Hur Digital Image Sharpening fungerar, och varför du ska använda den

Bildskärpa kan bara vara det mest underutiliserade digitala fotografitricket här sidan om att studera histogrammet. Läs vidare när vi förklarar vilken bildskärning är, varför vi behöver det, vad det gör, och varför du bör tillämpa det på rätt sätt på dina egna bilder för att förvisa fuzzy kanter och göra dina bilder pop.

Varför är bilder fuzzy på första platsen?

Innan vi gräver in hur du skärper dina bilder är det viktigt att förstå exakt varför digitala bilder även kräver skärpa i första hand. Digitala bilder, både de som skapats i en digitalkamera och genom att skanna bilder för att skapa digitala kopior av analoga verk, lider av begränsningar som införs av den digitala enhetens sensor.

Medan sensorernas begränsningar i jämförelse med det mänskliga ögat är många finns det en särskild begränsning som skapar alltför mjuka eller fuzzy bilder. Det mänskliga ögat kan skilja rader av kontrast med otrolig klarhet och skärpa. Sensorn på en digitalkamera begränsas emellertid av antalet pixlar eller datapunkter som den kan samla in.

När scenen innan den är högre upplösning än den kan fånga (vilken den alltid är) tvingas den att fånga upp genomsnittet av vad de enskilda pixlarna på sensorn ser. Resultatet är en fuzzing av bilder eftersom kameran (eller skannern) tvingas göra det bästa det kan med den begränsade mängd data den kan fånga.

Låt oss titta på några digitala mockups av detta fenomen för att visa effekten innan vi fortsätter att arbeta med faktiska bilder. I bilden nedan har vi uppdelat utrymmet i två trekanter, en svart och en vit.

När du tittar på ett avstånd på din typiska skärm ser det ut som en skarp och kontinuerlig linje mellan de svarta och vita sektionerna. Låt oss låtsas för demonstrationens skull att bilden ovan inte är en digital bild som presenteras för dig på en digital skärm men skärningspunkten mellan två utrymmen i den verkliga världen. Säg två halvor av en duk som har målats med extrem precision så att linjen även är skarp och distinkt, även när den ses mycket nära med ett förstoringsglas i handen. Denna linje löses sedan av våra ögon till sin maximala upplösning och vi uppfattar den som mycket skarp och skarp.

Låt oss se samma mockup av två trianglar som om de fångades av en bildsensor med låg upplösning. Medan bilden ovan innehåller nästan 200 000 pixlar är bilden nedan en representation av svartvitt utrymme som om graden av upplösning knappt var över 200 pixlar.

Vi vet att avgränsningslinjen mellan det vita och svarta området är rakhyvlar mot det mänskliga ögat, så ska det vara rakhyvlar i kameran, eller hur? Problemet är att när den rakhåriga avgränsningen är så fin den passerar genom en viss pixel på kamerans sensor kan den enskilda pixeln inte säga "OK, hälften av mig är vit, hälften av mig är svart."

Det kan bara spela in ett enda värde för hela pixeln. Som sådan är det tvungen att säga "OK, medeltalet av ljuset som slår mig är grått", eftersom det inte kan spela in svart och delvis vit men bara det genomsnittliga foton som träffar den enskilda pixeln.

Ju fler pixlar du packar in i en sensor, desto mer detaljer kan du lösa, men i slutändan kommer en punkt i varje digital bild skapande där inkommande data (ljuset studsar från motivet som fotograferas eller fotot skannas) överstiger kapaciteten hos Sensorn, de enskilda pixlarna avgår för att välja en bästa uppskattningsskugga och kontrasten mellan kanterna är suddig.

Fasta fuzzy-bilder med den oskärpa masken

Nu när vi vet vad som orsakar fuzzy photos, låt oss titta på vad du kan göra för att åtgärda problemet och ge dina bilder en skärpa som verkligen hjälper dem att pop (oavsett om du ramar in dem eller laddar dem till Facebook).

Lyckligtvis för oss är det koncept som vi just skisserade i föregående avsnitt välkänt och förstått i fotografiska samhället och det finns flera sätt att närma sig korrigera den. Det vanligaste sättet, och hur vi ska fokusera på idag, tillämpar det som är känt som en "oskarp mask".

Den motstridigt namngivna oskarpa masken blir lite mer intuitivt namngiven om du förstår hur processen fungerar. När du applicerar den oskarpa masken på en bild skapar redigeringsprogrammet en tillfällig mask som används för att jämföra vilka områden av bilden som är skarpa (med hög kontrast) och oskärpa (med låg kontrast). Den skärper sedan de oskärpa områdena (med hjälp av den här masken som en guide) tills skillnaden mellan de höga kontrast- och lågkontrastområdena har utjämnats per användarens specifikation. Den oskärpa masken är således inte ett oskarpverktyg, som namnet kan innebära vid första anblicken, men ett verktyg som berättar vilka delar av bilden som är oskärpa och korrigerar dem.

Låt oss anlita hjälp av vår vänliga kontorshund Cricket, sedd ovan, för att visa exakt hur den oskarpa masken fungerar och de anpassningar vi kan göra till det. Även om vi använder Adobe Photoshop för demonstrationen idag finns det oskarpa maskverktyget i ett brett utbud av bildredigeringsprogram eftersom det är något av en industristandard. Villkoren och metoderna som du ser här gäller lika gärna för gratisredigeringslösningar som GIMP som de gör i Photoshop.

Låt oss först studera fotot. Bilden ovan, rakt från kameran utan någon redigering, reduceras helt enkelt i storlek för infogning i den här artikeln. Inget fel med fotot alls. Ämnet är centrerat, motivets ansikte är i fokus, det finns inget särskilt invändigt mot det (om du inte bryr dig om små hundar). Men låt oss zooma in och ta en titt på bilden i närmare detalj.

När vi kommer in riktigt nära blir det uppenbart att bilden är väldigt mjuk. Det är inte objektets fel (vi sköt den här bilden med en mycket skarp förstoringslins) men en bieffekt av hur bilden bearbetas i kamera, som vi tidigare diskuterade.

För att skärpa bilden, låt oss skjuta upp den oskarpa masken. Förbered dig först för den oskarpa masken genom att justera bilden till antingen 100 procent eller 50 procent zoom; anti-aliasing algoritmer som används av både redaktören och ditt operativsystem kan snedvrida effekterna av skärpningsprocessen vid andra zoomnivåer.

I Photoshop hittar du den under Filters -> Sharpen -> Unsharp Mask.

Som vi nämnde ovan är utseendet på det oskarpa maskverktyget ganska allmänt och du hittar de tre inställningarna, belopp, rad och tröskel, oavsett bildredigeringsverktyget du använder. Det enklaste sättet att förstå vad de gör är att helt enkelt leka med dem, men vi kommer att markera huvudpunkterna här.

Belopp: Alltid uppräknad som en procentandel anger beloppet justeringsgraden (hur mycket ljus de ljusare kanterna får och hur mörka de mörkare kanterna får). Vid den låga änden av justeringen är det svårt att märka men när du maximerar det blir kontrasten mycket extrem. 50-100 procent är ett säkert ställe att börja.

Radie: Anger hur stort ett område runt varje korrigerad punkt som effekten appliceras på. Radien och mängden är sammanflätade; Om du sänker ditt belopp värde kan du öka ditt Radius-värde (och vice versa). Att öka både till höga nivåer leder till signifikant färg- och kontrastförvrängning (vilket kan vara en önskvärd konstnärlig effekt men kommer inte att göra för en naturlig bild).

Tröskel: Tröskelfunktionen bestämmer var skärningsalgoritmen ska tillämpas baserat på en lägsta ljusstyrka / kontrastnivå. Denna speciella inställning är väldigt användbar för att selektivt öka kontrast i områden med hög kontrast (t.ex. runt ögonen) men inte överskärande områden som du vill lämna smidigt (till exempel hud på ansiktet). Ju lägre värdet ju mer bilden blir likformigt skärpad. Ju högre värde desto fler områden kommer att uteslutas. Om du sålde att hela bilden skulle få skärpseffekten applicerad så enhetligt som möjligt skulle du sätta den till noll och om du ville skärpa detaljerna på ett ämnes ansikte (som mönstret på deras iris och ögonfransar) utan att göra deras porer och rynkor sticker ut, du skulle öka värdet tills du uppnått önskad balans.

Du kommer också märka att vi har det lilla förhandsgranskningsfönstret också inställt på 50 procent (samma problem med aliasering gäller både för att förhandsgranska hela bilden och förhandsgranska bilden i fältet Unsharp Mask.

Om du använder ovanstående inställningar (100/4/3 för den här bilden) skärps bilden avsevärt. låt oss ta en titt på exakt samma gröda som vi gjorde ovan för att se skillnaden.

Sett närbild är förändringarna uppenbara. Det finns en mycket högre kontrast runt ögonen, höjdpunkterna i ögonen är skarpare, och pälsen i nospartiet och ansiktet är mer distinkt.

När man tittar på samma grödor som den ursprungliga retuscherade bilden är förändringarna mindre dramatiska (eftersom de inte ses på så nära sätt) men de gör detaljerna i bilden, som pälsen runt nospartiet, sticker ut.

Det är det verkliga målet att skärpa en bild. Du vill återskapa skärpan i det aktuella ämnet som det mänskliga ögat ser men skapa inte så intensiv och märkbar kontrast att betraktaren undrar vilken typ av manipulation som utfördes på bilden.

Medan vi tittar på bilden är det viktigt att påpeka vad den oskarpa masken inte kan göra. Det gör det fokuserade området för ett foto utseende bättre fokuseras genom att skärpa kanterna och ge det ett skarpt utseende men det kan inte lägga till detaljer som inte existerar. Du kommer märka att i ögonen på bilden blev ögonen, munstycket och näsan skarpare (liksom pälsen i det omgivande ansiktet) men koppel, betong, mos och löv gjorde det inte. Dessa föremål var så långt ute av fokus i det ursprungliga fotografiet att ingen mängd skärpning kunde skapa även illusionen av att de befann sig i fokusplanet.

Unsharp Mask Tips och tricks

Även om människor och djur dra nytta av att den oförskämda masken appliceras (speciellt runt ögonen som ser mycket bättre ut när de är skarpa och ljusa istället för mjuka fokuserade), hjälper den oskärpa masken nästan varje bild pop.

I jämförelsen ovan är det till exempel inget fel med bilden till vänster, men när mjukheten korrigeras med den oskärpa masken hjälper den ökade kontrasten i rätt bild verkligen bilden att sticka ut och ger det ett snyggt utseende.

För att få ut det mesta av din oskarpa maskapplikation, oavsett ämnet, låt oss springa igenom några tips och tricks som säkerställer att skärpa processen är en slät.

Inaktivera skärpning i kameran. Framför allt vill du inaktivera skärpning i kameran. Peka och skjuta kameror har nästan alltid ombord skärpning medan avancerade DSLR-kameror sällan gör (antagandet från tillverkarens sida är att peka och skjuta användaren inte kommer att göra något efterbehandlingsarbete, medan ägaren av DSLR mest sannolikt kommer). Bilder dubbelt bearbetade med en oskarp mask tenderar att se ganska hemskt så det är bäst om du inaktiverar kameran och finjusterar skärpen på datorn.

Fokus är kung. Ett skarpt fysiskt fokus i kameran är värt mer än någon oskärmad mask kan ge dig. Perfekt dina fokus färdigheter (och dike linsen om den är lös och mjuk i fokus). Som vi nämnde ovan finns det inget magiskt sätt att använda den oskärpa masken för att expandera eller fixa ett fotografins fokalplan. du kan bara skärpa det som redan är i fokus.

Mindre är mer. Använd den orubbliga masken tillräckligt för att ge bilden en liten pop. Tänk på skillnaden mellan att titta på en 1080p display och en 4K display. 1080p-bilden är vacker och väldigt mycket hög definition (jämfört med gamla standarddefinitions-tv-apparater) men 4K har denna skärpa som bara brister strax utanför skärmen. När du justerar och jämför dina foton vill du fånga rätt skärpa ökning som flyttar bilden från "Ja, det är trevligt". "Wow, det är skarpt." Det är dock en bra linje. när du slår den söta fläcken ytterligare ökar skärpningen ofta en ojämn och riktigt onaturlig utseende.

Skärpa senast. Om du gör någon annan bildredigering, färgjustering, fastsättning av damm eller fasta pixlar eller på annat sätt redigerar bilden sparas alltid skärpningen för sist. Tänk på att skärpa en bild som att polera ett smycke efter att du har arbetat med det. Det är det sista steget efter varje bit är placerad, varje bit av metall böjd och lödd, och den är redo för galleriet.

Beväpnad med förståelse för skärpningsprocessen och hur man bäst kan dra nytta av det, är du redo att applicera den på dina egna foton för att bli bra (om än mjuka) bilder i ögonfångande som verkligen dyker upp från skärmen, vardagsrumsvägg , eller var de borde hitta sig.

Har du en pressande fråga om bildredigering, fotografering eller att få ut det mesta av din digitalkamera? Skjut oss ett mail som [email protected] och vi gör vårt bästa för att svara på det.