Фотошопные кривые для фотографа

В прошлый раз мы пришли к замечательному выводу: линейные кривые из нижнего левого угла не меняют контраст изображения.

Давайте теперь разбираться с кривыми, которые контраст меняют.

Начнем, как водится, с определения:

Фотографическим контрастом кривой назовем угол наклона передаточной кривой в логарифмических (фотографических) координатах. Такими координатами могут быть:

• Кривая "логарифм количества света" - "оптическая плотность". Это наиболее привычный вид для фотографа, в таком виде публикуются характеристические кривые пленки/бумаги. На всякий случай напомню, что фотографические стопы - это и есть логарифмическая шкала, каждый стоп соответствует изменению "количества света" вдвое.
• Вместо оптической плотности можно рисовать логарифм яркости (или коэффициента отражения). Графики будут направлены в другую сторону, но это и вся разница.
• Для передаточных кривых, вместо "количества света" можно рисовать входное значение.

Как мы уже заметили раньше, линейные и гамма-корректированные координаты ведут себя в логарифмах одинаково (с точностью до константы).

Перейдем теперь к простейшим случаям.

Представим себе первую кривую (в начале поста) в виде простейшего уравнения:

Для нашей кривой и диапазона 0-255, B=-64, A=2.

Если мы построим эту кривую (без перенормировки) в логарифмах (простейшим включением logarithmic scale в Excel), то получим график, изображенный справа.

У этого графика есть целый ряд интересных особенностей:

• Его общий вид не зависит от наклона исходной линейной кривой. Изменение наклона только линейно сместит график и все.
• Общий вид графика не зависит и от гаммы используемого пространства.
• В то же время, положение точки серого - зависит от гаммы, на двух примерах:
  • Для гаммы 2.2 точка серого расположена в районе значения 117, таким образом мы получаем небольшое изменение контраста в полутонах и чуть светлее (около 1.5 стопов выше, дальше вылет) и очень резкое увеличение контраста ниже полутонов (чуть меньше 2 стопов, дальше уходим "ниже нуля").
  • Для гаммы 1.0 точка серого расположена на значении 46 (255*0.18), поэтому вся кривая описывает поведение выше полутонов и это поведение - в фотографическом смысле сильно нелинейно.
• Из вышенаписанного понятно, что разумно вращать график не относительно точки 128,128, а относительно среднего тона.

Но вообще, я не думаю, что рисуя прямой график кто-то планирует поднять контраст в тенях и сохранить в светах....

Возьмем теперь кривую понижающую контраст (ниже, слева) и ее логарифмическое представление (справа). Уравнением этой кривой будет 0.5*X+64

==>

Опять же, ничего удивительного в виде кривой нету, на этот раз фотографический контраст теней сходит примерно к нулю (для гаммы 2.2: мы все что лежит ниже точки серого запихиваем в два, примерно, стопа; для гаммы 1.0: весь снимок будет в ~1.5 стопах и эти стопы будут в светах), а изменения контраста в светах опять (относительно) невелики.

Ну и на закуску - одна из возможных S-образных кривых. Воспользуемся таким вот вариантом:

но перенесем немного начало координат и смасштабируем. Слева - линейные координаты, справа - фотографические (логарифмические):

==>

Риторические вопросы: рисуя (такую) S-образную кривую, вы действительно подразумеваете почти постоянный контраст в тенях (с небольшим изломом) и загиб в светах? А то, что кривая будет работать сильно по-разному для линейного, гамма 2.2 (Adobe RGB) и гамма 2.5 (Lab) - тоже помните?

Заключение

Я, честное слово, не знаю, какой способ редактирования изображений более правильный, фотографический (с "прямыми в логарифмах") или применяемый сегодня "нефотографический". Прежде чем сознательно выбирать, надо отчетливо осознать проблему:

• "Фотошопные" средства существенно "фотографически нелинейны", причем гораздо сильнее действуют на тени, чем на света.
• Фотографический подход успешно применялся последние лет сто (за вычетом последних 5-10), все сложившиеся приемы обучения, термины в литературе и т.п. - оперируют этими терминами.
• Однако каких-то средств "цифрового фотографического редактирования" - на сегодня не видать.
• То, что нефотографическое редактирование (в фотошопе) никак не учитывает гамму, перекладывая все на фотографа - тоже добавляет веселухи.