Fotografia/Edycja koloru

Z Wikibooks, biblioteki wolnych podręczników.
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Świadoma edycja i korygowanie koloru zdjęć wymaga posiadania podstawowej wiedzy na temat teorii koloru, co jednak wykracza poza ramy tego podręcznika. Poniżej przedstawione są tylko podstawowe wnioski wynikające z tej teorii, aby można było lepiej zrozumieć dalszą część rozdziału. Warto też zapoznać się z rozdziałem: Zarządzanie kolorem, który omawia kwestię wpływu ustawień aparatu na rejestrowane kolorów w trakcie wykonywania zdjęcia.

Podstawowe informacje o teorii koloru[edytuj]

Model RGB
Zakres przestrzeni barwnej modelu sRGB w stosunku do opisującego niemal wszystkie odcienie kolorów model CIEXYZ

Kolor jest często mylony z pojęciem barwy. Ogólne wrażenie koloru, jakie dociera do oka składa się bowiem z trzech czynników:

  • barwy jako takiej – czyli fizycznie dominującej długości fali świetlnej
  • jasności – czyli ilości światła o określonej barwie
  • nasycenia – czyli proporcji tej części światła, która ma zdecydowaną barwę do pozostałej "bezbarwnej" czy też "ogólnej" jego części

Sama barwa jako taka bywa bardzo różnie postrzegana zależnie od jej nasycenia i jasności. Ta sama barwa, gdy ma różne nasycenie i jasność, jest przez ludzi odbierana jako różne kolory. Np. niedosycona czerwień to brąz; zaś jasny niebieski to błękit. Wynika z tego prosty wniosek, że nie istnieje możliwość np. ogólnego rozjaśnienia zdjęcia bez zmiany jego kolorów, choć jest możliwe zachowanie jego barw.

Zakładając stały poziom nasycenia i jasności – barwy można zapisać w formie udziału w nich proporcji pewnych, w sumie dość arbitralnie wybranych tzw. barw podstawowych. Wybór barw podstawowych tworzy tzw. przestrzeń barw. Aparaty fotograficzne i ekrany monitorów zapisują barwy w przestrzeni RGB. Nazwa tej przestrzeni wynika z wyboru jako kolory podstawowe czerwieni (R red), zieleni (G green) i niebieskiego (B blue), które zmieszane z sobą w równej proporcji dają barwę białą przy maksymalnej jasności, szarą przy mniejszej i czarną przy zerowej. Przestrzeń RGB nie pozwala na zapis wszystkich istniejących w naturze odcieni kolorów, w większości przypadków jednak wystarcza.

W ramach przestrzeni RGB każdy piksel widoczny na zdjęciu definiowany jest przez trzy liczby określające stopień jasności każdej z barw podstawowych. Nasycenie nie jest w tym modelu zapisywane bezpośrednio, lecz wynika z proporcji jasności barwy dominującej w stosunku do pozostałych barw.

Operacje na kolorze[edytuj]

Zakładając, że nie chcemy całkowicie "podmieniać" kolorów na zdjęciu (np. przerobienie czerwonej ściany na zieloną), lecz tylko je korygować na różne sposoby, możemy w zasadzie ograniczyć się do następujących czynności:

  • ustalenie poprawnego balansu barw podstawowych (inaczej tzw. balansu bieli)
  • zmiany jasności, nasycenia i kontrastu.
Balans barw podstawowych[edytuj]

Balans barw podstawowych umożliwia wykonanie korekty błędów barw wynikających z wykonania zdjęcia ze źle dobranym w aparacie balansem bieli (kwestia doboru odpowiedniego balansu bieli w aparacie jest omówiona w rozdziale Zarządzanie kolorem). Operację tę można wykonać na kilka różnych sposobów:

Najprostszym sposobem jest skorzystanie z automatycznej funkcji, która się różnie nazywa w różnych programach ("balans bieli", "auto-kolor" itp.) i która uśrednia wg określonego algorytmu histogramy dla wszystkich trzech kanałów barw podstawowych. Działa to w miarę dobrze pod warunkiem, że na zdjęciu nie dominuje naturalnie jakaś barwa (np. zdjęcie lasu albo nieba).

Drugą możliwością jest skorzystanie z okna dialogowego, w którym można selektywnie suwakami zmniejszać lub zwiększać udział w ogólnym wyglądzie zdjęcia każdego z trzech kanałów barw podstawowych oddzielnie. Prawie wszystkie programy do korygowania i edycji zdjęć mają taką możliwość, choć nazywa się ona różnie w różnych programach (w Photoshopie jest to "balans kolorów"). Użycie tego narzędzia jest jednak dość kłopotliwe i wymaga dużej cierpliwości.

Zdjęcie z lewej pochodzi wprost z aparatu i zostało wykonane w sztucznym świetle – płatki lilii są lekko zaniebieszczone, co wskazuje na to, że całe zdjęcie ma niedobry balans barw. Zdjęcie z prawej zostało skorygowane przez wskazanie na innym zdjęciu, wykonanym w tych samych warunkach punktu szarego; płatki stały się białe, a reszta zdjęcia ma wyraźnie żywsze kolory.

Trzecią możliwością jest użycie narzędzia do wskazywania punktu szarości (w Photoshopie są one dostępne w opcji "Poziomy" oraz "Krzywe"). Narzędzie to pozwala wybrać punkt na zdjęciu, o którym wiemy, że powinien być idealnie szary. Po wybraniu tego punktu program automatycznie modyfikuje histogram tak, aby ten punkt na zdjęciu wyglądał na szary, czyli miał taką samą wartość we wszystkich trzech kanałach barw podstawowych. Gdy na naszym zdjęciu nie ma odpowiedniego punktu, można wykorzystać do jego wskazania inne zdjęcie wykonane w tych samych warunkach. Na takiej samej zasadzie jednoczesny wybór punktu białego i czarnego skutkuje ogólnym poszerzeniem zakresu tonalnego zdjęcia (o czym będzie więcej w następnej sekcji tego rozdziału).

Jasność, nasycenie i kontrast[edytuj]
Przykład wpływu zmiany jasności na kolory zdjęcia

Zmiana jasności zdjęcia sprowadza się techniczne do dodania do wszystkich wartości wszystkich pikseli, we wszystkich trzech kanałach barw podstawowych określonej liczby. Prawie wszystkie programy do korekty i edycji zdjęć mają możliwość wywołania okna dialogowego z suwakiem zmiany jasności. Wzrost jasności, mimo że formalnie nie zmienia barw zdjęcia – zmienia jednak wyraźnie jego kolor, z powodów, które zostały już wyjaśnione wyżej w sekcji teoretycznej.

Nadmierne przyciemnienie zdjęcia powoduje, że kolory stają się błotniste i złamane, natomiast nadmierne rozjaśnienie zdjęcia powoduje, że staje się ono wypłowiałe i jakby półprzezroczyste. Mniej wrażliwe na rozjaśnianie i ściemnianie są barwy o naturalnie szerokim zakresie tonalnym tzn. zielony i niebieski. Natomiast barwy "wąskie": czerwień, fiolet, a zwłaszcza żółć mogą wyglądać po tej operacji na zupełnie inne kolory. Przy rozjaśnianiu czerwień stanie się różem, a przy ściemnianiu żółć znika całkowicie i staje się ochrą i beżem. Z tych samych przyczyn rozjaśnianie zdjęcia zwykle je wyziębia, gdyż barwy zimne mają szerszy zakres tonalny od barw ciepłych, a zatem w trakcie rozjaśniania barwy ciepłe "znikają", a zimne zaczynają dominować. Wzrost jasności zmniejsza cienie na zdjęciu, co powoduje, że wydaje się ono bardziej "płaskie".

Dla każdego zdjęcia można znaleźć taką wartość jasności, która da maksymalny jego kontrast, czyli maksymalne różnice jasności w różnych punktach zdjęcia. Programy, w których jest funkcja automatycznej korekty jasności zwykle wybierają właśnie tę jasność jako właściwą. Nie zawsze jednak może to być właściwe z naszego punktu widzenia. Dotyczy to zdjęć, na których występują subtelne różnice tonalne w obrębie wąskiego zakresu barw – np. zdjęcia wschodów słońca.

Przykład wpływu zmian nasycenia na kolory zdjęcia

Nasycenie w modelu RGB nie jest rejestrowane niezależnie od innych parametrów obrazu i dlatego staje się ich funkcją. Programy do edycji zdjęć zarejestrowanych w tym modelu mają jednak zwykle okno dialogowe pozwalające zmieniać nasycenie barw, w oparciu o algorytmy przeliczające nasycenie na proporcje jasności pikseli w poszczególnych kanałach barw podstawowych. Można w ten sposób uzyskiwać zdjęcia od niemal czarno-białych po wyglądające jak neony.

Nasycenie, podobnie jak jasność, nie zmienia barw, ale zmienia kolor i to w bardziej dramatyczny sposób, nie ma natomiast bezpośredniego wpływu na kontrast, choć pozornie może się tak wydawać, bo zdjęcie szare wygląda na mniej "kontrastowe" od mocno kolorowego, choć w obu przypadkach obiektywnie obliczony kontrast będzie dokładnie ten sam. Nasycenie, w odróżnieniu od rozjaśniania, prawie zawsze ociepla zdjęcie, gdyż barwy ciepłe są przez ludzi naturalnie postrzegane jako intensywniejsze od barw zimnych. Optymalne nasycenie to takie, w którym oko widzi najwięcej przejść tonalnych między podobnymi do siebie kolorami.

Przykład wpływu zmian kontrastu na kolory zdjęcia

Kontrast, jak już wspomniano, to różnica między najciemniejszymi i najjaśniejszymi fragmentami zdjęcia. Zmiany kontrastu mają stosunkowo mały wpływ na odbiór kolorów na zdjęciu. Zbyt mały kontrast zdjęcia powoduje, że wygląda ono na szare, ze względu na zbyt małe różnice tonów koloru, zaś zbyt duży kontrast powoduje, że różnice te stają się zbyt wielkie i nie widać na zdjęciu subtelniejszych ich gradacji. Wzrost kontrastu pogłębia jednocześnie cienie i światła na zdjęciu, co powoduje, że zdjęcie z większym kontrastem wygląda bardziej "dramatycznie" a z mniejszym staje się bardziej "płaskie".

Podobnie jak to jest z nasyceniem, optymalny kontrast to zazwyczaj taki, który powoduje, że na zdjęciu widać najwięcej przejść tonalnych między kolorami. Większość programów do poprawiania zdjęć umożliwia regulację kontrastu za pomocą jednego suwaka lub automatycznie dobiera kontrast pod kątem optymalizacji przejść tonalnych.

Praca z histogramem zdjęcia[edytuj]

Wiele aparatów, a także większość zaawansowanych programów do edycji zdjęć umożliwia wyświetlanie i edycję histogramu zdjęcia. Histogram podaje w formie wykresu informacje statystyczne o pikselach. Na osi "X" (poziomej) histogramu jest wartość pikseli (od 0 do 255), zaś na "Y" udział pikseli posiadających określoną wartość. Histogramy można tworzyć dla wszystkich trzech barw podstawowych łącznie lub dla każdej z barw osobno.

Wygląd histogramu jest w dużym stopniu zależny od tego, co fotografujemy, jednak pewne rodzaje histogramu są charakterystyczne dla zdjęć wykonanych w wadliwy sposób. Np. zdjęcie mocno prześwietlone ma bardzo dużo pikseli o wysokiej wartości i bardzo mało pikseli o średniej i małej wartości, a gdy zdjęcie jest silnie niedoświetlone będzie dokładnie na odwrót. Natomiast zdjęcie poprawnie naświetlone powinno mieć rozkład bardziej zrównoważony i posiadać najwięcej pikseli o średnich wartościach.

Histogram Zdjęcie Uwagi
Area 51 640x480 grey power gamma05 histogram.png
Zdjęcie prześwietlone
Area 51 640x480 grey power gamma2 histogram.png
Zdjęcie niedoświetlone
Bike sapa29 clipping stretch histogram.png
Zdjęcie poprawnie naświetlone

Z kolei porównując z sobą osobne histogramy do każdej z barw podstawowych, można łatwo wykryć przyczynę nierównowagi barwnej wynikającej z dużych różnic między tymi wykresami.

W bardziej zaawansowanych programach do edycji zdjęć istnieje możliwość modyfikowania kolorystyki zdjęcia poprzez bezpośrednią ingerencję w histogram. Często daje to lepszy efekt niż ręczne czy automatyczne korygowanie osobno jasności, nasycenia, balansu kolorów i kontrastu. Już w rozdziale o balansie barw opisano użycie narzędzia wyboru punktu szarości, który właśnie jest oparty na przesunięciu tego punktu za pomocą półautomatycznej ingerencji programu w histogram. Inne użyteczne techniki to:

  • Na histogramach dla poszczególnych kanałów barw podstawowych daje się czasem zauważyć nienaturalnie wysoki poziom pikseli o określonej wartości dla tego koloru. Jest to często efekt zabarwienia całego zdjęcia określonym kolorem, pochodzącym np. z lampy – wycięcie tego fragmentu histogramu daje "magiczny" efekt przywrócenia bardziej naturalnych barw całego zdjęcia bez ingerencji w ogólny balans barw podstawowych.
  • Jeśli histogram zawiera tylko piksele w obszarze średnich wartości oznacza to zazwyczaj, że zdjęcie jest mało kontrastowe i ma niewielki zakres tonalny - niektóre programy do edycji zdjęć umożliwiają ręczne "rozciągnięcie" takiego histogramu – daje to często bardzo zadowalający efekt jednoczesnego wzrostu kontrastu i nasycenia, choć przesadne rozciągnięcie histogramu może spowodować posteryzację, czyli nadanie zdjęciu przesadnego nasycenia i kontrastu.
  • Zdjęcie niedoświetlone można uratować, jednocześnie przesuwając cały histogram w stronę wyższych wartości pikseli, a następie lekko rozciągając go; analogicznie zdjęcie prześwietlone można ratować przesuwając histogram w stronę mniejszych wartości pikseli a potem rozciągając go lekko.
  • Ręczny wybór jednocześnie punktu czerni i bieli (poprzez odpowiednie narzędzie na histogramie i kliknięcie w najciemniejszy i najjaśniejszy punkt na zdjęciu) daje często bardzo dobry efekt ustalenia optymalnego nasycenia i kontrastu zdjęcia; podobna praca z histogramami dla poszczególnych kanałów barw podstawowych prowadzi też do zrównoważenia tonalnego zdjęcia.

"Wywoływanie" formatu RAW[edytuj]

Wszystkie wcześniej opisane operacje na "gotowym" pliku ze zdjęciem są w pewnym sensie sztuczne i w większości zmniejszają pierwotnie zapisaną ilość informacji. Aparat ustawiony do zapisu zdjęcia w formacie JPG dokonuje na oryginalnych danych pochodzących z matrycy aparatu co najmniej trzech operacji – korekty balansu bieli, wyostrzania oraz większej lub mniejszej kompresji danych. Czasami aparat dokonuje też automatycznej korekty ekspozycji, kontrastu, nasycenia i jasności zdjęcia. W rezultacie na wynikowym pliku jest znacznie mniej informacji niż było zawarte bezpośrednio w surowych danych z matrycy. Jeśli operacje wykonane przez aparat dały niezadowalający efekt, nie można już w przypadku plików JPG odzyskać utraconych przez aparat informacji.

Inaczej przedstawia się sytuacja z pracą z plikiem w formacie RAW. W pliku tym są bowiem zapisane bezpośrednio oryginalne dane pochodzące z matrycy aparatu oraz osobno informacje o operacjach, które zostałyby na tych danych przez aparat przeprowadzone, gdyby miało dojść do zapisu pliku w formacie JPG. Daje to znacznie większą swobodę własnoręcznego korygowania zdjęcia, w sposób przypominający możliwości, jakie daje zmiana warunków wywoływania czarno-białych negatywów.

Przy pracy z formatem RAW można przeprowadzać następujące operacje, które są niedostępne dla plików JPG:

  • Całkowicie anulować dobrany przez aparat wadliwy balans bieli i dobrać go wg własnego uznania, bez utraty oryginalnej rozpiętości tonalnej zdjęcia.
  • Skorygować ekspozycję zdjęcia o 3 stopnie w obie strony – co daje dokładnie taki sam efekt, jakbyśmy cofnęli się do momentu wykonywania zdjęcia i mogli zmniejszyć lub zwiększyć przesłonę lub czas naświetlania – daje to szczególnie dobre efekty przy zdjęciach niedoświetlonych, w których ciemnych obszarach można w ten sposób odzyskać zapisane przez matrycę, ale niewidoczne dla oka szczegóły – wykonywanie tej operacji trochę przypomina jednoczesne zmiany jasności, kontrastu i nasycenia zdjęcia – jednak bez utraty rozpiętości tonalnej zdjęcia.
  • Anulować dobrany przez aparat stopień wyostrzania – dzięki czemu można odzyskać ważne szczegóły na zdjęciu, które zostało przesadnie wyostrzone lub wygładzone.