Редактирование изображений включает в себя процессы изменения изображений , будь то цифровые фотографии , традиционные фотохимические фотографии или иллюстрации . Традиционное аналоговое редактирование изображений известно как ретуширование фотографий , при котором используются такие инструменты, как аэрограф, для изменения фотографий или редактирования иллюстраций с помощью любого традиционного художественного средства . Графические программы, которые можно в общих чертах сгруппировать в редакторы векторной графики , редакторы растровой графики и средства 3D-моделирования , являются основными инструментами, с помощью которых пользователь может манипулировать, улучшать и преобразовывать изображения. Многие программы для редактирования изображений также используются для рендеринга или создания компьютерной графики с нуля. Термин «редактирование изображений» обычно относится только к редактированию 2D-изображений, а не 3D.
Растровые изображения хранятся в компьютере в виде сетки элементов изображения или пикселей . Эти пиксели содержат информацию о цвете и яркости изображения. Редакторы изображений могут изменять пиксели, чтобы улучшить изображение разными способами. Пиксели можно изменять группой или индивидуально с помощью сложных алгоритмов редакторов изображений. Эта статья в основном относится к редакторам растровой графики, которые часто используются для изменения фотографий и другой растровой графики. Однако программное обеспечение векторной графики , такое как Adobe Illustrator , CorelDRAW , Xara Designer Pro или Inkscape , используется для создания и изменения векторных изображений, которые хранятся в виде описаний линий , кривых Безье и текста вместо пикселей. Растрировать векторное изображение проще , чем векторизовать растровое изображение; Как выполнить векторизацию растрового изображения, находится в центре внимания многих исследований в области компьютерного зрения . Векторные изображения легче модифицировать, поскольку они содержат описания фигур, которые можно легко переставлять. Они также масштабируемы, их можно растрировать при любом разрешении .
Программы редактирования изображений с помощью камеры или компьютера часто предлагают базовые функции автоматического улучшения изображения, которые исправляют цветовой оттенок и дисбаланс яркости, а также другие функции редактирования изображений, такие как удаление эффекта красных глаз , регулировка резкости , функции масштабирования и автоматическая обрезка . Они называются автоматическими, потому что обычно они происходят без взаимодействия с пользователем или предлагаются одним щелчком кнопки или кнопки мыши или выбором параметра из меню. Кроме того, некоторые функции автоматического редактирования предлагают комбинацию действий редактирования практически без участия пользователя. [ нужна цитата ]
Многие форматы файлов изображений используют сжатие данных для уменьшения размера файла и экономии места для хранения. Цифровое сжатие изображений может осуществляться в камере или на компьютере с помощью редактора изображений. Когда изображения сохраняются в формате JPEG , сжатие уже произошло. И камеры, и компьютерные программы позволяют пользователю устанавливать уровень сжатия.
Некоторые алгоритмы сжатия, например используемые в формате PNG , не допускают потерь , что означает, что при сохранении файла никакая информация не теряется. Напротив, более популярный формат файлов JPEG использует алгоритм сжатия с потерями (основанный на кодировании дискретного косинусного преобразования ), при котором чем сильнее сжатие, тем больше информации теряется, что в конечном итоге снижает качество изображения или детализацию, которые невозможно восстановить. JPEG использует знания о том, как человеческий мозг и глаза воспринимают цвет, чтобы сделать потерю деталей менее заметной.
Ниже перечислены некоторые из наиболее часто используемых возможностей лучших программ для работы с графикой. Список ни в коем случае не является исчерпывающим. Существует множество вариантов применения большинства из этих функций.
Одним из обязательных условий для многих приложений, упомянутых ниже, является метод выбора частей изображения, позволяющий избирательно применять изменения, не затрагивая все изображение. Большинство графических программ имеют несколько способов достижения этой цели, например:
а также более продвинутые возможности, такие как обнаружение границ , маскирование , альфа-композитинг , а также извлечение цвета и канала. Граница выделенной области изображения часто анимируется с помощью эффекта марширующих муравьев , чтобы помочь пользователю отличить границу выделения от фона изображения.
Еще одна особенность, общая для многих графических приложений, — это наличие слоев , которые аналогичны листам прозрачного ацетата (каждый из которых содержит отдельные элементы, составляющие единое изображение), наложенным друг на друга, каждый из которых можно индивидуально позиционировать, изменять и смешивать . со слоями ниже, не затрагивая элементы других слоев. Это фундаментальный рабочий процесс, который стал нормой для большинства программ, представленных сегодня на рынке, и обеспечивает максимальную гибкость для пользователя, сохраняя при этом принципы неразрушающего редактирования и простоту использования.
Редакторы изображений могут изменять размер изображений в процессе, который часто называют масштабированием изображений , делая их больше или меньше. Камеры с высоким разрешением изображения могут создавать большие изображения, которые часто уменьшаются для использования в Интернете . Программы редактирования изображений используют математический процесс, называемый повторной выборкой, для расчета новых значений пикселей, интервал между которыми больше или меньше исходных значений пикселей. Изображения для использования в Интернете имеют небольшой размер, скажем, 640 x 480 пикселей, что соответствует 0,3 мегапикселя .
Цифровые редакторы используются для обрезки изображений . При обрезке создается новое изображение путем выбора нужной прямоугольной части обрезаемого изображения. Ненужная часть изображения отбрасывается. Обрезка изображения не снижает разрешение обрезанной области. Наилучшие результаты получаются, когда исходное изображение имеет высокое разрешение. Основная причина обрезки — улучшение композиции нового изображения.
С помощью инструмента выделения обводят/выделяют контур фигуры или элемента на картинке, а затем удаляют фон. В зависимости от сложности «края» сделать это чисто может быть более или менее сложно. Например, отдельные волоски могут потребовать много работы. Отсюда и использование техники «зеленого экрана» (хромакей), позволяющей легко удалить фон.
В редакторах изображений есть средства для создания гистограммы редактируемого изображения. На гистограмме отображается количество пикселей в изображении (вертикальная ось) с определенным значением яркости (горизонтальная ось). Алгоритмы цифрового редактора позволяют пользователю визуально регулировать значение яркости каждого пикселя и динамически отображать результаты по мере внесения корректировок. Таким образом, можно добиться улучшения яркости и контрастности изображения. [6]
Редакторы изображений могут содержать ряд алгоритмов, которые могут добавлять или удалять шум в изображении. Некоторые артефакты JPEG можно удалить; Можно удалить пыль и царапины, а с изображения убрать пятна. Шумоподавление просто оценивает состояние сцены без шума и не заменяет получение «более чистого» изображения. Чрезмерное шумоподавление приводит к потере детализации, и поэтому его применение требует компромисса между нежелательностью самого шума и нежелательностью артефактов снижения.
Шум имеет тенденцию проникать в изображения, когда снимки сделаны в условиях низкой освещенности. Новому изображению можно придать эффект «старинности», добавив равномерный монохромный шум.
Большинство редакторов изображений можно использовать для удаления ненужных ветвей и т. д. с помощью инструмента «клонирования». Удаление этих отвлекающих элементов привлекает внимание к объекту, улучшая общую композицию .
Некоторые редакторы изображений имеют возможность замены цвета для выборочного изменения цвета определенных элементов изображения, при условии, что выбранные элементы находятся в определенном цветовом диапазоне.
Редакторы изображений способны изменять изображение, поворачивая его в любом направлении и на любую степень. Можно создавать зеркальные изображения , а изображения можно переворачивать по горизонтали или по вертикали . Небольшого поворота на несколько градусов часто бывает достаточно, чтобы выровнять горизонт , исправить вертикальность (например, здания) или и то, и другое. Повернутые изображения обычно требуют последующей обрезки , чтобы удалить образовавшиеся пробелы по краям изображения.
Некоторые редакторы изображений позволяют пользователю искажать ( или «трансформировать») форму изображения. Хотя это также может быть полезно для создания специальных эффектов, это предпочтительный метод исправления типичного искажения перспективы , возникающего в результате съемки фотографий под косым углом к прямолинейному объекту. При выполнении этой задачи необходима осторожность, поскольку изображение повторно обрабатывается с использованием интерполяции соседних пикселей, что может снизить общую четкость изображения . Эффект имитирует использование объектива управления перспективой , который обеспечивает аналогичную коррекцию в камере без потери четкости.
Пакеты для обработки фотографий имеют функции для коррекции изображений с учетом различных искажений объектива , включая подушкообразные, «рыбий глаз» и бочкообразные искажения. Коррекции в большинстве случаев незначительны, но могут улучшить внешний вид некоторых фотографий.
В компьютерной графике улучшение изображения — это процесс улучшения качества изображения, хранящегося в цифровом формате, путем манипулирования изображением с помощью программного обеспечения. Например, довольно легко сделать изображение светлее или темнее, увеличить или уменьшить контраст. Расширенное программное обеспечение для улучшения фотографий также поддерживает множество фильтров для изменения изображений различными способами. [7] Программы, специализирующиеся на улучшении изображений, иногда называют редакторами изображений.
Графические программы можно использовать как для повышения резкости, так и для размытия изображений различными способами, например, с помощью нерезкой маскировки или деконволюции . [8] Портреты часто выглядят приятнее, если их выборочно смягчить (особенно кожу и фон), чтобы лучше выделить объект. [ нужна цитация ] Этого можно добиться с помощью камеры, используя большую диафрагму , или в редакторе изображений, выделив выделение и затем размыв его. Улучшение краев — чрезвычайно распространенный метод, используемый для повышения резкости изображения, хотя пуристы не одобряют результат как неестественный.
Другая форма повышения резкости изображения включает в себя контраст. Это делается путем определения среднего цвета пикселей вокруг каждого пикселя в заданном радиусе и последующего сопоставления этого пикселя с этим средним цветом. Этот эффект делает изображение более четким, словно добавляя деталей. Пример этого эффекта можно увидеть справа. Он широко используется в полиграфической и фотографической промышленности для усиления локальных контрастов и повышения резкости изображений.
_-2.jpg/1280px-Photomontage_(Forggensee_Panorama)_-2.jpg)
Многие графические приложения способны объединять одно или несколько отдельных изображений в один файл. Ориентацией и размещением каждого изображения можно управлять.
При выборе растрового изображения, не имеющего прямоугольной формы, необходимо отделить края от фона, что также называется силуэтированием. Это цифроаналог вырезания изображения из физической картинки. Обтравочные контуры можно использовать для добавления силуэтных изображений в векторную графику или файлы макетов страниц, в которых сохраняются векторные данные. Альфа-композитинг позволяет создавать мягкие полупрозрачные края при выборе изображений. Существует несколько способов создания силуэта изображения с мягкими краями, включая выбор изображения или его фона путем выборки похожих цветов, выбор краев путем растровой трассировки или преобразование контура обрезки в растровое выделение. После выбора изображения его можно скопировать и вставить в другой раздел того же файла или в отдельный файл. Выделение также можно сохранить в так называемом альфа-канале .
Популярный способ создания составного изображения — использование прозрачных слоев . Фоновое изображение используется в качестве нижнего слоя, а изображение с добавляемыми частями размещается на слое выше него. При использовании маски слоя изображения все части, кроме объединяемых, скрываются от слоя, создавая впечатление, что эти части были добавлены в фоновый слой. Выполнение слияния таким способом сохраняет все данные пикселей на обоих слоях, что упрощает возможность внесения будущих изменений в новое объединенное изображение.
Более новым инструментом в программном обеспечении для редактирования цифровых изображений является слайсер изображений. Части изображений для графических пользовательских интерфейсов или веб-страниц легко нарезаются, помечаются и сохраняются отдельно от целых изображений, поэтому средство отображения может обрабатывать эти части индивидуально. Это полезно для обеспечения динамической замены посредством интерактивности или анимации частей изображения в окончательной презентации.
Редакторы изображений обычно имеют список специальных эффектов, которые могут создавать необычные результаты. Изображения могут быть перекошены и искажены различными способами. К изображению можно применить множество специальных эффектов, которые включают в себя различные формы искажений, художественные эффекты, геометрические преобразования и текстурные эффекты [9] или их комбинации.
Используя пользовательские настройки кривых [10] в графических редакторах, таких как Photoshop , можно имитировать эффект « псевдосоляризации », более известный в фотографических кругах как эффект Сабаттье .
Инструмент «Штамп» выбирает и пробует область вашего изображения, а затем использует эти пиксели для закрашивания любых отметок. Инструмент «Штамп» действует как кисть, поэтому вы можете изменять размер, позволяя клонировать от одного пикселя до сотен. Вы можете изменить непрозрачность, чтобы создать тонкий эффект клонирования. Кроме того, существует выбор между Клонировать выравнивание или Клонировать невыравнивание области образца. В Photoshop этот инструмент называется «Штамп», но его также можно назвать инструментом «Штамп».
С помощью программного обеспечения можно изменить глубину цвета изображений. Обычная глубина цвета составляет 2, 4, 16, 256, 65 536 и 16,7 миллионов цветов. Форматы изображений JPEG и PNG способны хранить 16,7 миллионов цветов (что соответствует 256 значениям яркости на цветовой канал). Кроме того, можно создавать изображения в оттенках серого с глубиной цвета 8 бит или меньше, обычно путем преобразования и понижения разрешения полноцветного изображения. Преобразование оттенков серого полезно для значительного уменьшения размера файла, если исходный отпечаток фотографии был монохромным, но из-за эффектов старения появился цветовой оттенок.
Редакторы изображений позволяют одновременно изменять контрастность изображений и осветлять или затемнять изображение. Недоэкспонированные изображения часто можно улучшить с помощью этой функции. Последние достижения позволили сделать более интеллектуальную коррекцию экспозиции, при которой осветляются только пиксели ниже определенного порога яркости , тем самым осветляя недоэкспонированные тени, не затрагивая остальную часть изображения. Точное преобразование, применяемое к каждому цветовому каналу, может варьироваться от редактора к редактору. GIMP применяет следующую формулу: [11]
if ( яркость < 0,0 ) значение = значение * ( 1,0 + яркость ); иначе значение = значение + (( 1 - значение ) * яркость ); значение = ( значение - 0,5 ) * ( tan (( контраст + 1 ) * PI / 4 ) ) + 0,5 ; где значение — это входное значение цвета в диапазоне 0–1, а яркость и контрастность — в диапазоне –1…1.
Помимо возможности нелинейного изменения яркости и/или контрастности изображений, большинство современных редакторов изображений предоставляют возможность манипулировать значением гаммы изображений .
Гамма-коррекция особенно полезна для вывода из тени деталей, которые трудно увидеть на большинстве компьютерных мониторов. В некоторых программах для редактирования изображений это называется «кривыми», обычно это инструмент, который можно найти в меню цвета, и нигде в программе или документации к программе не используется ссылка на «гамму». Строго говоря, инструмент кривых обычно делает больше, чем просто гамма-коррекцию, поскольку можно построить сложные кривые с несколькими точками перегиба , но когда специальный инструмент гамма-коррекции не предусмотрен, он может достичь того же эффекта.
Цвет изображений можно изменить различными способами. Цвета можно увеличивать и уменьшать, а тона можно изменять с помощью кривых или других инструментов. Цветовой баланс можно улучшить, что важно, если снимок был снят в помещении на пленку для дневного света или снят на камеру с неправильно установленным балансом белого . К изображению можно добавить специальные эффекты, такие как оттенки сепии и оттенки серого. Кроме того, более сложные процедуры, такие как смешивание цветовых каналов, возможны с использованием более совершенных графических редакторов.
Эффект красных глаз , который возникает при съемке со вспышкой, когда зрачок слишком широко открыт (так что свет от вспышки, попадающий в глаз через зрачок, отражается от глазного дна в задней части глазного яблока), также может быть вызван устранены на данном этапе.
Advanced Dynamic Blending — это концепция, представленная фотографом Элией Локарди в его блоге Blame The Monkey для описания фотографического процесса съемки нескольких брекетинговых экспозиций земли или городского пейзажа в течение определенного промежутка времени в изменяющейся среде естественного или искусственного освещения. После захвата брекетинг экспозиции вручную объединяется в одно изображение с расширенным динамическим диапазоном с помощью программного обеспечения для постобработки. Изображения с динамическим смешиванием служат для отображения консолидированного момента. Это означает, что, хотя окончательное изображение может представлять собой смесь промежутка времени, визуально оно представляет собой одно мгновение. [12] [13] [14]
Управление размером и качеством печати цифровых изображений требует понимания переменной пикселей на дюйм (ppi), которая хранится в файле изображения и иногда используется для управления размером печатного изображения. В диалоговом окне «Размер изображения» Adobe Photoshop редактор изображений позволяет пользователю манипулировать как размерами в пикселях, так и размером изображения в печатном документе. Эти параметры работают вместе для создания печатного изображения желаемого размера и качества. Пиксели на дюйм изображения, пиксель на дюйм монитора компьютера и точки на дюйм напечатанного документа связаны между собой, но в использовании они сильно различаются. Диалоговое окно «Размер изображения» можно использовать как своего рода калькулятор изображений. Например, изображение размером 1600 × 1200 с разрешением 200 пикселей на дюйм создаст напечатанное изображение размером 8 × 6 дюймов. То же изображение с разрешением 400 пикселей на дюйм даст напечатанное изображение размером 4 × 3 дюйма. Измените разрешение на 800 пикселей на дюйм, и то же изображение теперь будет распечатано с размером 2 × 1,5 дюйма. Все три напечатанных изображения содержат одинаковые данные (1600 × 1200 пикселей), но на отпечатках меньшего размера пиксели расположены ближе друг к другу, поэтому изображения меньшего размера потенциально будут выглядеть четкими, а большие — нет. Качество изображения также будет зависеть от возможностей принтера.
