Режимы наложения. Multiply и Screen
На русский язык эти названия переводятся как «Умножение» и «Экран». И если первый трактуется однозначно, то второй имеет несколько значений и часто воспринимается неверно. В данном случае это не экран для проекционного показа, а ширма или прикрытие. То есть, нечто прикрывающее или экранирующее. Давайте разбираться, что на что перемножается и что чем экранируется.
Как всегда, желающие одновременно с чтением «покрутить файлы» могут скачать послойные psd (52 мб) всех разбираемых примеров.
Multiply
Материалы для анализа
Левая доска: результат наложения на исходную картинку (9 вертикальных полос с шагом 32 тоновых уровня, черная слева, белая справа) корректирующей (9 горизонтальных полос с шагом 32 тоновых уровня, черная внизу, белая вверху) в режиме Multiply. Числа в клетках показывают яркость после наложения.
Правая доска: схема изменения яркостей — чем больше изменилась яркость, тем светлее соответствующая клетка. Числа в клетках показывают, насколько изменилась яркость. Их отрицательные значения указывают на ее уменьшение.
Левая шкала: отнормированная (выраженная в долях от максимальной) яркость накладываемой плашки.
Семейство кривых, оказывающих на исходную картинку воздействие, аналогичное наложению однотонных плашек с яркостями 255, 192, 128, 64, 0.
Формула для отнормированной яркости.
S — яркость исходного изображения; C — яркость корректирующего изображения; R — яркость финального изображения.
Формула для 8-битного режима.
s — яркость исходного изображения; с — яркость корректирующего изображения; r — яркость финального изображения.
Описание и ответы на общие вопросы
В режиме Multiply отнормированная (выраженная в долях от максимальной) яркость финального изображения равна произведению отнормированных яркостей исходного и корректирующего изображений. Если в качестве изображения рассматривать слайд (или его проекцию на экран), то максимальной является яркость подсветки просмотрового стола, а отнормированная яркость изображения в определенной точке — это не что иное, как коэффициент пропускания слайда в данной точке.
В терминах кривых Multiply — это сдвиг вниз белой точки до яркости накладываемого изображения.
1. Существует ли для данного режима наложения нейтральный цвет и, если да, то какой?
Как и для всех затемняющих режимов, нейтральным для Multiply является белый (255).
2. Как изменяется степень воздействия по полному тоновому диапазону?
Максимальное воздействие приходится на белую точку, линейно убывая до нуля в черной точке. По мере затемнения корректирующего изображения воздействие усиливается пропорционально по всему тоновому диапазону.
3. Как изменяется контраст в различных тоновых диапазонах?
Контраст равномерно падает по всему тоновому диапазону.
4. Соответствует ли уменьшение непрозрачности ослаблению воздействия?
Multiply — единственный затемняющий режим, для которого уменьшение непрозрачности корректирующего изображения равносильно ослаблению воздействия. Справа показано ослабление воздействия наложения плашки яркости 64 за счет уменьшения непрозрачности, слева — аналогичное уменьшение воздействия за счет осветления плашки.
5. Каким реальным фотопроцессам соответствует режим наложения?
Для этого режима можно привести несколько аналогий как из фотопроцессов, так и из повседневной жизни. Перемножение коэффициентов пропускания двух образцов происходит при последовательном прохождении света через них. Поэтому наложение двух изображений друг на друга в режиме Multiply соответствует просмотру двух сложенных вместе слайдов.
Для однотонной плашки наиболее близким аналогом будет просмотр слайда через наложенный на него светофильтр. Или проекция слайда на экран через светофильтр на объективе проектора. При условии, что вокруг изображения осталось незакрытое светофильтром поле для сохранения адаптации зрения по свету проектора.
Если в светах все элементы сцены попадают в динамический диапазон камеры, то Multiply-наложение однотонной плашки можно считать аналогичным съемке через соответствующий светофильтр без изменения установок экспопары камеры.
Применение такого светофильтра аналогично падению освещенности сцены, а если фильтр неравномерный — падению освещенности отдельных ее участков. В повседневной жизни мы встречаем это, когда сталкиваемся с тенями. Поэтому с бытовой точки зрения Multiply — это не что иное, как упавшая на объект тень.
Про оговорки о степени применимости таких аналогий я уже писал в первой статье цикла.
6. Что происходит при наложении картинки самой на себя?
Изображение затемняется так же, как при гамма-коррекции со значением гамма 2.
7. Как меняется результат, если поменять местами исходное и корректирующее изображение?
При изменении порядка наложения результат сохраняется. Это легко понять как из описания — от перемены мест множителей произведение не меняется, так и из фотоаналогии — при просмотре двух сложенных вместе слайдов их порядок не имеет значения.
Наконец, можно посмотреть на доску абсолютных яркостей. Ее симметрия относительно диагонали A(0)-K(255)говорит о том, что результат не зависит от порядка наложения слоев.
Для чего может использоваться режим Multiply
Для наложения теней
Такое применение лежит на поверхности, но давайте отложим его рассмотрение до знакомства с режимом Screen, а пока скажем пару слов о другом. Multiply используют очень часто. Во-первых, потому что алгоритм его работы прост и «интуитивно понятен» и его применяют даже там, где стоило бы обратиться к другим режимам. Во-вторых, потому что задача создать или локально усилить уже имеющиеся тени — одна из самых часто возникающих при обработке отдельной фотографии и просто неизбежная при фотомонтаже.
Однако применение Multiply непосредственно к отдельному изображению на этом приеме и заканчивается. Связано это с тем, что Multiply-наложение вызывает падение контраста в области своего применения. А в условиях жестких ограничений, порожденных несовершенством технологий отображения реальности на искусственных носителях, локальный контраст является слишком ценным фактором, чтобы можно было себе позволить разбрасываться им направо и налево.
Звучит тяжеловато, но проблема не только и не столько в красителях, матрицах мониторов и т.п., сколько в особенностях нашего восприятия.
Для имитации рисования красками с низкой кроющей способностью
Падающий свет не отражается от поверхности таких красителей (не считая небольшого паразитного отражения), а проходит через красочный слой, отражается от основы (бумаги), еще раз проходит через красочный слой и только после этого попадает к нам в глаз. Фактически такая краска является наложенным на основу цветным светофильтром, и их взаимодействие можно сымитировать, наложив красочное изображение на изображение основы в режиме Multiply.
К таким красителям относятся цветные фотоэмульсии, офсетные (полиграфические) краски, акварельные краски, тушь, фломастеры, маркеры. Чтобы сделать пометку цветным маркером в документе достаточно на его «чистую» копию наложить картинку со штрихом маркера на белом фоне в режиме Multiply.
В «технологических» целях такой прием используют, чтобы проверить, как будет выглядеть картинка при печати на крашеной в массе (цветной) бумаге. Просто наложите на изображение плашку цвета бумаги в режиме Multiply. Такой прием можно порекомендовать и желающим напечатать фотографии на бумаге «металлик».
Внедренный в ее основу металлизированный слой не только добавляет перламутровое свечение, но и снижает белизну бумаги. На насыщенных или относительно темных объектах это заметно слабо, но на светлых участках «серость» бумаги проявляется достаточно сильно. Наложив на картинку светло-серую плашку (яркость придется подбирать самостоятельно экспериментальным путем) в режиме Multiply можно получить общее представление о финальном виде снимка.
Для создания масок из нескольких заготовок
Создание маски на основе цветовых каналов изображения — очень распространенный и достаточно эффективный прием. К сожалению, далеко не всегда выпадает удача найти цельную завершенную заготовку для маски в одном из них. Приходится комбинировать несколько предварительно обработанных цветовых каналов, забирая необходимые затемнения из каждого.
Вывод простой: раз мы строили коррекцию, ориентируясь только на платье, значит, только на него она и должна воздействовать. Нам нужна маска, на которой платье будет светлым, а все остальное — черным. Временно отключим корректирующий слой Dress_Curves и посмотрим, что могут дать цветовые каналы для создания маски.
Для получения маски необходимо сложить темные поля из красного и зеленого каналов, то есть наложить один из них на другой в затемняющем режиме. Почему из всех затемняющих выбирается Multiply, я скажу позже, а сейчас непосредственно о процессе.
Все можно сделать в деструктивной манере: смешать каналы при помощи Calculations, доработать получившийся альфа-канал, загрузить его в маску слоя, а сам альфа-канал выкинуть. С мелкой текучкой я так и поступаю. Но при серьезной обработке предпочитаю собирать маску на слоях основного файла и сохранять ее до конца коррекции. Это делает настройки более гибкими, а при необходимости изменить маску позволяет быстро откатиться к любому этапу ее создания.
Первый шаг на пути недеструктивного создания маски мы сделали, подготовив каналы при помощи корректирующего слоя кривых (Mask_Curves_1). Теперь надо наложить зеленый канал на красный в режиме Multiply. Я буду делать смешение в красном канале. Чтобы не прыгать в палитру Channels, раз за разом отключая «глаз» на остальных каналах, организуем вывод на экран только красного.
Для этого ставим корректирующий слой Channel Mixer (Gray_from_Red), устанавливаем галочку Monochrome и задаем рецептуру смешивания: Red +100%, Green 0%, Blue 0%. Теперь на композитной картинке мы видим красный канал, а ниже корректирующего слоя имеем все три исходных канала.
Почему в данном случае использовался Multiply, а не Darken, Color Burn или Linear Burn? Мы складываем темные поля из предобработанных красного и зеленого каналов. При наложении одного канала нам надо затемнить прежде всего светлые области другого канала и постараться получить как можно меньше остаточного мусора на темных участках. Multiply вносит основное затемнение в светлые тона и оказывает дополнительное затемняющее воздействие на более темные тона (см. семейство кривых в начале статьи).
Darken затемняет только области светлее накладываемой, никак не воздействуя на более темные. В результате на темных участках заготовки остается слишком много серого «мусора». А поскольку при подготовке каналов к наложению мы не стремимся согласовать их, нередко вылезают и неприятные драные границы.
Color Burn основное воздействие оказывает на темные тона, поэтому не всегда может достаточно эффективно затемнять самые светлые области. Кроме того, границы на финальной картинке получаются более жесткие. Справедливости ради надо сказать, что на этой картинке Color Burn выдает неплохой результат, но подробнее мы поговорим об этом в следующий раз.
Linear Burn вносит самое сильное затемнение. Оно похоже на одновременную работу Multiply в светах и Color Burn в тенях. В результате: жесткие границы, как у Color Burn, и паразитное затемнение светлых участков, как у Multiply. А вообще, откройте файл Lady_in_Red.psd из архива по ссылке в начале статьи и сами попробуйте разные режимы.
Кстати, в прошлый раз я обещал разобраться с платьем при помощи режима Difference. Обещание остается в силе, мы еще вернемся к этому примеру при рассмотрении разностных режимов.
В каком случае не стоит обращаться к Multiply при создании маски? Когда надо затемнить уже достаточно темный объект. Посмотрите на семейство кривых. Multiply слабо воздействует на темные тона, поэтому распространенный рецепт «возьмите два канала, в которых объект достаточно темный, а фон светлый, и наложите друг на друга в режиме Multiply» малоэффективен — дополнительное затемнение объекта будет слабым.
Одним словом, прием такой есть, но это «слегка халтура». Все «прелести» можно посмотреть в файле Transfer.psd.
Материалы для анализа
Правая доска: схема изменения яркостей — чем больше изменилась яркость, тем светлее соответствующая клетка. Числа в клетках показывают, насколько изменилась яркость. Их положительные значения указывают на ее увеличение.
Левая шкала: отнормированная (выраженная в долях от максимальной) затемненность (отклонение яркости от белого) накладываемой плашки.
S — яркость исходного изображения; C — яркость корректирующего изображения; R — яркость финального изображения.
s — яркость исходного изображения; с — яркость корректирующего изображения; r — яркость финального изображения.
Описание и ответы на общие вопросы
В режиме Screen отнормированная (выраженная в долях от максимальной) затемненность (отклонение яркости от белого) финального изображения равна произведению отнормированных затемненностей исходного и корректирующего изображений. Если в качестве изображения рассматривать слайд, то его затемненность в некоторой области будет равна яркости «идеализированного» негатива в соответствующей области.
В терминах кривых Screen — это сдвиг вверх черной точки до яркости накладываемого изображения.
1. Существует ли для данного режима наложения нейтральный цвет и, если да, то какой?
Как и для всех осветляющих режимов, нейтральным для Screen является черный (0).
2. Как изменяется степень воздействия по полному тоновому диапазону?
Максимальное воздействие приходится на черную точку, линейно убывая до нуля в белой точке. По мере осветления корректирующего изображения воздействие усиливается пропорционально по всему тоновому диапазону.
3. Как изменяется контраст в различных тоновых диапазонах?
Контраст равномерно падает по всему тоновому диапазону.
4. Соответствует ли уменьшение непрозрачности ослаблению воздействия?
Screen — единственный осветляющий режим, для которого уменьшение непрозрачности корректирующего изображения равносильно ослаблению воздействия. Справа показано ослабление воздействия наложения плашки яркости 192 за счет уменьшения непрозрачности, слева — аналогичное уменьшение воздействия за счет затемнения плашки.
Полагаю, вы уже заметили, что, заменив «яркость» на «затемненность» (как говорят математики — перейдя к инверсной логике), мы получили описание, в точности совпадающее с режимом Multiply. То есть, чтобы получить результат наложения двух картинок друг на друга, нам опять надо складывать пленки. Только работать надо с негативами (прямой переход к инверсной логике), а полученный результат вновь обратить (обратный переход).
Таким образом, наложение двух изображений друг на друга в режиме Screen соответствует печати фотографии с двух сложенных вместе негативов. Вот где появляется термин «экран» или, если угодно, «маска». Использовав в качестве накладываемого изображения специально созданную заготовку, можно осветлить отдельные участки исходной картинки так же, как это делали фотографы в темной комнате, прикрывая их руками при экспозиции фотографии.
В жизни осветление черной точки возникает при наличии паразитной подсветки. Чаще всего она встречается, когда в среде между наблюдателем и объектом происходит значительное рассеяние света. Проще говоря, в воздухе висит туман, гарь, смог, дымка и т.п., или сам слой воздуха достаточно велик (воздушная перспектива).
Наконец, наиболее часто встречающийся случай осветления черной точки — это блик на поверхности объекта. Если поверхность глянцевая — блик будет жестким, если матовая, с диффузным рассеянием — мягким. Но во всех случаях блик — это осветление отдельного участка изображения в режиме Screen, только с разной степенью размытия границ зоны осветления.
6. Что происходит при наложении картинки самой на себя?
Изображение осветляется так же, как при гамма-коррекции со значением гамма 2, примененной к его инвертированной версии.
7. Как меняется результат, если поменять местами исходное и корректирующее изображение?
При изменении порядка наложения результат сохраняется. Обоснования аналогичны приведенным для режима Multiply.
Для чего может использоваться режим Screen
Для наложения бликов
Поскольку блики и тени — это две составляющие светотеневого рисунка, давайте рассмотрим работу Screen и Multiply в паре. Я не имею права приводить в качестве иллюстраций изображения, которые делаю на работе, а заниматься такими фокусами дома нет ни времени, ни желания. Поэтому воспользуюсь добротой и отзывчивостью своего коллеги по фотошколе Антона Мартынова и приведу пример, который сделал он.
Где рисовать тени и блики, вам подскажут художники, а сейчас давайте разберемся, на чем их рисовать. Для Multiply и Screen уменьшение непрозрачности равносильно ослаблению воздействия, поэтому существует три равнозначных (с точки зрения результата) способа нарисовать тени и блики. Рассмотрим на примере теней, для бликов все аналогично.
Способ первый: рисовать на пустом слое с малой непрозрачность кисти (палитра Layers показана на предыдущей иллюстрации). Плюс его только в том, что не надо задумываться: сделал новый слой и маши кисточкой, сколько душе угодно. Минусов больше.
Во-первых, трудно быстро проверить, каким цветом рисовались тени. Чтобы пипетка захватила цвет нарисованного с малой непрозрачностью штриха, необходимо отключить видимость всех остальных слоев.
Во-вторых, трудно исправить цвет уже нарисованных теней. Для этого придется применять коррекцию непосредственно к слою теней. Из-за низкой непрозрачности штрихов процесс становится крайне неудобным и малонаглядным.
В-третьих, неудобно оценивать форму нарисованной тени и убирать лишние участки. Для этого приходится переключаться с кисти на ластик и обратно. Операция сама по себе не сложная, но скорость работы уменьшает.
В-четвертых, если тень оказалась обрезана, ее очень непросто нарастить. Такая ситуация часто возникает при рисовании теней «в край» и последующем изменении кадрирования в сторону увеличения отображаемой области исходного фото. Для плавного продолжения тени на новую область придется согласовывать непрозрачность закрашенных участков, а делать это крайне сложно.
Во-первых, легко проверить, а при необходимости изменить цвет накладываемой тени: двойной клик по иконке слоя-заливки в палитре Layers показывает и позволяет менять заданный для него цвет.
Во-вторых, легко оценить форму нарисованной тени: клик по иконке маски с зажатой клавишей Alt переводит изображение в режим отображения маски, где тень предстает просто светлым объектом на черном фоне.
В-третьих, легко убирать лишние участки и локально ослаблять чрезмерное воздействие: установите в качестве основных цветов белый и черный, рисуя кистью по маске, просто переключайтесь между ними (клавиша X). Рисуем белым — добавляем тень, черным — убираем.
В четвертых, легко нарастить обрезанную тень. Форма тени задается маской, а сгладить границу с дорисованным участком на черно-белой картинке труда не составляет.
Минусы: один слой — один цвет тени, невозможность создать тень с плавным переходом цвета. Из своей практики могу сказать, что мне редко приходилось использовать больше трех-четырех оттенков тени, а плавный переход цвета тени не потребовался ни разу. Но если для вас это важно, смотрите следующий способ.
Для внедрения в картинку различных световых эффектов
Воздушная перспектива, дымка, туман, подсвеченный дым, засветка от попадания прямого света в объектив (Lens Flare), источники света на ночных сценах и т.п. Все эффекты, связанные с дополнительной подсветкой — это вотчина Screen. Имея картинку такого объекта на черном фоне (фотографию или искусственно созданную с помощью специальных программ и плагинов), можно просто наложить ее на рабочее изображение в режиме Screen.
Для создания масок из нескольких заготовок
Screen хорошо подходит, когда из нескольких заготовок надо собрать на маску светлые области. Если бы в примере с красным платьем мы решили делать маску с темным платьем на белом фоне, инвертировать пришлось бы красный канал, а для наложения на него зеленого канала использовать Screen. Все приемы работы аналогичны Multiply.
При подстановке светлых объектов на темный фон
Для этого требуется фотография объекта на черном (0;0;0) фоне. Танцы с бубном, плюсы и минусы такие же, как при пересадке объекта на светлый фон с использованием Multiply.
А в следующий раз мы поговорим о самых интересных, но редко используемых режимах — Color Burn и Color Dodge.