Основы обработки изображений в «Adobe Photoshop». Лекция 6.

Термин артефакт имеет биологическое происхождение. В исследованиях и описаниях биологических объектов этим словом принято называть нечто искусственно созданное - образования или процессы, оказывающие влияние на предмет изучения. Понятие оказалось очень выразительным; оно удачно описывает различные аспекты взаимодействия человека и систем различной физической природы. Из биологии термин перекочевал в технические науки, затем свежее словечко подхватили обозреватели компьютерных журналов и технические писатели.

В компьютерной графике это слово уже перешло в категорию устоявшихся.
Здесь артефактами принято называть любые дефекты изображения искусственного, внешнего происхождения. Для цифровых фотографий это, прежде всего, следы пыли, царапины, различные текстуры и узоры, возникающие при сканировании печатных оригиналов, зернистость фотопленки, перенесенная при оцифровке, и пр.
Удаления артефактов одна из самых популярных и цитируемых проблем цифровой обработки изображений. Многолетняя практика использования растровых редакторов, в первую очередь Photoshop, позволила выработать множество различных рецептов для удаления дефектов. Если учесть, что многие методики и приемы могут комбинироваться и сочетаться друг с другом, то исчерпывающее описание алгоритмов технической ретуши способен вместить, пожалуй, только энциклопедический том, набранный петитом. В этом разделе рассмотрим только самые востребованные и эффективные способы борьбы с артефактами. Начнем с простейших.

Основные инструменты

Инструмент Clone Stamp

Основные положения

Инструмент Clone Stamp (Штамп), наверное, самое популярное средство технической ретуши программы. Новичкам, делающим свои первые шаги в освоении пакета, оно кажется всесильным и удивительно остроумным. Искушенные пользователи часто недолюбливают его за монотонность и несбывшиеся ожидания. Профессионалы точно знают все сильные и слабые стороны этого средства и области его рационального применения.
Инструмент присутствовал в программе с самых первых ее версий и за это время претерпел незначительные, декоративные изменения. За все время существования пакета тактика работы со штампом не обогатилась значительными нововведениями. В большинстве случаев она представляет собой хорошо знакомую каждому пользователю программы комбинацию отбора проб и переноса эталонных фрагментов на поврежденные участки изображения.
Клонирующий штамп представляет собой кисть, которая не рисует, а позволяет обмениваться графическими данными между различными частями изображения. Тактика работы со штампом предельно проста. Сначала требуется указать область картинки, из которой будет производиться заимствование данных. Для этого нужно просто щелкнуть инструментом по выбранной точке, удерживая клавишу Alt. После выбора донорского фрагмента штамп позволяет перенести его графические данные в любое незащищенное место изображения. Это выполняется как рисование обычной кистью: короткими щелчками или длинными мазками.
Для выбора штампа служит кнопка, расположенная на пятой сверху позиции левого ряда панели инструментов. Вызов инструмента можно осуществить посредством клавиши S. Все настроечные параметры размещены на панели свойств (рис. 8.1). Клонирующий штамп - это кисть специального назначения, поэтому большая часть настроек уже знакома по разделу, в котором обсуждалась техника использования кистей.

Рис. 8.1. Настройки инструмента Clone Stamp

Приведем лишь краткое описание настроек инструмента:

• Brush (Кисть). Вызывает диалоговое окно с настройками кисти;
• Вызывает и убирает панель Brush для глубокой настройки инструмента;
• Вызывает и убирает панель источника клонов, которая позволяет запоминать и настраивать образцы для клонирования;
• Mode (Режим). Выбирает режим наложения;
• Opacity (Непрозрачность). Служит для выбора значения непрозрачности;
• Включает и выключает управление прозрачностью при помощи планшета;
• Flow (Нажим). Задает скорость переноса краски с инструмента на изображение;
• Кнопка активации режима распылителя;
• Aligned (Выравнивание). Опция отвечает за взаимное расположение точки отбора пробы и кисти. Если эта опция включена, то изменение положения штампа приводит к смещению места копирования эталонного фрагмента. При работе с отключенной опцией точка отбора пробы не сдвигается;
• Sample (Образец). Служит для указания слоя или слоев, используемых для отбора проб. Самая ходовая опция этого списка - Current Layer (Текущий слой). При отборе пробы в этом режиме учитывается только текущий слой, а графические данные остальных отбрасываются;

Включает и выключает режим учета нижележащих корректирующих слоев.
Важно помнить, что штамп не работает на корректирующих слоях. Он способен обрабатывать изображение только на изобразительных слоях.
Ретушь поврежденной фотографии клонирующим штампом
Существует значительное количество ситуаций, в которых применение инструмента Clone Stamp оказывается оправданным и продуктивным. Чаще всего его используют для исправления старых фотографий, поврежденных в результате длительного или ненадлежащего хранения. Именно такой пример показан на рис. 8.2. Это сканированная старая фотография со значительными дефектами фона.

Рис. 8.2. Пример поврежденной фотографии

• Будем считать, что снимок загружен в редактор. Выберем инструмент Clone Stamp (S).
• Увеличим масштаб изображение примерно до 200% (Ctrl+плюс) и сделаем видимым левый скол, расположенный у самого края снимка. Для эффективной работы с штампом очень важно задать правильный масштаб изображения. Если он невелик, то оператор рискует пропустить дефекты небольшого размера. При чрезмерном увеличении возможны ошибки иного рода. Детали микроструктуры изображения легко принять за артефакты. В большинстве случаев рациональный масштаб обрабатываемого штампом изображения лежит в диапазоне от 100 до 400%/
• Сделаем неактивной опцию Aligned (Выравнивание). Это значит, что область взятия пробы не будет смещаться вместе с кистью инструмента. Значение параметра Sample (Образец) не имеет значения, поскольку выбранное изображение состоит из одного слоя.
• Выберем мягкую кисть, размеры которой сравнимы с габаритами дефекта. В нашем случае обработка скола проводилась кистью в 21 пиксел. Удерживая клавишу Alt, щелкнем по исправной области фона, расположенной в непосредственной близости от обрабатываемого фрагмента.Этот технический прием служит для выбора донорской области. Во всех своих применениях, до следующего отбора пробы, штамп будет заимствовать данные из выбранной области. В нашем случае, для этих целей лучше всего подходит фон, расположенный над сколом. После выбора эталонной области нанесем несколько коротких мазков по верхней части поврежденного фрагмента.Результативность операции клонирования зависит в первую очередь от правильного выбора донорской области. В общем случае, следует учитывать все характеристика донора и реципиента: цвет, тон, распределение теней, микрорисунок и др. Только в случае совпадение или близости этих свойств можно рассчитывать на успех предприятия. Для получения хорошего результата требуется много раз менять прицел клонирующего штампа. Типичная ошибка начинающих - это попытка обработать область значительных размеров, заимствуя данные из одной точки.
• Меняя точку отбора пробы и жесткость кисти, заделаем левый скол фотографии (рис. 8.3). Напомним, что оперативное управление жесткостью кисти выполняется при помощи: Shift+[ (уменьшение жесткости) и Shift+] (увеличение жесткости).

Рис. 8.3. Исправление левого скола

• Техника удаления остальных дефектов на фоне фотографии не имеет никаких особенных отличий от описанной. Вся разница ограничивается размерами кистей инструмента и выбором донорской области. Возможные ошибки клонирования можно исправить при помощи палитры History или посредством клавиатурного сочетания Ctrl+Alt+Z. Будем считать, что задача удаления всех дефектов фона успешно решена.
• Ликвидируем круглое пятно на лбу мужчины. Операцию будем проводить мягкой кистью размером 20 пикселов. Возьмем пробу над бровью слева от пятна и один раз щелкнем по дефекту. Пятно пропадет, но обработанный фрагмент получит слишком большую яркость, заметную на фоне серых точек окружения.
• Выберем инструмент Burn (Затемнитель), на панели свойств установим Exposure=10% и нанесем несколько коротких мазков по области избыточного осветления. В результате дефект будет полностью ликвидирован и замаскированы последствия его обработки.
• Осталось убрать несколько пятен на правой стороне рубашки. Одно из них, которое расположено на воротнике, удаляется обычным образом, однократным щелчком клонирующего штампа. Второе пятно стоит на границе рубашки и пиджака, что несколько осложняет задачу. Можно ликвидировать его в два приема. Сначала заимствовать данные из рубашки, затем перенести на правую часть пятна фрагменты костюма. Это возможный, но нерациональный путь. Поступим иначе. Выберем жесткую кисть в 20 пикселов и отберем пробу прямо на границе между рубашкой и пиджаком (рис. 8.4). После этого достаточно одного точного щелчка для полного удаления этого дефекта.

Рис. 8.4. Отбор граничного образца

• В результате предпринятых действий изображение приведено в состояние, которое можно назвать "предпродажным". Для завершения работы осталось поправить граничные области, которые Ничто не мешает обработать штампом граничные фрагменты изображения точно так же, как мы ликвидировали пятна и сколы. Но есть более рациональный способ. Выберем инструмент Crop (Рамка) и растянем рамку, размеры и положение которой намечают будущую форму фотографии. Если это не удалось с первого раза, то боковые маркеры рамки позволяют уточнить положение и форму рамки. Нажатие клавиши Enter заканчивает работу с инструментом обрезания (рис. 8.5).

Рис. 8.5. Изображение до и после обработки

Инструмент Patch

Инструмент Patch (Заплатка) - это полуавтоматическое средство технической коррекции с интеллектуальной обработкой поврежденных областей. В основе принципа действия этого средства лежат одинаковые с восстанавливающей кистью приемы обработки графической информации. С помощью этого средства можно быстро исправить поврежденные фрагменты большого размера и сложной текстуры.

Базовая техника

Данная новинка, которая впервые появилась в седьмой версии пакета, заслуживает самой высокой аттестации. Оно демонстрирует редкое сочетание эффективности и технической простоты. Для удаления артефакта надо построить выделение дефекта, и перетащить его инструментом Patch с донорского на поврежденный фрагмент или в обратном направлении. Как и для исправляющей кисти при выборе донора следует в первую очередь принимать во внимание текстуру областей. Программа самостоятельно настроит цвет и тон заплаты после клонирования.
Для активизации инструмента Patch служит кнопка, расположенная в одном разделе инструментальной панели с исправляющей кистью. Для быстрого вызова можно воспользоваться клавишей Shift+J.

Рис. 8.6. Настройки инструмента Patch

Средство отличается высокой степенью автоматизма, поэтому имеет очень мало настроек. Как и обычно все они расположены на панели свойств (рис. 8.6):

• Source (Источник). Радиокнопка, управляющая порядком указания донорской и поврежденной областей. Если она активизирована (по умолчанию), то используется прямой порядок работы инструмента. Сначала следует выделить исправляемый фрагмент, а затем перетащить выделение на донорскую область;
• Destination (Назначение). Радиокнопка меняет режим работы инструмента. В случае ее выбора последовательность выполнения операций становится противоположной. Сначала надо любым удобным способом выделить донорскую область, а затем инструментом Patch перетащить ее на поврежденную;
• Transparent (Прозрачность). Включает режим извлечения образца из окружающего фона. Дает хорошие результаты для случаев, когда образец окружает однородный фон или мягкий градиент;
• Use Pattern (Использовать узор). Служит для выбора текстуры, которая, в этом случае, выполняет функции донорской области.

Рассмотрим работу с инструментом на примере изображения, показанного на рис. 8.7. Исправление такого дефекта традиционными средствами потребовало бы от оператора значительных усилий. Оперение орла - это область с ярко выраженной структурой, поэтому любая неточность выбора донорской области или погрешности совмещения будут хорошо заметны на ее фоне. Инструмент Patch дает простое решение этой проблемы.

Рис. 8.7. Изображение с масштабными повреждениями

• Будем считать, что изображение загружено в программу. Построим выделение поврежденной области (рис. 8.8). Для этого можно использовать любой штатный инструмент выделения (в данном случае удобнее работать с лассо) или сам инструмент Patch.

Рис. 8.8. Выделение поврежденной области

• Проведем визуальный осмотр изображения и попытаемся определить область, которая напоминает поврежденный фрагмент своей геометрией и текстурой. Если не рассматривать возможные, но экзотические варианты заимствования из сторонних источников, то выбор оказывается невелик. Подходящая область расположена левее дефекта. 3. Выберем инструмент Patch. Для этого достаточно несколько раз подряд (не более двух) нажать Shift+J. Число настроек инструмента невелико и все они расположены на панели свойств. Установим радиокнопку Source (Источник), которая обычно выбирается по умолчанию.

Рис. 8.9. Смещение выделенной области

• Зацепим инструментом выделенную область и перетащим ее на ту часть изображения, которая выбрана для клонирования (рис. 8.9). Как только будет отпущена левая кнопка мыши, произойдет маленькое чудо. Эталонная область будет скопирована в выделение и созданная заплата будет наложена на поврежденный фрагмент. Интеллектуальная постобработка программы изменит заплатку таким образом, чтобы ее тон и цвет соответствовали новому окружению (рис. 8.10).

Упоминание чуда в описании технического средства - это не преувеличение. Первое успешное применение инструмента оставляет ощущение фокуса, который был мастерски проделан у вас на глазах невидимым и искусным престидижитатором.

Рис. 8.10. Обработанное изображение

Заключение

Редактор располагает значительным количеством инструментов и команд, которые по своему "своему штатному расписанию" предназначены для создания выделений. Опыт обработки сложных изображений позволил создать множество многошаговых методик и синтетических рецептов решения этой задачи. Все это многообразие техник выделения невозможно собрать в одном разделе курса и даже монографии, сколь бы большим объемом она не обладала. Неизбежны пропуски и изъятия. Какие же средства не рассматривались? Опущены элементарные по своей природе геометрически инструменты выделения. Это, прежде всего, средства группы Marquee (Область). Бегло обсуждалась техника работы с различными разновидностями Lasso (Лассо). Все перечисленные ресурсы предназначены для рисования границ выделений, они отличаются простыми настройками и тривиальным управлением.
Иное положение в иерархии средств выделения редактора занимает команда Extract (Извлечение). Это одно из самых мощных и сложных средств построения сложных выделений. Команда имеет такое большое количество настроек, что для их реализации потребовалось создать специальный интерфейс в виде отдельного рабочего окна. Команда появилась в редакторе достаточно давно (впервые в версии пакета с номером 5.5), но с тех пор не получила всеобщего признания пользователей. Многие находят это средство неоправданно сложным и предпочитают пользоваться косвенными методиками построения сложных масок, коими в избытке располагает программа.
В разделе нет ни одного упоминания об инструменте Pen (Перо). Это эффективное средство создания выделений отличается своеобразной техникой работы, свойственной скорее векторным, а не растровым редакторам.