Úprava fotografií - jas, kontrast, barvy
Digitální fotografie zaznamenala v posledních letech obrovský nárůst díky rozšíření digitálních fotoaparátů do celé řady zařízení včetně základních mobilních telefonů. Většina lidí bez rozdílu věku dnes pravidelně používají zařízení schopné zachycovat fotografie. Cvičení je věnováno práci a vysvětlení postupů při základních úpravách fotografií, konkrétně v prostředí aplikace Gimp.
Cíle cvičení
- seznámit se s typy základních úprav fotografie
- provést kompletní úpravu vybraných digitálních fotografií
Soubory pro cvičení
Obsah cvičení
Základní úpravy digitální fotografie
Jelikož většina populace pořizuje fotografie, aniž by je dále zpracovávala, cílem procesoru fotoaparátu je ze surových dat vytvořit líbivou fotografii, která bude ostrá, kontrastní a bude mít nasycené barvy. Do určité míry se to automatice fotoaparátu bude dařit vždy, pokud však budete mít rozdílnou představu o podobě výsledné fotografie, budete muset sáhnout k jejím úpravám. Úpravy uvedené v tomto textu nevnímejte jako zásahy do fotografie, které musíte udělat jen proto, že jste fotografii nebyli schopni vytvořit "dokonale" již přímo na místě - každá fotografie, kterou si stáhnete z paměťové karty fotoaparátu, potřebuje určitou úroveň úprav, aby vypadala lépe, přirozeněji, atraktivněji. Na druhou stranu je však potřeba mít stále na paměti, že zpracováváte digitální fotografii => nevytváříte grafiku! A podle toho by měl výsledek také vypadat.
S úpravami digitálních fotografií je úzce spojena otázka, na čem upravovat. Můžete si být jisti, že pokud stejnou fotografii zobrazíte na monitoru 5 různých zařízení (z výběru stolní pc, notebook, tablet, apod.), na každém z nich bude vypadat jinak - bude mít jiné barvy, jiný kontrast. Drtivá většina displejů stále využívá tzv. TN panely, které nejsou schopny poskytnout věrné barvy v celé škále spektra. Jejich hlavní výhodou je nízká cena a rychlost odezvy. Pokud chcete, aby barvy na Vašem monitoru byly opravdu těmi barvami, které pak uvidíte na fotografii, pokud si ji necháte odborně vytisknout, měli byste si v prvé řadě pořídit monitor s panelem vycházejícím z technologie IPS. Jejich cena je dnes již velmi dostupná a existuje řada notebooků, která je jimi vybavena. Druhým krokem pro zajištění korektních barev je kalibrace monitoru - tu můžete provést ručním nastavením monitoru s pomocí předlohy nebo SW, výrazně lepší je však využít tzv. kalibrační sondu.
Existuje celá řada programů sloužících pro úpravy fotografií. Mezi ty základní patří:
- Adobe Photoshop - komerční aplikace pro práci s digitální fotografií a rastrovou grafikou, nejvyšší standard v této oblasti vyvážený vysokou cenou
- Adobe Ligthroom - velmi komplexní aplikace určená primárně ke zpracování a konverzi RAW formátů a správu fotografií; komerční, avšak dostupný produkt
- aplikace dodávané ke dražším fotoaparátům jejich výrobci (Canon - Digital Photo Professional, Nikon - Capture NX, apod.) - aplikace pro správu fotografií, konverzi RAW formátů a základní úpravy fotografií, dodávané obvykle zdarma k fotoaparátu, většinou nabízejí velmi dobré výsledky úprav při krátkém času práce
- Zoner Photo Studio - česká komerční aplikace dostupná v několika verzích sloužící pro správu a úpravu fotografií
- Gimp - freeware nástroj primárně určený pro rastrovou grafiku, relativně dobře použizelný však i pro úpravu fotografií
- IrfanView - oblíbený prohlížeč fotografií dostupný zdarma, není určený k úpravě fotografií, ale některé úkony dobře zvládá (ořezy, dávkové zmenšení/přejmenování fotografií, apod.)
Mezi základní úpravy nad digitální fotografií řadíme:
- úprava kompozice - ořez
- úprava expozice - zesvětlení / ztmavení celé fotografie či jejích částí
- úprava kontrastu - zvýšení / snížení poměru mezi světlými a tmavými částmi obrazu
- barevné úpravy - vyvážení bílé, nasycení barev
- změna velikosti, doostření - příprava fotografie na tisk či publikování na webu, její doostření
Jednotlivé kategorie úprav jsou blíže popsány v dalších částech textu. Praktické ukázky jsou všechny realizovány v prostředí aplikace Gimp. Použity jsou však vždy funkce, které nalezneme i ve kterémkoliv jiném editoru fotografií - hlavní je ten naučit se jejich principům.
Úprava expozice, práce s kontrastem
Expozicí rozumíme proces vystavení snímače fotoaparátu světlem, kdy je toto světlo snímačem zachycováno a umožňuje vytvářet samotnou fotografii. Expozici ovlivňujeme třemi parametry - expozičním časem, clonou objektivu a citlivostí ISO. Pokud na snímač dopadne příliš málo světla ze scény, bude fotografie tmavá. Pokud dopadne naopak světla mnoho, bude výsledná fotografie přesvětlená. Pokud pomineme kreativní záměry, je naším cílem obvykle získat fotografii exponovanou "tak akorát", aby nebyla příliš tmavá, ani příliš světlá. O změření množství světla, které má dopadnout na snímač, se stará expozimetr ve fotoaparátu. Parametry expozice pak můžeme nechat nastavit automatiku fotoaparátu či je zvolit ručně.
Velmi dobrý nástrojem pro určení výsledku expozice je histogram. Jedná se o dvojrozměrný graf, kde na osu x vynášíme rozsah hodnot jasu, které mohou pixely ve fotografii nabývat (při 8 bitové hloubce hodnoty 0-255), na osu y pak četnosti zastoupení jednotlivých jasových hodnot v obraze. Levá část histogramu je určena pro nízké hodnoty jasu = tmavé pixely, které se postupně směrem doprava zvyšují až k pravé části histogramu, kde nalezneme pixely s vysokým jasem = světlé pixely. Ukázku podoby histogramu pro totožnou fotografii, která je vlevo podexponovaná (příliš tmavá), uprostřed dobře exponovaná a vpravo přeexponovaná (přesvětlená) poskytuje obrázek 2. Při úpravách fotografie je naším cílem, aby pixely v obraze využívaly celý rozsah jasové složky (0-255) a zároveň se vyvarovat ploch s extrémními hodnotami jasu v úplných stínech i světlech. Části fotografie s těmito extrémními hodnotami totiž neobsahují žádnou kresbu, ale pouze čistou černou (0) či bílou (255) barvu.
Obr. 3: Vztah mezi expozicí a tvarem histogramu
Pro úpravu expozice v Gimpu můžeme je možné použít tři nástroje:
Funkce Jas-kontrast z nabídky Barvy poskytuje pouze dvě táhla, kdy můžeme upravovat Jas či Kontrast. Práce s ní je velmi jednoduchá, má však zásadní nevýhodu - ovlivňujeme totiž jas celé fotografie. Pokud jasové táhlo posuneme doprava do plusových hodnot, celou fotografii zesvětlíme. Zesvětlíme tím však i světlé části fotografie, které se tím mohou dostat do úrovně přepalů (hodnota jasu 255) a přijdeme tak o veškerou detailní kresbu v této části obrazu. Stejná situace nastává i při práci s kontrastem. Použití této funkce není z tohoto důvodu příliš vhodné, jelikož může degradovat kvalitu obrazu a vytvářet v něm nechtěné artefakty. Mnohem lepší je použít některou ze dvou níže uvedených funkcí a ovlivňovat pouze jednotlivé části jasové složky (stíny, střední části, světla).
Nástroj Úrovně z nabídky Barvy umožňuje jednoduše zasahovat do jednotlivých jasových částí fotografie. Obrázek 3 poskytuje náhled okna této funkce v prostředí Gimpu. Do obrázku bylo doplněno barevné označení pěti táhel (1 - 5), které mají tento význam:
- 1 - tažením doprava ztmavujeme pixely obrazu s nízkými hodnotami jasu = stíny
- 2 - tažením doleva ztmavujeme střední části obrazu a naopak tažením doprava je zesvětlujeme
- 3 - tažením doleva zesvětlujeme světlé části obrazu = světla
- 4 - tažením doprava zesvětlujeme tmavé části obrazu = stíny
- 4 - tažením doprava ztmavujeme světlé části obrazu = světla
Obr. 3: Okno nástroje Úrovně v aplikaci Gimp s vyznačením jednotlivých tahel pro zesvětlování či ztmavování částí obrazu
Z uvedeného popisu je zřejmé, že určitým táhlem upravujeme jas pouze v určité části obrazu (světla x střední části x stíny). Pokud pracujeme se stíny, světla zůstanou nezměněna, apod. Po celou dobu úprav máme k dispozici aktuální podobu histogramu a můžeme si tak představit rozložení jasu ve fotografii, aniž bychom ji vůbec viděli. Tento přístup k úpravám expozice je mnohem efektivnější a přitom ke kvalitě obrazu šetrnější než pouhé použití nástroje Jas-kontrast. Možnosti zásahu do jednotlivých částí obrazu dále rozvíjí následující nástroj - Křivky.
Křivky jsou jedním ze základních nástrojů práce s digitální fotografií, který naleznete prakticky ve kterémkoli editoru. Pokud se zeptáte fotografů, který nástroj na úpravu fotografií by si vybrali, pokud by měli zvolit pouze jeden, nejčastější odpověď by byla - Křivky. V Gimpu je nalezneme v nabídkce Barvy. Levá horní část obrázku 4 poskytuje náhled na podobu okna s tímto nástrojem. Opět vidíme histogram, přes který je vedena linie mezi levým dolním a pravým hodním rohem. V případě Úrovní byly k dispozici 3 kontrolní body pro práci s jasem na fotografii (jeden pro stíny, jeden pro světla a jeden pro střední části). Při použití křivek je možno mít až 16 takovýchto kontrolních bodů, přičemž každý z nich můžeme umístit do libovolné části vykreslené linie a ovlivňovat tak libovolnou část obrazu. Pokud například přidáme kontrolní bod do střední části obrazu (kliknutím levého tlačítka myši na střední část linie) a budeme polohu tohoto kontrolního bodu posunovat směrem nahoru, budou se zesvětlovat střední části obrazu, ale do jisté míry také i stíny a světla (změna nebude lineární). Pokud daný bod budeme posunovat směrem dolů, dojde ke tmavnutí obrazu. Přidáváním kontrolních bodů a změnami jejich polohy můžeme selektivně ztmavovat a zesvětlovat jen vybrané části obrazu s určitým rozsahem jasu, aniž bychom zasahovali do oblastí ostatních.
Práce s nástrojem Křivky vyžaduje osobní praktické vyzkoušení a pozorování vlivu provedených změn ve tvaru linie/křivky na výslednou fotografii. V každé fotografii můžeme potřebovat zasáhnout do jiných částí obrazu.
Obr. 4: Okno nástroje Křivky v aplikaci Gimp (vlevo nahoře), tvar křivky pro aplikování zvýšení kontrastu (vpravo nahoře), fotografie s nízkým kontrastem (vlevo dole), totožná fotografie po aplikování nástroje křivky s nastavením dle obrázku vpravo nahoře (vpravo dole)
Kontrastem rozumíme poměr mezi dvěma jasovými složkami obrazu - obecně mezi světly, středními částmi a stíny, ale i v rámci těchto jednotlivých kategorií. Nekontrastní fotografie bude působit šedivým nezajímavým dojmem (obrázek 4 vlevo dole) a našim cílem ji bude zaktraktivnit. Nástrojem velmi vhodným pro zvýšení kontrastu ve fotografii jsou právě Křivky. Zvýšení kontrastu dosáhneme přidáním dvou kontrolních bodů na původní linii, kdy bod ve světlejší části obrazu posuneme směrem nahoru a bod ve tmavší části obrazu směrem dolů. Vznikne tak křivka přibližně odpovídající tvaru písmene S a dojde k zesvětlení určité části rozsahu jasů nacházejících se na vyvýšené části křivky a naopak ke ztmavení části obrazů s jasem v rozsahu křivky, která bude oproti původní rovné linii snížena. Tvar této křivky můžete vidět na obrázku 4 vpravo nahoře a vliv provedené změny posoudit na fotografii ve spodní části obrázku (vlevo fotografie před změnou, vpravo po aplikování zvýšení kontrastu nástrojem Křivky). Čím strmější vytvořená křivka tvaru písmene S bude, tím k výraznějším zesvětlení/ztmavení částí obrazu dojde a tím výraznější bude i navýšení kontrastu. Pokud bychom tvar křivky písmene S otočili (ztmavili světelnější části a zesvětlili ty tmavší), dojde naopak ke snížení kontrastu v obraze. Změna kontrastu na ukázkové fotografii je výrazná a fotografii podstatně vylepšila. Jedinou nevýhodou provedené operace je ztráta detailů ve tmavém peří papuchalka - korektnější by bylo velmi tmavé oblasti fotografie ze zvýšení kontrastu vyloučit vhodným zavedením třetího kontrolního bodu křivky, který bychom umístili blízko levého dolního rohu křivky na výškovou úroveň původní přímky. Přibližná poloha tohoto bodu je na obr. 4 (vpravo nahoře) naznačena tmavě modrou tečkou.
Aby byly zachovány jemné přechody v obraze, je vhodnější použít nástroj Křivky pro zvýšení kontrastu několikrát po sobě s křivkou mírnějšího sklonu, než provést jednokrokově radikální zvýšení kontrastu výrazně skloněnou křivkou. Touto operací nedochází pouze ke zvýšení kontrastu jasové složky obrazu, ale také k přirozenému nasycení barev - všimněte si odstínů červené na zobáku papuchalka a detailu jeho oka před a po aplikování křivek na obr. 4. Šetrné přidávání kontrastu do fotografie nám tak vylepší jasovou i barevnou složku fotografie, aniž by docházelo ke ztrátě kvality obrazu.
Pokud se rozhodnete naučit se upravovat své fotografie, rozhodně věnujte čas osvojení si práce s Křivkami. I přes potencionální počáteční neúspěchy se je brzy naučíte ovládat a stanou se Vám nedocenitelnými.
Úpravy barev, vyvážení bílé
Světlo dopadající na snímač fotoaparátu má určitý barevný nádech, který se pak přenáší i do fotografie. Ve fotografii definujeme barvu světla s využitím tzv. barevné teploty v jednotkách Kelvinů. Teplota světla poskytovaného denním slunečním svitem je přibližně 5 500 K a je to světlo barevně neutrální. Zdroje světla o vyšší teplotě (například zamračená obloha, oblasti ve stínu při slunečním svitu, apod.) mají barevný nádech posunut směrem k modré barvě (chladnější světlo) a naopak zdroje světla o nižší teplotě jsou posunuty směrem ke žluté (žárovka, svíčka, apod.). Jednoduchá tabulka barevných teplot dle zdroje světelného záření je uvedena níže.
| Barevná teplota v Kelvinech | Typický zdroj světla |
|---|---|
| 1 200 - 1 500 | svíčka |
| 2 500 - 3 200 | běžná žárovka |
| 3 000 - 4 000 | východ a západ slunce |
| 4 000 - 5 000 | zářivka (častý posun ve směru fialová-zelená) |
| 5 000 - 6 000 | sluneční světlo, fotografický blesk |
| 6 000 - 7 000 | zamračený a mlhavý den |
| 7 000 - 8 000 | fotografie ve stínu slunce |
| 8 000 - 11 000 | modré nebe bez slunce (hory) |
Tab. 1: Zdroje světla a jejich barevná teplota, s úpravami převzato z Pihan, R., Mistrovství práce se světlem, IDIF, 2009
Lidské oko vnímá barevný nádech světla, mozek jej však při zpracovávání obrazu kompenzuje. Využívá k tomu znalosti, že určité předměty mají v reálném světě bílou barvu (papír, zeď, ...), a provede vyvážení barev v obraze takovým způsobem, aby se nám tyto objekty opravdu jevily jako bílé. Fotoaparáty však touto schopností nedisponují a je tudíž na jejich automatice či uživateli, aby provedli určení barevné teploty světla, které poslouží k provedení vyvážení bílé barvy. Jelikož by bylo obtížné určovat barevnou teplotu v hodnotách Kelvinů, většina fotoaparátů disponuje výběrem barvy světla podle několika základních kategorií přibližně odpovídajících kategoriím v tabulce 2. Nemusíme si tak pamatovat číselné rozsahy v Kelvinech, stačí jen v patřičném menu fotoaparátu výběrem správného symbolu evokujícího zdroj světla zvolit, zdali na scénu dopadá světlo ze slunce, zářivky, či fotografického blesku. Fotoaparát pak sám provede korekci vyvážení bílé, aby barvy na fotografii působily přirozeně.
Obr. 5: Fotografie pořízená při denním světle s vyvážením bílé na možnosti - automaticky, stín, žárovka
Pokud snímáme do formátu RAW, můžeme provést detailní nastavení bílé až v počítači při zpracování fotografie a například se rozhodnout, zdali z kreativních důvodů posuneme fotografii do teplejších odstínů či opačným směrem. Vyvážení bílé v počítači je samozřejmě možné provádět i u formátu JPEG, barevně však korigujeme už jednou zpracovaná a ztrátově komprimovaná data, čímž může docházet k degradaci obrazu.
Problematická situace nastává v případě komplexnějších scén, které jsou osvětlovány více zdroji světla o rozdílných teplotách. V těchto případech je potřeba spokojit se s korektním vyvážením jen pouhé části obrazu či provedení selektivního vyvážení.
Aplikace Gimp nabízí dva základní nástroje pro barevné úpravy. Prvním je automatické vyvážení bílé pomocí funkce Barvy/Automatika/Vyvážení bílé, které automaticky provede vyvážení bílé barvy ve fotografii. Implementovaný algoritmus většinou dobře odhadne barevný nádech ve fotografii a koriguje jej tím správným směrem. Často však barevnou korekci přežene a je potřeba snížit míru jeho vlivu. To je možné provést například pomocí funkce z nabídky Úpravy/Vyblednout, kdy můžeme procentuálně stanovit míru vlivu provedené barevné korekce v intervalu 0-100. Příkaz Vyblednout je obecně použitelný na zmírnění účinku kterékoliv operace aplikované na rastrový obraz či fotografii.
Druhý nástroj je výrazně komplexnější a umožňuje provádět barevné korekce vybraných jasových složek obrazu (světla, střední části, stíny) ve vztahu ke třem základním barvám. Nalezneme jej v nabídce Barvy/Vyvážení barev a podobu jeho okna poskytuje obrázek 6. Při barevných úpravách tímto nástrojem je potřeba se vždy rozhodnout, jaký barevný nádech chceme v určité části obrazu eliminovat, či směrem ke které barvě fotografii posunout. Tento obecný nástroj pro správu barev není v prostředí Gimp implementován zcela ideálně a výraznější posuny směrem k určité základní barvě častou vedou k posterizaci obrazu (ztrátě přechodů mezi barevnými odstíny a smíchávání barev do jednolitých ploch). Z tohoto důvodu je vhodné operace v něm provádět velmi šetrně, případně po malých krocích opakovaně za sebou.
Obr. 6: Okno nástroje Vyvážení barev v aplikaci Gimp
Ačkoliv Gimp disponuje nástrojem Barvy/Odstín-sytost umožňujícím nasycení barev fotografie, nedoporučuji tento nástroj používat. Zvýšení saturace je jím totiž prováděno v celém obraze a dochází obvykle k degradaci obrazu a výše zmíněné posterizaci. Zvyšování sytosti odstínů barev ve fotografii je mnohem vhodnější dosahovat použitím Křivek, jak bylo popsáno výše. Pokud je vyžadována ještě vyšší sytost barevného podání, je potřeba využít specializovanějších postupů.