Живая цифра

Бытует мнение, что «Canon краснит», а «Nikon зеленит». Безусловно, у каждой камеры есть свой характер цветопередачи, что особенно заметно при съемке в JPEG. Но нельзя недооценивать влияние процесса Raw-проявки, который обычно вносит существенные изменения в итоговую картинку. Основу цветового решения при этом составляет баланс белого.

Илл. 17. 1. RGBG-структура байеровской матрицы

Что такое баланс белого? Это поправка цвета, компенсирующая неспособность камеры к цветовой адаптации, которая является естественным свойством человеческого восприятия. В процессе Raw-конвертации это достигается установкой 4 коэффициентов экспозиции (умножения сигнала) для каждого канала исходных данных RGBG (илл. 17.1). Если посмотреть на сырой Raw-файл без приводки баланса белого, то в большинстве сюжетов полученная картинка будет зеленоватой (илл. 17.2 [а]). Это связано с тем, что для восприятия человека самым важным (информационно насыщенным) спектральным диапазоном является именно зеленый. Причины этого чисто эволюционные и связаны с историей развития человека как биологического вида.

Илл. 17.2 [а, б]

Современные фотокамеры разрабатываются с учетом особенностей восприятия человека и при экспонировании отдают предпочтение зеленому каналу. По этой же причине зеленых пикселей на классической «байеровской» матрице в 2 раза больше, чем синих и красных. По сравнению с результирующим зеленым каналом (который вычисляется из двух) красный и синий экспонированы, как правило, меньше (илл. 17.2 [б]).

В процессе расшифровки данных матрицы картинка приводится к привычному RGB-изображению. Для того чтобы при этом она перестала быть зеленой, необходимо подобрать определенные коэффициенты как минимум для красного и синего каналов. Это позволит привести все каналы в соответствие с результирующим зеленым и получить более-менее привычное по цвету изображение (илл. 17.3).

Илл. 17. 3

Эта достаточно простая операция часто чрезмерно усложняется. Производители популярного программного обеспечения пытаются разрабатывать слишком сложные алгоритмы нелинейного вычисления баланса белого, далеко уходящие от простых коэффициентов умножения сигнала в каналах RGBG.

В результате этих сложных преобразований, дополненных к тому же неточной математикой (об этом чуть подробнее ниже) цвета часто определяются некорректно. Визуально это может выражаться, например, в чрезмерно красном цвете человеческих лиц и фиолетовом цвете теней, а также избыточном «расползании» нейтралей – нежелательном окрасе нейтральных областей паразитными оттенками.

Проблема некорректного баланса белого многократно усиливается при повышении контраста. Большинство операций, которые мы производим в конвертере, так или иначе сводятся к определенной форме контрастной кривой, которая применяется к изображению. Начиная от непосредственно кривой Curves, как правило, доступной в одной из панелей управления, и заканчивая основными ползунками – яркость, контраст, экспозиция, черная точка и другими.

Дело в том, что практически все (а может быть, вообще все) конвертеры сегодня используют алгоритмы работы со светлотой и контрастом через композитные кривые в одном из пространств RGB. Что при этом происходит с изначально неправильно рассчитанными, дисгармонично разбалансированными цветами? Рассмотрим пример.

Илл. 17. 4

Предположим, на определенном этапе обработки в Raw-конвертере мы решили сделать лица азиатских детей светлее и контрастнее (илл. 17.4). Неважно, делаем мы это в Raw-конвертере или в Adobe Photoshop, результат для рассматриваемых операций будет по сути одинаковым. Для этого необходимо применить примерно следующую форму кривой (илл. 17.5).

Илл. 17. 5

Посмотрим, что при этом произойдет (илл. 17.6).

Илл. 17. 6

Изображение действительно стало светлее и контрастнее, но цвет лиц, на мой взгляд, получился слишком красным. Почему это произошло? Внимательно посмотрите на гистограмму лица мальчика в исходной фотографии (илл. 17.7).

Илл. 17. 7

Обратите внимание на то, как распределяется информация по цветовым каналам в первоначальной картинке. Как видите, вклад красной составляющей в цвет данной области значительно больше, чем двух других. А применяем мы ко всем каналам одну и ту же кривую, так как работа ведется в пространстве RGB, где светлотой и контрастом управляет композитная RGB-кривая.

В итоге приведенная форма кривой перераспределяет светлотную информацию внутри каждого канала. Гистограмма красного канала показывает довольно сильный сдвиг вправо. В зеленом этот сдвиг значительно меньше, в синем минимален. То есть уже на этом этапе, еще до повышения контраста, цвет был избыточно красным. Это и есть проявление некорректной работы с балансом белого. Далее при повышении контраста этот исходный разбаланс мы делаем еще более заметным.