Unsharp Mask način izoštravanja

Izoštravanje digitalnih fotografija je delikatan zadatak. U svijetu oko nas neke pojave moraju biti oštre do u jedan piksel, dok neke (kao plavetnilo neba) ne moraju biti tako oštre, jer bi djelovale manje lijepo nego njihova malo mutna rodbina. Postoje različite tehnike kojima se može povećati definicija detalja. Jedna od tehnika koje se najviše preporučuju i najviše koriste je izoštravanje filterom “Unsharp mask”.

Priroda našeg sustava za gledanje nije linearna. To što gledamo nije to što vidimo. To što vidimo je obrađena slika toga što smo ugledali i ima kašnjenje cca 1/10 sekunde. Oko pojačava kontrast pojedinih rubnih, fokusiranih (oštrih) područja prizora, potamnjujući tamne rubove i posvijetljući svijetle, tako da se nama čini da je oštrina još veća. To prirodno svojstvo našeg vida se koristi kod fotografskih tehnika izoštravanja, i kod analogne i kod digitalne fotografije.

izostravanje - simultani kontrast
Simultani kontrast je pojava pojačavanje kontrasta različitim intenzitetom na različitim dijelovima prizora koji gledamo. Jednoličan sivi pravokutnik okružen s crno-sivim gradijentom i sam postaje gradijent sive (vidjet ćete ga kako uistinu izgleda kada zaslonite gradijent koji ga okružuje komadom bijelog papira).

mach_skala
Jednolične sive plohe djeluju kao da to nisu. Privid zaobljenosti postoji zbog svojstva našeg oka da spontano pojačava rubni kontrast.

izostravanje unsharp mask nacinom - photoshop, gimp
Mutni kontakti sivih ploha (gore lijevo) izoštreni su filterom Unsharp Mask (gore desno). Ispod toga su iste dvije slike smanjene 50%. Vidljiva je iluzije pojačane oštrine. Kontakti sivih ploha su na svijetlijim dijelovima dosvijetljeni, a na tamnima potamnjeni, kao što se vidi na donjoj slici (povećanju 400%).
unsharp_big

Razina oštrine kod digitalnih fotografija niža je od razine oštrine fotografija na filmu (snimljenim istim objektivom s istim parametrima). To je stoga što se digitalne fotografije bilježe na senzoru koji ima milione piksela – fotodioda koje zauzimaju određenu jedinicu površine. Između svakog piksela je neki prostor, gdje idu vodiči (kod nekih senzora samo je 25% površine pokriveno fotodiodama). Možemo reći da jedan piksel na senzoru ima približno kvadratni oblik, jer se krajnja RGB vrijednost piksela na fotografiji dobiva procesima u kojima se uzimaju u proračun i vrijednosti susjednih piksela. Zbog udaljenosti fotodioda jedne od druge dio informacija/fotona se gubi ili krivo usmjerava (što se spašava mikrolećama).

Problem kod bilježenja fotografije na senzoru nisu linije koje su paralelne sa stranicama senzora (kojih je u prirodi zanemarivi broj, a i objektivi zakrivljuju ravne linije), nego sva ona sila živih krivulja od kojih je satkana živa slika. Da bi se neka takva linija/krivulja ili neki sitni detalj u cijelosti zabilježili na senzoru potrebno je cijelu sliku malo zamutiti. Da bi se to postiglo ispred senzora (osobito DSLR-a koji ima veći senzor, tj. veće površine fotodioda) stavlja se antialiasing filter (koji je skuplji i od samog senzora) koji ima zadatak do neke mjere zamutiti sliku da i susjedni pikseli uhvate nešto od svjetla koje pada na neki piksel. Antialiasing filteri otklanjaju i tzv. moire (novonastali uzorak od dva uzorka različite teksture) koji bi se mogao pojaviti zbog Bayer filtera (mozaika). Bayer filter stvara crvene, zelene i plave slike koje se kasnije različitim procesima kombiniranja povezuju u jedinstveni poredak RGB piksela kod gotove digitalne fotografije koju gledamo…

Rezultat svih tih procesa je do neke mjere neoštra slika, koja se mora izoštriti.

izostravanje unsharp mask nacinom - photoshop, gimp - dobro i pretjerano izoštreno
Ako se pretjera s izoštravanjem nećemo dobiti poboljšanje slike. Izoštravanje se mora prilagoditi ispisu i ugođaju koji želimo prenijeti publici.

Većina tehnika digitalnog izoštravanja radi na isti način kao i naš vidni sustav. Filter u programu za obrađivanje fotografija traži kontrastne dijelove slike i svijetle rubne piksele malo posvijetljuje, a tamne potamnjuje i time pojačava kontrast rubnih dijelova. Tako radi filter Sharp (Izoštri). Na tom filteru se ne mogu određivati svi parametri izoštravanja, kao što su udaljenost na kojoj se djeluje (Radius) i koliko moraju biti pikseli različiti po svijetlini da bi se našli u djelokrugu promjene (Threshold).

Te parametre kontroliramo filterom Unsharp Mask. Filter je dobio ime po tehnici izoštravanja analognih filmova.*
Korištenje Unsharp Mask filtera ima neka pravila. Svi Photoshop gurui imaju neke svoje recepte za primjenu. Problem je u tome što se povećanjem razlučivosti i promjenom kontrasta parametri moraju prilagođavati, pa ih je najbolje razumjeti i prilagođavati prema osobnim potrebama. Dodatno otežava ispravno izoštravanje i potreba prilagođavanja parametara različitim dijelovima fotografije (mnoštvo malih detalja nasuprot velikim plohama).

Parametri izoštravanja:

  1. Amount – intenzitet, agresivnost akcije. Čim je intenzitet jači na liniji koja se izoštrava svijetli pikseli postaju svijetliji, a tamni tamniji. Taj parametar se mora održavati do ispod razine kada se počne primjećivati. Ta razina je drugačije za svaku vrstu ispisa ili tiska i najbolje je ako se odredi eksperimentalno.
  2. Radius – radijus djelovanja određuje koliko piksela od kontrastne linije se posvijetljuje ili potamnjuje. Čim je veći radijus više će se piksela posvijetliti/potamniti i deblja će biti linija na kojoj se djeluje. Intenzitet djelovanja opada s udaljenošću od linije koja se izoštrava. Preporuča se korištenje radijusa od 0,3 – 0,5. Bolje je dva puta ponoviti izoštravanje s manjim radijusom nego primijeniti jednom radijus od 0,8. Svi radijusi veći od 0,5 djeluju na više od jednog piksela, a dobro je zadržati djelovanje na razini jednog piksela (ako je razlučivost odabrana prema formatu ispisa, tj. prije izoštravanja odredite veličinu fotografije i razlučivost – Image>Image Size (ili Scale Image – Gimp)).
  3. Threshold – prag, određuje koliko se tonalna vrijednost piksela mora razlikovati da bi se smatrao kontrastnim prijelazom i bio uključen u djelovanje filtera. Threshold se izražava u broju nivoa. Preporuka je da Threshold bude na nuli, osim ako su fotografije s viokom razinom šuma (npr. plavetnilo neba – visoka razina šuma izgleda kao uzorak ili slučajni raspored piksela različite tonalne vrijednosti, koje se ne razlikuju mnogo

Ne postoji idealni recept za izoštravanje, no evo nekih prijedloga:

Vrsta motiva Amount Radius Threshold
Ljudsko lice 130% 0,3 – 0,5 0 – 3
Mnoštvo finih detalja 120 – 140% 1 0
Pejzaži, proizvodi široke potrošnje, interijeri i eksterijeri 200 – 225% 0,3 – 0,5 0 (veliki šum 10 – 12)
Građevine, kovani novac, automobili, strojevi i sl. 60 – 70% 2 – 4 0 – 3
Općeniti parametri (ako nije dovoljno, ponovite filter (Ctrl+F) 80 % 1 3 – 4
Internet 200 – 400% 0,3 – 0,5 0

Filter Unsharp mask se može primjenjivati samo na nekim dijelovima koje je potrebno izoštriti ili njime selektivno izoštravati neka područja jače, a neka slabije. Takva djelomična primjena postiže se na razne načine. Možete povećati Threshold tj. prag. To se koristi kada je razina šuma veća, a ima i neke nuspojave, pa je bolje koristiti maske kojima se maskira područje koje ne želimo izoštriti.

gitara - izostravanje unsharp mask nacinom - photoshop, gimp

Fotografija gitare ima lijepe boje, no oštrina joj nije jača strana. Nedostaje definicije na metalnim dijelovima i žicama. Najbolji način izoštravanja za takve objekte, a da se ne izoštravaju različiti nedostaci (kao što je šum na velikim plohama) je Unsharp Mask s maskiranjem dijelova koje ne želimo izoštravati.

U Gimpu je najlakše izraditi masku tako da se fotografija koju želimo izoštriti kopira (Shift+Ctrl+D) na posebni sloj koji imenujemo Maska (Ctrl+L otvara dijaloški prozor sa slojevima – Leyers).

gitara_05 - izrada maske za izostravanje

Na sloju Maska primjeni se filter Edge (Filters>Edge Detect>Edge) koji pronalazi samo kontrastne rubove. Sloj postaje grafika koju je potrebno desaturirati (Colors>Desaturate) i pojačati joj kontrast (Colors>Brightness – Contrast) i zamutiti (Filter>Blur>Gaussian Blur, Radius 3 – 5 piksela) Od sloja se napravi maska za donji sloj tako da se sloj “odvuče” na dno dijaloškog okvira Channels. Desnim klikom na novu masku iz skočnog izbornika odaberemo Channel to Selection (da se generira selekcija – Selection) i deaktiviramo vidljivost lijevim klikom na ikoni oka. Eto maske.

izrada maske za izostravanje unsharp mask nacinom - photoshop, gimp

Kliknemo na ikonu oka kod sloja Maska da se isključi vidljivost. Kliknemo na sloj koji želimo pooštriti. Primjenimo Unsharp Mask i izoštravanje će biti izvršeno samo na područjima koje je potrebno izoštriti. Područja sa finim gradijentima biti će zaštićena od djelovanja filtera.

gitara_03 - izostravanje unsharp mask nacinom - photoshop, gimp
Svi dijelovi gitare koji moraju biti oštri pooštreni su, a šum koji se često javlja na finim prijelazima dima i boja na fotografijama koncerata neće se pojačati.

U Photoshopu je procedura malo drugačija.

  1. U paleti Channels napravite novi kanal (kliknite mali trokutić u gornjem desnom uglu palete i odaberite New Channel) kojega imenujete Maska.
  2. U paleti Layers kopirate sloj na kojem je fotografija (Ctrl+J). Kliknite novostvoreni sloj i imenujte ga Oštro ili sl. Kopirajte sloj u clipboard (Ctrl+A – Select All; Ctrl+C – Copy).
  3. Kliknite kanal Maska u Channels paleti i zalijepite sloj Oštro (Ctrl+V). Pojaviti će se crno-bijela slika na kojoj ćete primijeniti filter Find Edges (Filter>Stylize>Find Edges).
  4. Napravite inverznu sliku (Ctrl+I – Image>Adjustments>Invert). Nastalu sliku potrebno je podesiti u Levelsima da nam crno bude crno, a bijelo bijelo. Povucite klizače za bijelu i crnu točku u ulaznim nivoima i učinite to s pretpostavkom da će sve što je crno biti neprozirno na maski, a sve što je bijelo prozirno, tj. ti dijelovi će se izoštriti.
  5. Sada na maski primijenite filter Gaussian Blur (Filter>Blur>Gaussian Blur) s radijusom od 2 – 4 pisela. Ako je nakon Gaussian Blur filtera bijela postala siva Levelsima ponovo podesite bijelinu.
  6. Kliknite na mali iscrtkani kružić na dnu Channels palete. Pojaviti će se maska na glavnom prozoru (selekcija s crtkanom linijom). Kliknite ikonu oka pored kanala Maska, čime će se kanal isključiti. Kliknite ikonu oka na RGB kanalu (na vrhu popisa kanala), da se ponovno uključe svi kanali.
  7. Kliknite na sloj Oštro na paleti Layers. Sada primjenite Unsharp Mask filter (Filter>Sharpen>Unsharp Mask) na sloju Oštro. Amount može biti veći nego inače, a Radius neka bude manji, npr. 0,5 – 1,0. Threshold neka bude 0.

Želite li malo povećati masku ponovite Gaussian Blur filter na Maska kanalu u paleti Channels. Ako je nakon Gaussian Blur filtera bijela postala siva Levelsima ponovo podesite bijelinu.

U Photoshopu možete za sve te korake snimiti “akciju”, kao što je ova na ovom linku i na slijedećoj fotografiji koju želite izoštravati ovom tehnikom sve to obaviti jednim klikom.

Filter Unsharp mask može se koristiti i za naglašavanje lokalnog kontrasta (i to radi odlično). Potrebno je samo staviti Amount na 10 – 25%, Radius na 200 – 300 piksela i Threshold ostaje na nuli. To radite na duplikatu sloja, tako da možete fino podešavanje izvesti mijenjanjem prozirnosti gornjeg sloja.

izostravanje unsharp mask nacinom - lokalni kontrast - photoshop, gimp
Pojačavanje lokalnog kontrasta je suptilna tehnika pojačavanja kontrasta u kojoj se ne gube fini tonalni prijelazi, što je bolje vidljivo na slikama dolje.

izostravanje unsharp mask nacinom - lokalni kontrast - photoshop, gimp

Poboljšanje kontrasta ovom tehnikom koristi se i na analognim materijalima. Mnogi fotografi koji jednom probaju “maskiranje neoštrinom” sva svoja vrijednija djela rade tom tehnikom


izostravanje - lokalni kontrast korekcija alatom cerves - photoshop, gimp
Pojačavanje kontrasta alatom Krivulje – Curves nije dalo tako lijepe prijelaze kao pojačavanje kontrasta filterom Unsharp Mask, jer krivulje djeluju na opći kontrast, mijenjajući vrijednosti svih nivoa, dok Unsharp Mask djeluje lokalno na svim dijelovima fotografije.


* Unsharp Mask je tehnika prividnog izoštravanja umetanjem maske od pozitiva ispred negativa. Od originala (negativa) se izradi kontaktna pozitiv kopija (maska) koja je vrlo slabog intenziteta i blago neoštra. Stupanj zamućenja se može regulirati umetanjem tanke plastike između negativa i budućeg pozitiva (ili se tanka plastika stavlja kasnije u sendvič negativa i pozitiva prilikom eksponiranja fotopapira). Maska ublažava kontrast fotografije u cjelini, ali pojačava lokalni kontrast, ističući detalje i povećava privid oštrine.

Maskiranje filmova (negativa) primjenjuje se jer je jednostavnije izraditi i kasnije primjeniti maske, nego li satima prilagođavati ekspoziciju pojedinih dijelova dosvijetljavanjem ili zatamnjivanjem pri eksponiranju fotopapira, a fine detalje je nemoguće dosvijetliti na taj način.

o