коррекция искажений может даже ухудшить снимок, и к тому же, в зависимости от предмета съёмки, некоторое несовершенство может оказаться только на пользу.

Общие сведения

Чаще всего коррекция призвана выправить один из трёх недостатков:

1. Виньетирование проявляется как нарастающее затемнение по направлению к краям кадра.
2. Дисторсия выражается в искривлении исходно прямых линий внутрь (бочка) или наружу (подушка).
3. Хроматические аберрации приводят к появлению цветной каймы на контрастных границах.

Однако программы коррекции искажений, вносимых объективом, обычно способны повлиять лишь на один вид искажений, потому важно уметь их различать. Следующие разделы описывают типы и причины появления искажений, рассказывают, когда их можно скорректировать, а также объясняют, как для начала минимизировать их влияние.

Всё, что написано в этой главе, в той или иной мере касается любой программы коррекции искажений, но уместно упомянуть и наиболее известные из них: это Adobe Camera RAW, Lightroom, Aperture, DxO Optics и PTLens.

1. Виньетирование

Этот термин описывает прогрессирующее снижение освещённости по направлению к углам кадра, и оно, пожалуй, проще всего поддаётся наблюдению и коррекции.

Типы и причины. Виньетирование может быть отнесено к одной из двух категорий:

• Физическое виньетирование зачастую не поддаётся коррекции, иначе как кадрированием или ручным осветлением/клонированием. Проявляется как сильное, резкое затемнение, обычно только на самых краях кадра. Возникает вследствие применения серии фильтров или фильтров с толстой оправой, бленд и других объектов, физически блокирующих свет по краям кадра.
• Внутреннее* виньетирование обычно легко устранить. Проявляется как прогрессирующее и обычно слабое затемнение по направлению от центра снимка. Возникает вследствие особенностей конструкции объектива и камеры. Обычно наиболее заметно на низших f-ступенях, в широкоугольных и телеобъективах, при наведении на удалённые объекты. Цифровые зеркальные камеры с урезанными сенсорами обычно менее подвержены виньетированию, поскольку затемнённые края оказываются откадрированы (при использовании полнокадровых объективов).

*Техническое примечание: внутреннее виньетирование делится на две подкатегории: оптическое и натуральное виньетирование. Первое можно минимизировать, закрыв диафрагму объектива (увеличив f-ступень), однако второе не зависит от настройки объектива. Как следствие, его невозможно избежать, если только нет возможности использовать объектив с меньшим углом зрения или же специальный компенсирующий фильтр, который задерживает часть света по направлению к центру изображения (не распространены, за исключением фильтров для камер большого формата).

Коррекция. Виньетирование зачастую может быть исправлено простым изменением регулятора количества (amount), хотя порой требуется также задать центр виньетирования, используя регулятор центральной точки (midpoint), хотя нужно это редко. Однако коррекция попутно усилит визуальный шум по краям, поскольку принцип её работы заключается по сути в применении радиального градиентного нейтрального светофильтра.

Искусственное виньетирование. Некоторые фотографы в действительности добавляют виньетку к своим снимкам, чтобы привлечь внимание к центральному предмету, а также чтобы визуально уменьшить жёсткость границ кадра. Однако применять её стоит уже после финального кадрирования (заимствуя из английского, этот приём называют виньетированием "пост-кроп").

2. Дисторсия: бочка, подушка и перспектива

Этот термин описывает искривление исходно прямых линий внутрь или наружу, которое может повлиять на отображение объёма:

Типы и причины. К наиболее распространённым категориям дисторсии относятся:

• Подушка. Она появляется, когда исходно прямые линии искривляются внутрь кадра. Обычно ей подвержены телеобъективы или дальнее фокусное расстояние вариобъектива (зума).
• Бочка. Появляется, когда исходно прямые линии искривляются наружу. Обычно присуща широкоугольным объективам или широкоугольному (ближнему) фокусному расстоянию вариобъектива.
• Искажение перспективы*. Проявляется в сходимости исходно параллельных прямых. Его причиной является положение камеры (оно появляется, если линия зрения камеры не перпендикулярна параллельным прямым); на примере деревьев или архитектуры это обычно означает, что камера не направлена к линии горизонта.

При съёмке пейзажей обычно наиболее заметны искажения горизонта и деревьев. Положение линии горизонта в центре кадра может помочь минимизировать влияние всех трёх видов дисторсии.

*Техническое примечание: перспективные искажения технически не являются дисторсией, поскольку это естественная характеристика объёмного зрения. Мы видим их своими глазами, однако наше сознание знает действительное положение объектов в пространстве и потому не воспринимает линии как сходящиеся. За дальнейшей информацией по теме обратитесь к статьям о широкоугольных объективах и о применении сдвига объективов tilt/shift для управления перспективой.

Коррекция. К счастью, каждый из вышеприведенных типов дисторсии поддаётся коррекции. Однако применять её следует, только когда это необходимо, — например, когда предмет съёмки содержит выраженно прямые линии или имеет чёткую геометрию. Чаще всего наиболее чувствительна к дисторсии архитектурная съёмка, тогда как в пейзажах она значительно менее заметна.

Программы обработки изображений обычно предлагают регуляторы для бочки/подушки, а также перспективных искажений по горизонтали и вертикали. Не забудьте использовать координатную сетку (если возможно), чтобы упростить себе оценку результатов обработки на предмет прямоты и параллельности линий.

Недостатки. Поскольку края кадра в процессе коррекции дисторсии искривляются, обычно требуется кадрирование, которое может повлиять на композицию. Кроме того, коррекция перераспределяет разрешение в изображении; в результате удаления подушки края станут несколько резче (за счёт центра), тогда как удаление бочки усилит резкость в центре (за счёт краёв). Например, для широкоугольных объективов бочка обычно является способом борьбы с размытием краёв, которое типично для объективов этого типа.

3. Хроматические аберрации

Хроматические аберрации (ХА) проявляются как неприглядная цветная кайма на контрастных границах. В отличие от предыдущих двух недостатков объективов, хроматические аберрации обычно видны только при просмотре снимка на экране в полном размере или в отпечатках большого размера.

Типы и причины. Хроматические аберрации, пожалуй, наиболее разнообразны и сложны в подавлении, а их влияние существенно зависит от предмета съёмки. К счастью, феномен ХА можно достаточно легко понять, разделив его на три составляющих:

• Радиальные хроматические аберрации устранить проще всего. Они проявляются как двуцветная кайма в направлениях от центра изображения и нарастают к его краям. Обычно кайма бывает сине-фиолетовой, но может присутствовать и сине-жёлтый компонент.
• Соосные хроматические аберрации коррекции не поддаются, либо она возможна лишь частично, с нежелательными эффектами в других частях изображения. Проявляются как одноцветное гало вокруг контрастной границы и меньше зависят от положения в кадре. Гало зачастую приобретает пурпурный оттенок, его цвет и размер могут порой быть улучшены некоторым смещением фокусировки объектива вперёд или назад.
• Окрашивание засветок обычно коррекции не поддаётся. Это уникальный феномен цифровых сенсоров, который приводит к избирательным засветкам — на уровне сенсора создаются цветные пятна, обычно синие или пурпурных оттенков. Наиболее часто они случаются в резких, зеркальных засветках при использовании компактных камер с высоким разрешением. Классическим примером являются границы верхушек деревьев и листва в ярком белом небе.

Некоторая комбинация разных типов ХА присутствует в любом снимке, однако их сравнительное влияние может существенно меняться в зависимости об выбранного объектива и предмета съёмки. Как радиальные, так и соосные ХА более заметны в дешёвых объективах, тогда как окрашивание засветок более заметно в старых компактных камерах; все они становятся более заметны при высоком разрешении.

Примечание: хотя соосные ХА и окрашивание обычно равномерны по всем границам, они могут не выглядеть таковыми, в зависимости от яркости и цвета конкретной границы. В связи с этим их зачастую путают с радиальными ХА. Радиальные и соосные ХА порой также называют поперечными (латеральными) и продольными, соответственно.

Коррекция хроматических аберраций может существенно повлиять на резкость и качество изображения — особенно по краям кадра. Однако лишь некоторые компоненты ХА могут быть удалены практически полностью. Сложность состоит в том, чтобы определить и применить соответствующий инструментарий к каждому из компонентов по отдельности — не усугубив при этом остальные. Например, подавляя соосные ХА в одной части изображения (ошибочно используя для этого инструментарий для радиальных ХА), вы скорее всего ухудшите внешний вид остальных частей.

Начните с обработки высококонтрастной границы вблизи края кадра и контролируйте процесс, используя для оценки эффективности экранный масштаб 100-400%. Зачастую лучше всего начинать с радиальных ХА, используя регуляторы красно-голубого и сине-жёлтого, посколькуих проще всего удалить. Затем всё, что осталось, скорее всего является комбинацией соосных ХА и окрашивания, которые можно уменьшить, используя инструмент для удаления каймы (Photoshop: "Defringe"). Неважно, с каких параметров настройки вы начнёте, здесь результата добиваются исключительно опытным путём.

Впрочем, не стоит надеяться на чудо; некоторое окрашивание и соосные ХА практически всегда присутствуют. Особенно это заметно на источниках освещения ночью, звёздах и прямых отражениях от металла и воды.

Автоматические профили коррекции объективов

Многие современные программы обработки снимков в формате RAW могут корректировать недостатки объективов, используя предустановки для широкого набора сочетаний камер и объективов. Если эта возможность доступна, она может сэкономить массу времени. Adobe Camera RAW (ACR), Lightroom, Aperture, DxO Optics и PTLens предоставляют такую возможность в своих последних версиях.

Не бойтесь регулировать корректировку от стандартного значения до 100% (полная коррекция). Кто-то предпочтёт сохранить некоторую виньетку и дисторсию, но при этом полностью устранить хроматические аберрации, например. В случае ХА, впрочем, наилучшие результаты обычно достигаются последующей доводкой вручную.

Если вы используете коррекцию объектива как часть процесса обработки фотографий, очерёдность её применения может повлиять на результат. Шумоподавление обычно более эффективно до коррекции ХА, однако повышение резкости следует производить после удаления ХА, поскольку может на него повлиять. Впрочем, если вы используете программы обработки формата RAW, незачем беспокоиться о порядке применения — он будет правильным.

Дополнительная информация

Смежные темы освещаются в следующих статьях:

• Порядок обработки изображений
  Хороший способ понять, на каком этапе должна производиться коррекция объектива.
• Качество объектива: ЧКХ, разрешение и контраст
  Обзор остальных параметров объектива, влияющих на качество изображения.
• Что такое объективы
  Интерактивная визуализация принципов работы объектива для начинающих.

Съёмка при естественном освещении

Пожалуй, уделять внимание особенностям освещения наиболее важно для повышения качества снимков. Для многих пейзажей хороший естественный свет может быть даже более важен, чем выбор собственно предмета съёмки. Различные типы естественного освещения могут придавать одной и той же сцене самый разный вид — несмотря на то, что источник света при этом один и тот же. Научитесь ловить правильное освещение выбранного предмета, используя уникальные свойства времени суток и погодных условий.

На внешний вид предмета в естественном свете влияют три фактора: время суток, направление съёмки и погода. В первую очередь мы изучим время суток при ясном небе, затем перейдём к погодным условиям; направление съёмки будет рассмотрено в отдельной статье.

Общие сведения

Несмотря на то, что источником всего естественного света является солнце, освещение предмета в действительности состоит из нескольких компонент:

В зависимости от времени суток соотношение компонент меняется — в результате изменяется баланс белого или контраст. Мы начнём с астрономического полудня (когда солнце находится в зените), затем рассмотрим, что происходит по мере склонения солнца к закату (или, наоборот, к восходу).

Время суток. Чем дальше от полудня, тем ближе солнце к горизонту. Как следствие, контраст снижается, поскольку солнечным лучам приходится преодолевать большее расстояние в атмосфере, и возникает больше отражений от поверхности. Вдобавок, атмосфера сильнее задерживает синюю часть солнечного света — как следствие, свет в целом становится теплее.

Погода. Помимо времени суток, наиболее существенное влияние на освещение оказывает тип и величина облачности. Прежде всего она влияет на освещение, поскольку меняет баланс между прямым и рассеянным светом, что в свою очередь влияет на видимый контраст и цветовую температуру освещения. Мы остановимся на этом подробнее в конце.

Чистый полуденный свет

Полуденное освещение в первую очередь состоит из прямого солнечного света. Такой свет практически не рассеивается в атмосфере и не даёт отражений от поверхности. В результате получается наиболее жёсткое и самое нейтральное по цвету освещение, и обычно это наименее желаемый тип естественного освещения.

В силу этого фотографы слишком часто прячут свои камеры — и тем самым могут упустить уникальные возможности. Например, вода может показаться более прозрачной, поскольку свет проникает глубже, а прямых отражений от поверхности меньше. Кроме того, зачастую мы снимаем определённые события, а не ждём идеального освещения.

Съёмка в полуденном свете подразумевает учёт его особенностей. Примите во внимание, что цветонасыщенность в это время обычно ниже, а вертикальные тени обычно не способствуют лестным портретам и выраженному объёму у предметов. Многие фотографы в этом случае для управления контрастом применяют поляризационные фильтры, поскольку в это время суток их влияние максимально, однако они могут сделать небо неестественно тёмным и синим. Если тени выглядят слишком жёстко, а цвета недостаточно насыщены, попробуйте преобразовать снимок в чёрно-белый, поскольку чёрно-белые снимки от высокого контраста полуденного света могут даже выиграть.

Вечер и среднее утро

Вечерний и среднеутренний свет несколько теплее, а тени при нём становятся достаточно заметны. Поскольку прямой свет поступает сверху под углом, объекты зачастую кажутся гораздо более объёмными. Такой свет обычно гораздо более предсказуем, чем на восходе или заходе солнца, прежде всего потому что можно не учитывать влияние близлежащих гор или линию облачности.

Съёмка в вечернем и утреннем свете, пожалуй, наиболее проста. Свет не настолько нейтральный, как полуденный, но и не настолько тёплый и интенсивный, как при заходе солнца. К тому же он менее жёсткий и падает под лучшим углом, чем полуденный, но при этом не настолько мягкий и рассеянный, как в сумерках или при пасмурном небе. Благодаря этому такое время съёмки является наиболее универсальным, однако возникает риск того, что снимки будут выглядеть слишком обыденно, поскольку свет не выделяет никакие качества предмета.

Золотой час и восход/заход солнца

Час после восхода солнца и перед его заходом (так называемый "золотой час") обычно считается наиболее желательным светом для съёмки. Он характеризуется горизонтальным светом, который порождает длинные тени и создаёт вокруг предметов тёплый ореол.

Восходы и заходы солнца создают восхитительное и исключительно разнообразное освещение, прежде всего потому что влияние оказывают малейшие нюансы погоды. Облака отражают солнечный свет, направленный снизу — в отличие от рассеивания солнечного света, когда он падает на них сверху — и небо в результате может засветиться мягким, тёплым светом.

Съёмка в золотой час. Восходы и заходы солнца зачастую потрясающе выглядят, но это далеко не всегда хорошо передаётся в снимке. Убедитесь, что автоматический баланс белого в вашей камере не пытается скомпенсировать теплоту освещения, а цветонасыщенность не задана чрезмерно консервативно, чтобы минимизировать риск обрезания оттенков цвета. Ирония в том, что именно в наиболее драматическом свете ваша камера наиболее подвержена ошибкам экспозиции; попробуйте сделать несколько снимков или используйте на всякий случай частичный или точечный экспозамер.

Восход и заход солнца. Несмотря на то, что в теории восходы и заходы одинаковы, типичные погодные условия могут сделать их существенно разными, так что многие фотографы предпочитают что-нибудь одно. Некоторые чувствуют себя лучше подготовленными к съёмке на заходе, чем на восходе, поскольку качество света на заходе более стабильно, в то время как на восходе зачастую свет является наилучшим с самого начала и далее только ухудшается. Вдобавок, проснуться и оказаться в нужном месте на восходе в летние месяцы практически нереально. С другой стороны, съёмки на восходе как правило свободны от отвлекающих скоплений людей, чаще сопровождаются низколежащими туманами и росой на листве. Кроме того, на восходе часто создаётся ощущение тишины и покоя — особенно в сценах с водой — это то, что не встречается на заходе солнца.

Сумерки, рассветы и закаты

Сумерки, рассвет и закат обычно длятся порядка получаса перед восходом или после захода солнца — когда небо всё ещё яркое, но прямой солнечный свет уже отсутствует. Основным источником света становится само небо, с одной стороны тёплое и краснеющее, а с другой холодное синее или сиреневое. Оно может создать восхитительно мягкое, многоцветное освещение, которое придаёт предметам спокойное, мирное настроение.

Съёмка в сумерках. Пожалуй, наибольшими недостатками являются нехватка контраста и рассеянного света. Съёмка с рук поэтому практически нереальна, а достижение достаточного объёма в кадре может потребовать особого внимания к композиции. Камеры зачастую передерживают сумеречные сцены при использовании автоматических экспозиций — потенциально сглаживая исходно тонкие оттенки — поскольку в сумерках практически никогда не найдётся полностью белых объектов.

Альпийские закаты. Если вам повезёт, вы сможете наблюдать феномен, называемый "альпийским закатом" в виде красного или розового зарева в противоположной от заходящего солнца стороне, но оно никогда не гарантируется. Альпийский закат может стать полезным эффектом для получения более тёплого неба после захода солнца.

Пасмурная погода

Свет в пасмурную погоду обычно мягкий и холодный, поскольку источником света является небо в целом, а прямой солнечный свет отсутствует. Как следствие, текстуры выглядят значительно менее выраженно, а отражения на гладких поверхностях значительно более рассеянные и смягчённые. Цвет при таком освещении значительно более подвержен влиянию света, отражённого от близлежащих объектов, так что предметы, скрытые листвой, могут даже приобрести зеленоватый тон.

Многие фотографы избегают подобного освещения, но зачастую это является ошибкой. Например, в зависимости от степени облачного покроя, яркий рассеянный свет может оказаться идеальным для портретов на природе и фотографий дикой природы (если не забыть скорректировать холодный баланс белого), поскольку он не создаёт жёстких теней на лице. Кроме того, яркий рассеянный свет может также улучшить снимки крупного плана (например, цветов), поскольку внешний вид и насыщенность цветов от такого освещения обычно выигрывают. Кроме того, низкоконтрастный свет может лучше подойти для освещения предмета, который сам по себе высококонтрастен, то есть содержит как тёмные, так и яркие цвета.

Съёмка в пасмурную погоду как правило подразумевает исключение серого неба из кадра — разве что облака сами по себе создают настроение и имеют выразительную текстуру. Поскольку тени играют заметно меньшую роль, создать ощущение глубины может оказаться непростым делом — так же, как и в сумерках — но в этом случае не требуется компенсировать пастельное освещение. Снимки, сделанные камерой, могут выглядеть более синими, чем хотелось бы, так что предпочтительна съёмка в формате RAW с последующей коррекцией баланса белого. Аккуратное использование инструментов коррекции уровней яркости и тональных кривых также может быть полезно, если в отпечатке захочется достичь более высокого контраста.

Прочие особые погодные условия

Погода по сути является большим естественным фильтром, помещённым между солнцем и предметом съёмки. В пределе свет может быть относительно тёплым и исключительно локализованным, когда это солнечный свет в чистом небе. В другом пределе свет может быть холодным и омывать предмет, если это рассеянный свет в пасмурную погоду. Толщина и ширина облачного покроя определяют влияние погоды на ваш снимок.

Когда в небе есть облака, их можно использовать, чтобы акцентировать сцену пятнами солнечного света — если у вас хватит терпения, чтобы дождаться нужного момента. Это прекрасная и зачастую не принимаемая во внимание возможность, особенно в середине дня.

С другой стороны, штормовая погода может породить исключительно высококонтрастный свет, поскольку дождь очищает воздух от дымки и пыли. Заход солнца после дождя зачастую выглядит наиболее драматично, в частности потому, что небо становится значительно более тёмным, чем земля — создавая тем самым прекрасный высококонтрастный фон для освещённых объектов переднего плана. К тому же в такую погоду наиболее вероятно появление радуг.

Кроме того, можно снимать в тумане или дымке. Они не только значительно снижают контрастность освещения — как в пасмурную погоду — но к тому же влияют на контрастность объектов по мере их удаления.

Дополнительная информация

У нас есть инструмент для подсчёта времени суток и направления съёмки:
калькулятор восходов, заходов и сумерек для фотосъёмки

Смежные темы рассматриваются в следующих статьях:

• Что такое баланс белого
  типы и терминология цветовой температуры освещения.
• Введение в портретный свет: один источник света
  влияние положения и типа света на вид портрета.
• Съёмка в тумане и дымке
  влияние этих уникальных погодных условий на освещение.
• Основные сложности ночной съёмки
  сведения о пределах технических возможностей.

Камера и человеческий глаз

Почему нельзя просто направить камеру на то, что видишь, и снять это? Этот вопрос кажется простым. Тем не менее, на него очень непросто дать ответ, и для этого потребуется изучить не только то, как камера записывает свет, но и то, как работают наши глаза и почему они работают именно так. Разбираясь в этом, можно открыть для себя что-то новое о нашем повседневном восприятии мира — помимо возможности стать лучшим фотографом.

Общие сведения

Наши глаза способны окидывать происходящее взглядом и динамически адаптироваться в зависимости от объекта, в то время как камера записывает одиночное неподвижное изображение. Многие считают это основным преимуществом глаз перед камерой. Например, наши глаза способны компенсировать дисбаланс яркости различных предметов, могут смотреть по сторонам, чтобы получить более широкий угол зрения, а также могут фокусироваться на объектах на различных расстояниях.

Однако результат скорее подобен работе видеокамеры — не фото — поскольку наше сознание собирает несколько взглядов в один мысленный образ. Быстрый взгляд наших глаз был бы более честным сравнением, но в итоге уникальность нашей зрительной системы неопровержима, поскольку:

То, что мы видим, является мысленной реконструкцией объектов на основе образов, предоставленных глазами — отнюдь не тем, что наши глаза в действительности увидели.

Вызывает скепсис? У большинства — по крайней мере поначалу. Следующие примеры демонстрируют ситуации, в которых сознание можно заставить видеть нечто отличное от того, что видят глаза:

Ложный цвет: наведите курсор на край изображения и смотрите на центральный крест. Отсутствующий кружок будет перемещаться по кругу, и через некоторое время начнёт казаться зелёным — хотя в изображении зелёного цвета нет.

Полосы Маха: наведите курсор на изображение. Каждая из полос покажется чуть темнее или светлее вблизи верхней или нижней границы, соответственно, — несмотря на то, что каждая из них окрашена равномерно.

---

Впрочем, это не должно помешать нам сравнивать наши глаза и камеры! Во многих случаях честное сравнение всё же возможно, но только если мы принимаем во внимание и то, как мы видим, и то, как наше сознание обрабатывает эту информацию. Последующие разделы проведут границу между этими двумя, насколько возможно.

Обзор различий

Данная статья группирует сравнения по следующим визуальным категориям:

1. угол зрения
2. различимость деталей
3. чувствительность и динамический диапазон

Всё это зачастую считается предметом максимальных отличий глаз от камеры, и как раз по этому поводу возникает больше всего разногласий. Есть и другие характеристики, такие как глубина резкости, объёмное зрение, баланс белого и цветовая гамма, но они не являются предметом данной статьи.

1. Угол зрения

Для камер он определяется фокусным расстоянием объектива (а также размером сенсора). Например, фокусное расстояние телеобъектива больше, чем стандартного потретного, а потому угол зрения меньше:

К сожалению, с нашими глазами не всё так просто. Хотя фокусное расстояние человеческого глаза приблизительно равно 22 мм, эта цифра может ввести в заблуждение, поскольку глазное дно закруглено (1), периферия нашего поля зрения значительно менее детальна, чем центр (2), и к тому же то, что мы видим, является комбинированным результатом работы двух глаз (3).

Каждый глаз по отдельности имеет угол зрения порядка 120-200°, в зависимости от того, насколько строго объекты определены как "наблюдаемые". Соответственно, зона перекрытия двух глаз составляет порядка 130° — она практически настолько же широка, как у объектива типа "рыбий глаз". Однако по эволюционным причинам наше периферийное зрение пригодно только для обнаружения движения и крупных объектов (таких как прыгающий сбоку лев). Более того, настолько широкий угол выглядел бы сильно искажённым и неестественным, будучи снятым камерой.

Наш центральный угол зрения — порядка 40-60° — максимально влияет на наше восприятие. Субъективно это соотносится с углом, в пределах которого вы сможете вспомнить объекты, не двигая глазами. Кстати, это близко к углу зрения "нормального" объектива с фокусным расстоянием 50 мм (если совсем точно, то 43 мм) на камере полного кадра или 27 мм на камере с кроп-фактором 1.6. Хотя он и не воспроизводит полный угол нашего зрения, он хорошо передаёт то, как мы видим, достигая наилучшего компромисса между различными типами искажений:

Сделайте угол зрения слишком большим, — и разница в размерах объектов будет преувеличена, ну а слишком узкий угол зрения делает относительные размеры объектов практически одинаковыми, и вы теряете ощущение глубины. Сверхширокие углы к тому же ведут к тому, что объекты по краям кадра оказываются растянуты.

Для сравнения, несмотря на то, что наши глаза создают искажённое широкоугольное изображение, мы реконструируем его в объёмный мысленный образ, в котором искажения отсутствуют.

2. Различимость и детальность

Большинство современных цифровых камер имеют 5-20 мегапикселей, что зачастую преподносится как полный провал по сравнению с нашим собственным зрением. Это основано на том факте, что при идеальном зрении человеческий глаз по разрешающей способности эквивалентен 52-мегапиксельной камере (принимая за угол зрения 60°).

Однако эти подсчёты вводят в заблуждение. Лишь наше центральное зрение может быть идеальным, так что в действительности мы никогда не достигаем такой детальности за один взгляд. По мере удаления от центра наши зрительные способности драматически падают — настолько, что всего на 20° от центра наши глаза различают уже всего одну десятую от исходной детальности. На периферии мы обнаруживаем только крупномасштабный контраст и минимум цветов:

Принимая это во внимание, можно утверждать, что один взгляд наших глаз способен различать детали всего лишь сравнимые с 5-15 мегапикселями камеры (в зависимости от зрения). Однако наше сознание в действительности не запоминает образы попиксельно; оно записывает памятные детали, цвет и контраст для каждого изображения по-разному.

В результате, чтобы воссоздать детальный зрительный образ, наши глаза фокусируются на нескольких представляющих интерес предметах, быстро их чередуя. Вот наглядное представление нашего восприятия:

Конечным результатом является зрительный образ, детальность которого эффективно приоритизируется на основе интереса. Из этого следует важное для фотографов, но часто оставляемое без внимания свойство: даже если снимок максимально использует всю технически возможную детальность камеры, эта детальность не будет иметь особого значения, если сам по себе снимок не содержит ничего запоминающегося.

К прочим важным отличиям того, как наши глаза различают детали, относятся:

Асимметрия. Каждый глаз способен воспринимать больше деталей ниже линии зрения, чем выше, а периферийное зрение гораздо более чувствительно по направлению от носа. Камеры снимают изображения абсолютно симметрично.

Зрение при слабом свете. В условиях очень слабого света, например, лунного или звёздного, наши глаза фактически начинают видеть монохромно. В таких ситуациях наше центральное зрение к тому же становится менее зорким, чем слегка в сторону от центра. Многие астрофотографы в курсе этого и извлекают из этого преимущества, глядя чуть в сторону от неяркой звезды, если хотят разглядеть её невооружённым глазом.

Малые градации. Различимости малейших деталей зачастую уделяется чрезмерное внимание, однако малые тональные градации тоже важны — и похоже, именно по этой части наши глаза и камеры отличаются сильнее всего. Для камеры увеличенную деталь всегда легче передать на снимке — а вот для наших глаз, хоть это и противоречит интуиции, увеличение детали может сделать её менее видимой. На следующем примере оба изображения содержат текстуру с одинаковым контрастом, однако на изображении справа она не видна, поскольку была увеличена.

3. Чувствительность и динамический диапазон

Динамический диапазон является одной из характеристик, по которой глаз зачастую рассматривают как имеющий огромное преимущество. Если рассматривать ситуации, в которых наш зрачок расширяется и сужается, адаптируясь к разнице яркостей, тогда да, наши глаза намного превосходят возможности одиночного снимка (и могут иметь диапазон, превышающий 24 f-ступени*). Однако в таких ситуациях наши глаза динамически адаптируются, как это делает видеокамера, так что это, очевидно, нечестное сравнение.

Если же вместо этого мы оценим мгновенный динамический диапазон нашего глаза (при неизменной ширине зрачка), то камеры будут выглядеть намного лучше. Аналогию можно получить, глядя на один элемент сцены, дав глазам настроиться и не глядя никуда более. В этом случае как правило говорят, что наши глаза могут воспринимать динамический диапазон порядка 10-14 f-ступеней, что абсолютно перекрывает большинство компактных камер (5-7 ступеней), но на удивление недалеко от возможностей зеркальных камер (8-11 ступеней).

С другой стороны, динамический диапазон нашего глаза зависит также от яркости и контраста предмета, так что вышесказанное справедливо только при обычном дневном свете. При слабом звёздном свете, например, наши глаза могут достичь гораздо более широкого моментального динамического диапазона.

* Динамический диапазон. Наиболее распространённой единицей его измерения в фотографии является f-ступень, так что мы продолжим её использовать. Динамический диапазон описывает соотношение яркостей наиболее яркого и наиболее тёмного предметов в кадре в степенях двойки. То есть, в сцене с динамическим диапазоном в 3 f-ступени белый цвет в 8 раз ярче чёрного (покольку 2³ = 2x2x2 = 8).

Чувствительность. Это ещё одна важная зрительная характеристика, которая описывает способность различать нечёткие или быстродвижущиеся предметы. При ярком свете современные камеры превосходят возможности зрения относительно быстродвижущихся объектов, как показано ниже весьма необычно выглядящим результатом скоростной съёмки. Это зачастую возможно для камер со светочувствительностью ISO свыше 3200; эквивалент светочувствительности ISO для человеческого глаза при дневном свете считается равным всего лишь 1.

Впрочем, при слабом свете чувствительность наших глаз существенно возрастает (если дать им не менее получаса на адаптацию). Астрофотографы часто оценивают её диапазоном ISO 500-1000; всё же не настолько высока, как у цифровых камер, но близко. С другой стороны, камеры имеют преимущество в том, что способны посредством длительной выдержки выявлять и ещё более неяркие объекты, тогда как наши глаза не увидят никаких новых подробностей, рассматривая что-нибудь дольше, чем 10-15 секунд.

Итоги и дополнительная информация

Можно возразить, что рассуждения о том, может ли камера превзойти зрение, непоследовательны, поскольку для камер требуется другой стандарт: они нужны для создания реалистично выглядящих отпечатков. Напечатанный снимок не знает, на каких предметах сфокусируется глаз, так что каждая часть кадра должна быть предельно детальна — просто на случай, если она привлечёт внимание. Это в особенности справедливо для больших или рассматриваемых с близкого расстояния отпечатков. Однако можно и возразить, что дать сравнительную оценку возможностям камеры тоже полезно.

В целом, большинство преимуществ нашей зрительной системы проистекают из того факта, что наше сознание способно разумно интерпретировать информацию, передаваемую глазами, тогда как в случае с камерой всё, что у нас есть, — это результат работы сенсора. Но даже в этом случае современные цифровые камеры справляются на удивление неплохо, а по некоторым визуальным характеристикам даже превосходят наши глаза. По-настоящему выигрывает тот фотограф, который способен разумно собрать несколько снимков — и тем самым превзойти даже изображение, реконструированное сознанием.

Дополнительную информацию по данной теме вы можете найти в следующих статьях:

• Широкий динамический диапазон (HDR). Как расширить динамический диапазон цифровой камеры, используя серию экспозиций. Результаты способны превзойти человеческий глаз.
• Градиентные нейтральные фильтры (GND). Техника, позволяющая улучшить вид высококонтрастных сцен аналогично тому, как мы формируем зрительный образ.
• Бесшовные цифровые панорамы. Общая информация об использовании серии снимков для расширения угла зрения.

Восстановление снимков

Цифровое восстановление может творить чудеса, превращая тусклые старые семейные портреты в снимки современного на вид качества. С другой стороны, этот процесс можно обратить, чтобы придать снимку ощущение безвременья. Эти преобразования не так сложны, как это может показаться — вам всего лишь нужно знать, какие средства восстановления использовать.

Снимки могут стареть многими разными способами, но обычно это означает некоторое сочетание потускнения, смены тонов (зачастую снимки желтеют) и местных физических повреждений (таких как пятна или царапины). К счастью, в программах обработки фотографий найдётся правильный инструмент для каждого аспекта:

1. Потускнение: уровни, кривые, контраст и точка чёрного
2. Смена тона: баланс белого, цветовой баланс и другие инструменты работы с цветом
3. Локальные повреждения: клонирующий штамп, лечащая кисть и другие инструменты выборочного редактирования

Каждый из них будет рассмотрен отдельно в следующих разделах, но прежде обратим внимание на сканер.

Всё начинается со сканера

Прежде чем мы сможем использовать цифровое восстановление, исходный снимок (или плёнку) нужно отсканировать. Этот шаг критически важен, поскольку он безусловно определяет потенциал восстановимости. Здесь не о чем говорить: используйте лучшее оборудование и программы, которые сможете найти. При прочих равных, планшетные сканеры обычно обеспечивают намного лучшее качество, чем рулонные.

Программа сканирования. Обычно программы, поставляемые со сканером, отработают в лучшем виде, как минимум потому что учитывают особенности устройства. Однако порой их возможности недостаточны, и тогда Vuescan или Silverfast могут оказаться неплохими альтернативами. Silverfast весьма хорош для работы с негативами на плёнке, тогда как Vuescan более чем достаточен (и недорог) для отпечатков.

Настройка сканера. Уделите особое внимание следующим параметрам:

• Разрешение. В общем случае используйте как минимум 400-600 точек на дюйм (DPI) для отпечатков и в несколько раз больше для плёнки. Выбранное разрешение будет зависеть от резкости и фокуса исходных снимков, но в идеале должно соответствовать размеру точки/зерна исходного снимка. Попробуйте поэкспериментировать с различными разрешениями, чтобы увидеть, что получается на экране.
• Разрядность. Сканируйте с максимально возможной глубиной цветности: 16 бит на канал или 48 бит полной глубины цветности, если это возможно. Таким образом отсканированный снимок вытерпит более глубокую ретушь, прежде чем станет заметна постеризация.
• Тип файла. Сохраните отсканированный снимок в файл формата TIFF, чтобы максимально сберечь детальность. Если ваш сканер и программа поддерживают формат RAW/DNG (цифровой негатив), так будет даже лучше.
• Цветной или чёрно-белый. Сохраняя чёрно-белые снимки в режиме оттенков серого, можно сберечь место на диске, но в данном случае это не главное. Цветной файл порой упрощает процесс восстановления — даже для чёрно-белых снимков — поскольку в цвете проще определить и удалить пятна, которые не являются частью снимка.
• Фотоплёнки позволяют выжать из снимка больше — если вам повезло, и они сохранились. Однако негативы зачастую сильнее подвержены физическим повреждениям, и порой отпечаток всё же больше подойдёт в качестве исходного материала. В любом случае вам придётся или отправлять негативы на профессиональное сканирование, или обзавестись специальным сканером для плёнки.

Сохраняйте исходные файлы

Прежде чем заняться редактированием, сохраните файл TIFF или RAW/DNG с результатом сканирования, предпочтительно в нескольких местах. Вся последующая обработка должна быть сохранена в отдельном файле. Методы и средства восстановления снимков, используемые технологии и личные предпочтения меняются — возможно, со временем снимок захочется восстановить заново (а оригинал за это время продолжит портиться). Обратитесь к статье об архивных копиях цифровых изображений.

1. Потускнение: восстановление контраста и динамического диапазона

Пожалуй, самый распространённый вид ухудшения снимка — это потускнение. Чёрный становится менее тёмным, а белый менее светлым. Иными словами, снимок теряет контраст.

К счастью, с этим типом старения проще всего справиться. Наиболее универсальным инструментом коррекции, пожалуй, являются уровни (в большинстве программ обработки изображений они есть). Наведите курсор на подписи, чтобы увидеть, как применение уровней меняет образец:

Гистограмма изображения должна распространяться на как можно более широкий диапазон оттенков (слева направо), но не настолько, чтобы повлиять на (предполагаемое) настроение исходного снимка. Например, во многих случаях на старых снимках в принципе не было полностью чёрных или полностью белых зон — даже на только что сделанных — придавая им более мягкий и утончённый вид.

Прочие специфические приёмы повышения контраста включают в себя:

• Дублирование слоёв и прозрачность. Применяйте любые изменения в контрасте к продублированному слою — тем самым вы сможете впоследствии осуществить тонкую настройку, используя регулятор прозрачности слоя.
• Корректирующие слои. Пожалуй, использовать корректирующие слои даже лучше. Тем самым минимизируется риск постеризации, становится возможна быстрая коррекция, а размер файла уменьшается. Используя Photoshop, выберите из верхнего меню «Слой → Новый корректирующий слой → Уровни...»
• Канал яркости. Вы можете увеличить контраст только в тенях (не затронув цветность), производя коррекцию в канале яркости; в противном случае можно случайно создать неестественные цвета или изменить тон в целом. Редактируя в дублированном или корректирующем слое, вы можете получить тот же эффект, выбрав режим слияния по яркости (luminosity).
• Автокоррекция. Обычно принцип её работы состоит в растягивании гистограммы изображения на всю ширину от левого (чёрного) края до правого (белого). Для этой цели обычно используют «автоконтраст» или «автоуровни». Однако если для современных снимков это обычно желательно, контраст старой фотографии может стать чрезмерным.
• Кривые. С помощью этого инструмента можно проделать более специфическую коррекцию, однако его сложнее использовать, и во многих случаях он может быть избыточным. Подробнее эту тему рассматривает статья об инструменте кривых.

Аналогичное использование прозрачности, дублированных и корректирующих слоёв может помочь и в следующих двух разделах.

2. Сдвиг цветности: баланс белого и другие инструменты

Когда потускнение просто снижает контраст, это сравнительно простой случай, однако всё может быть значительно сложнее, если снимок выцветает, и появляется неестественный — и неприглядный — тональный сдвиг. Всем хорошо известно, как желтеют старые снимки — даже те, которые были сделаны сравнительно недавно.

Использование пипетки для восстановления баланса белого зачастую является самым простым методом, который потенциально способен нейтрализовать сдвиги цветности за один шаг. Используйте пипетку для получения образца цвета участка, который, по вашему мнению, 1) был нейтрально серым, 2) получил наибольшую долю света от основного источника и 3) не был окрашен светом, отражённым от рядом расположенных цветных объектов.

С другой стороны, порой в кадре просто нет объекта, удовлетворяющего данным условиям, и тогда вам придётся использовать один из следующих инструментов:

• Автокоррекция делает попытку устранить тонирование, не основываясь на отдельно взятой части снимка, но анализируя снимок в целом. Photoshop предоставляет два способа автокоррекции, выбором "Auto Color" из меню изображения (1) или "snap neutral midtones" (нейтральные полутона) в параметрах настройки (кнопка "Options...") инструмента уровней (2). Однако будьте аккуратны: многие автоматические методы пытаются исправлять цветобаланс и контраст за один шаг. Как обычно применяйте изменения к дубликату слоя, чтобы иметь возможность сгладить эффект впоследствии.
• Ручная коррекция обычно подразумевает использование цветобаланса (или аналогично названного инструмента) для изменения относительной теплоты или холодности снимка, а также для изменения соотношения пурпурного и зелёного. В процессе корректировки изображение контролируется визуально до достижения желаемого цветобаланса.

В любом случае корректность цветобаланса исключительно субъективна, и не всегда существует единственно верный вариант. Если вас одолевают сомнения, обычно хорошей идеей является скорее ошибиться в тёплую сторону, чем в холодную, или дать чуть больше пурпура, чем зелени. Наведите курсор на подписи, чтобы оценить разницу визуально.

Сложности. Пожалуй, наиболее распространённой проблемой является то, что старые снимки не всегда тонированы одинаково. Разница может быть вызвана способом хранения снимка или даже остатками химикатов на фотобумаге.

Неодноородные сдвиги цветности, к сожалению, могут усложнить процесс коррекции, поскольку они требуют более целенаправленного воздействия. Например, попытка изменения цветобаланса снимка в целом для устранения желтизны в тенях может привести к тому, что полутона и яркие области заголубеют, или наоборот. В таких случаях цветокоррекцию нужно применять избирательно, либо изолируя полутона и яркие участки в инструменте цветобаланса, либо используя коррекцию кривых в индивидуальных каналах цветности.

Однако, если локальные сдвиги цветности вызваны пятнами, а не процессами во всё изображении, возможно, правильнее будет наложить или удалить такие участки целиком, как это описано в следующем разделе.

3. Локальные дефекты: клонирующая и лечащая кисти

Старые снимки наверняка подверглись множеству воздействий в виде следов пыли, надрывов, пятен, царапин и вмятин. Их можно удалить с изображения — в частности, если они попали на чьё-нибудь лицо:

Практически лучшими инструментами удаления дефектов являются клонирующий штамп и лечащая кисть (которые наличествуют в большинстве программ обработки изображений). Фактически, только эти два инструмента применялись для восстановления показанного снимка. Каждый из инструментов действует следующим образом:

• Клонирующий штамп заменяет предмет обработки взятым образцом. Этот подход наиболее полезен, когда вам нужно полностью реконструировать все характеристики образца, например, удаляя надрыв или воспроизводя повторяющийся элемент.
• Лечащая кисть заменяет текстуру предмета обработки, используя образец, но сохраняет при этом исходный цвет и освещённость. И хотя заменяется меньшая часть информации, зачастую такая обработка гораздо эффективнее. Лечащая кисть наиболее полезна при удалении малых и изолированных дефектов, а также для ретуши тональных неровностей, вызванных клонированием.

Необходима обширная практика применения каждого из инструментов, прежде чем он начнёт применяться максимально эффективно. Каждый из них требует как минимум двух щелчков: первый (с прижатой клавишей ALT/option) для выбора образца, а второй для применения к предмету обработки. Здесь можно дать следующие советы:

• Порядок применения. Оптимальные результаты обычно достигаются при использовании обоих инструментов. Сначала для заполнения утраченного используется клонирование, потом финальная ретушь осуществляется лечащей кистью.
• Выбор образца. Пожалуй, наиболее важным аспектом обучения является выбор правильного образца для заданного предмета обработки; в идеале размер кисти должен быть не больше размеров дефекта, а источник должен быть как можно ближе к месту коррекции и соответствовать ему по освещённости.
• Жёсткость кисти. Менее жёсткая кисть позволяет краям кисти лучше накладываться на изображение — особенно при использовании клонирования — но это означает также размытые и тусклые детали, в случае если текстуры образца и предмета обработки различаются.
• Повторяемость. Уделите особое внимание тому, чтобы избежать ощущения повторяемого рисунка в исходно случайной текстуре; он выдаёт использование ретуши и на удивление прост в обнаружении — даже теми, кто незнаком с обработкой изображений. Использование набора различных кистей может помочь сделать повторяемость менее заметной.

Наведите курсор на снимок, чтобы увидеть суммарный эффект этих инструментов в большом отпечатке, который был собран цифровым способом из обрывков:

Восстановление потребовало масштабного клонирования, поскольку разрывы прошли по мелкодетальной кирпичной текстуре. Примерно 1929-й год.

Заключение

Восстановление снимков требует творческого подхода, и аккуратность в суждениях является критически важным для процесса реставрации. Прежде чем вы начнёте обработку, спросите себя: чего вы рассчитываете добиться, какие аспекты наиболее важно улучшить? Собираетесь ли вы в процессе реставрации сохранить настроение исходного снимка, или оно не слишком важно? Всё это может повлиять на выбор среди на первый взгляд одинаковых подходов к восстановлению.

В любом случае, запаситесь терпением! Удаление физических дефектов, таких как пятна или царапины, может быть очень небыстрым, так что не ожидайте чудес после нескольких минут работы.

Смежные темы рассматриваются в следующих статьях:

• Использование уровней. Сравнительно простой и быстрый способ управления тонами в изображении.
• Использование кривых. Более мощный, но и более сложный инструмент тональной коррекции.
• Обработка цифровых изображений. Подробный обзор всех типичных шагов.