Какие бывают режимы наложения

Для чего они нужны

Некоторые режимы наложения были созданы, чтобы имитировать реальные фотопроцессы. Например, широко распространено мнение, что режим Multiply соответствует просмотру двух слайдов, наложенных друг на друга — это верно с некоторыми оговорками. А не менее распространенное описание режима Screen как результата проекции двух слайдов на один экран — это заблуждение.

Область, которую оба проектора засвечивают чистым белым, будет иметь большую яркость, чем яркость белого от любого из проекторов по отдельности. То есть, цвет «более белый», чем «максимально возможный белый». На самом деле наложение в режиме Screen аналогично экспонированию фотографии с двух сложенных вместе негативов, опять же, с большим количеством оговорок.

Другие режимы наложения не имеют реальных фотографических аналогов, но, используя особенности построения цветовых моделей и формальных логических операций, прилично расширяют наши возможности по обработке изображений.

Для чего нужны режимы наложения? Если сказать коротко — для того, чтобы сэкономить наше время. С их помощью можно производить коррекции, нереализуемые при помощи стандартных корректирующих инструментов Photoshop. Причем, делать это быстро, без нудного ручного рисования масок. Или делать локальную коррекцию быстрее и проще, чем другими инструментами.

Методика анализа

Начнем с поканальных режимов. В этом случае происходит параллельное взаимодействие трех (в красном, зеленом и синем каналах) пар (исходное и корректирующее) изображений в градациях серого. Для понимания алгоритма работы достаточно рассмотреть одну пару.

В роли подопытных выступят два монохромных дискретных цветовых клина. Исходное (нижележащее) изображение — набор из девяти вертикальных плашек переменной яркости. Слева направо яркость изменяется от черного (0) до белого (255) с шагом 32 тоновых уровня. Для каждой плашки сверху указана ее яркость, а снизу — буква латинского алфавита.

Корректирующее (накладываемое) изображение. Такой же клин, только яркость возрастает снизу-вверх. Для каждой плашки справа указана ее яркость. Эта информация будет оставаться неизменной. Слева будет указываться параметр, наиболее информативный для каждого режима: отнормированная яркость, отклонение яркости от белого или средне серого и т.п.

Наложив эти картинки друг на друга, мы получим клетчатую доску, уникальную для каждого режима наложения. Она и послужит основой для анализа. Чтобы вам было проще ориентироваться на ней, я ввел координатную сетку аналогичную шахматной. На иллюстрации поле J(64) отмечено зеленым, диагональ A(0)-K(255) — красным, область A(160)-D(255) — синим.

Записав яркость каждого поля доски, мы получим матрицу 9х9.

В некоторых случаях более информативными являются не значения яркости после наложения, а ее изменение по сравнению с исходной картинкой. Отрицательные значения соответствуют уменьшению яркости, положительные — увеличению. Для большей наглядности яркость полей на ней тем выше, чем большим было изменение яркости (без учета знака).

Людям, привычным к математике, этого будет вполне достаточно для анализа. Но крутить в голове восемьдесят одно трехзначное число не очень удобно, а матричное представление для многих малонаглядно. Поэтому перейдем от чисел к графикам. Строчка доски отображает результат наложения на картинку однотонной плашки. В интерфейсе кривых (Curves) поставим точки для каждого из девяти полей этой строчки и проведем через них кривую. Коррекция при помощи такой кривой будет оказывать на исходное изображение такое же воздействие, как и наложение однотонной плашки в анализируемом режиме.

Построив кривые для каждой строчки доски и посмотрев в динамике, как меняется воздействие при изменении яркости накладываемой плашки, можно понять, как работает режим наложения. Для каждого режима я приведу вам доски с абсолютными и относительными значениями яркости и вычисленные мной математические формулы для 8-битного режима и отнормированных яркостей. Но основным для нашего анализа будет именно семейство кривых.

На какие вопросы мы должны получить ответ

Режим наложения Normal

Да, как бы странно это ни звучало, именно с него мы начнем разбираться с поканальными режимами наложения. В некоторых описаниях я встречал утверждение, что в режиме Normal изображения между собой не взаимодействуют. Действительно, о каком взаимодействии можно говорить, когда верхняя картинка полностью закрывает нижнюю? О взаимодействии, которое возникает при уменьшении непрозрачности накладываемого слоя.

Посмотрите на семейство кривых, оказывающих на изображение такое же воздействие, как наложение однотонной плашки яркости 64 с различной непрозрачностью. При непрозрачности 0% изображение не меняется, при непрозрачности 100% — вырождается в однотонную плашку. Этому случаю соответствует горизонтальная прямая на уровне 64.

Как фотошоп рассчитывает яркость при частичной непрозрачности? Предположим, некоторый пиксель картинки имел до коррекции яркость 192 (A). Его же яркость после коррекции с непрозрачностью 100% — 64 (B). Вычисляя яркость при уменьшении непрозрачности по пути из точки A к точке B, программа проходит на столько процентов, сколько мы выставим в поле Opacity. Так же рассчитывается финальная яркость остальных пикселей. То есть, при уменьшении непрозрачности кривая равномерно подтягивается к своему начальному положению.

Формула имеет один и тот же вид для 8-битного режима и отнормированной яркости, где: s — яркость исходного изображения; с — яркость корректирующего изображения; r — яркость финального изображения; k — значение параметра Opacity в процентах.

При изменении порядка наложения слоев результат сохраняется, если непрозрачность верхнего слоя изменить на 100-k.

В реальной жизни режиму Normal соответствует просмотр двух сцен через полупрозрачное зеркало. Сцена видимая на просвет — исходное изображение; сцена видимая в отражении — корректирующее изображение; коэффициент отражения зеркала — Opacity.

В фотопроцессе режиму Normal соответствует экспозиция двух сцен на один кадр при условии, что суммарная экспозиция приведена к нормальной. Первая сцена — исходное изображение; вторая сцена — корректирующее изображение; доля экспозиции второй сцены от общей — Opacity.

Дополнительной оговоркой к аналогиям с реальностью и фотопроцессом является отсутствие в обеих сценах светлых областей, выходящих по яркости за динамический диапазон глаза или камеры.

В практической работе уменьшение непрозрачности чаще всего используется для ослабления внесенных коррекций.

Для чего они нужны

Некоторые режимы наложения были созданы, чтобы имитировать реальные фотопроцессы. Например, широко распространено мнение, что режим Multiply соответствует просмотру двух слайдов, наложенных друг на друга — это верно с некоторыми оговорками. А не менее распространенное описание режима Screen как результата проекции двух слайдов на один экран — это заблуждение.

Область, которую оба проектора засвечивают чистым белым, будет иметь большую яркость, чем яркость белого от любого из проекторов по отдельности. То есть, цвет «более белый», чем «максимально возможный белый». На самом деле наложение в режиме Screen аналогично экспонированию фотографии с двух сложенных вместе негативов, опять же, с большим количеством оговорок.

Другие режимы наложения не имеют реальных фотографических аналогов, но, используя особенности построения цветовых моделей и формальных логических операций, прилично расширяют наши возможности по обработке изображений.

Для чего нужны режимы наложения? Если сказать коротко — для того, чтобы сэкономить наше время. С их помощью можно производить коррекции, нереализуемые при помощи стандартных корректирующих инструментов Photoshop. Причем, делать это быстро, без нудного ручного рисования масок. Или делать локальную коррекцию быстрее и проще, чем другими инструментами.

Какие бывают режимы наложения

Представленные в фотошопе 25 режимов разделены на шесть групп по воздействиям, которые накладываемое изображение оказывает на исходное. Названия групп условны, но достаточно хорошо отражают суть этих воздействий.

Обычные (Normal, Dissolve).
Результирующий цвет получается усреднением исходного и корректирующего.

Затемняющие (Darken, Multiply, Color Burn, Linear Burn, Darker Color).
Корректирующее изображение затемняет (как минимум, не осветляет) исходное.
Список построен по увеличению визуальной степени воздействия.

Осветляющие (Lighten, Screen, Color Dodge, Linear Dodge, Lighter Color).
Корректирующее изображение осветляет (как минимум, не затемняет) исходное.
Список построен по увеличению визуальной степени воздействия.

Контрастные (Overlay, Soft Light, Hard Light, Vivid Light, Linear Light, Pin Light, Hard Mix).
Корректирующее изображение затемняет или осветляет исходное в зависимости от собственной яркости.
В основном список построен по увеличению визуальной степени воздействия.

Сравнительные (Difference, Exclusion).
Результат зависит от разницы между исходным и корректирующим изображением.

Покомпонентныецветовые (Hue, Saturation, Color, Luminosity).
Результат получается за счет сочетания цветового тона, цветовой насыщенности и яркости, взятых по отдельности с исходного или корректирующего изображения.

Можно применить и другую классификацию. Все режимы делятся на две группы: поканальные (отмечены серым) и композитные (отмечены красным). Для композитных режимов результат в отдельном канале зависит от содержимого всех каналов исходного и корректирующего изображения.

В случае поканальных режимов взаимодействия между каналами не происходит. То есть, результат в красном канале зависит только от содержимого красных каналов исходного и корректирующего изображения. То же самое повторяется для зеленого и синего каналов.

Это открывает замечательную возможность провести анализ работы поканальных режимов наложения на примере черно-белой картинки, что гораздо проще и нагляднее, чем в случае с цветным изображением.

Почему приходится заниматься самостоятельным анализом

Да потому, что нормального подробного описания алгоритмов работы режимов наложения нигде нет. Вообще нигде. Книги и Интернет пестрят невразумительными фразами: «…этот режим работает так же как предыдущий, только еще сильнее…», или: «…в этом режиме происходит затемнение основы изображения».

А зачем тогда было создавать предыдущий? И что является «основой» изображения? Это сопровождается такими же невразумительными и малоиллюстративными примерами наложения друг на друга разных картинок и насыщенных цветных плашек.

Те небольшие исследования, которые мы вместе проведем в ближайшие месяцы, я когда-то сделал просто для себя, отчаявшись найти аналогичную информацию. Но это и к лучшему. Самостоятельный анализ позволяет не только получить достоверную информацию, но лучше запомнить ее. Сделать важные для практического применения выводы. Перейти от простого копирования чужих приемов к осмысленному применению инструмента в каждом конкретном случае.

Отдельно хочу сказать пару слов про широко распространенное выражение «интуитивно понятно». Это выражение очень напоминает лепет буфетчика театра Варьете: «Осетрину прислали второй свежести». А ответ Воланда — «Голубчик, вторая свежесть — это вздор! Свежесть бывает одна — первая, она же и последняя. А если осетрина второй свежести, то это означает, что она тухлая!» — можно распространить и на термин «понимание».

При рассмотрении любого вопроса у человека может быть всего два состояния: «понятно» (иногда про это говорят «абсолютно понятно» или «кристально ясно», желая отделить от замаскированного непонимания) и «непонятно» (тогда в качестве маскировки употребляют слова «интуитивно понятно», «в целом понятно» и т.п.). Будьте честными перед собой, не прячьтесь за словоблудием!

Существует более высокая степень понимания: «быстро понятно на уровне подсознания». Так опытный цветокорректор может быстро и достаточно точно представить себе, какой цвет стоит за набором RGB, CMYK или Lab чисел на палитре Info, не прибегая к долгим рассуждениям вокруг них. Происходит это не потому, что он «интуитивно понимает» модели цветовоспроизведения.

Совсем наоборот: точное знание этих моделей, умение провести анализ на их основе, помноженные на многолетний опыт работы, переводят все вычисления на уровень подсознательного. Для получения результата уже не надо ползать по цветовому кругу, мозг все делает сам. Но в основе этого обязательно лежит «кристально ясное» понимание всех происходящих процессов.

Методика анализа

Начнем с поканальных режимов. В этом случае происходит параллельное взаимодействие трех (в красном, зеленом и синем каналах) пар (исходное и корректирующее) изображений в градациях серого. Для понимания алгоритма работы достаточно рассмотреть одну пару.

В роли подопытных выступят два монохромных дискретных цветовых клина. Исходное (нижележащее) изображение — набор из девяти вертикальных плашек переменной яркости. Слева направо яркость изменяется от черного (0) до белого (255) с шагом 32 тоновых уровня. Для каждой плашки сверху указана ее яркость, а снизу — буква латинского алфавита.

Корректирующее (накладываемое) изображение. Такой же клин, только яркость возрастает снизу-вверх. Для каждой плашки справа указана ее яркость. Эта информация будет оставаться неизменной. Слева будет указываться параметр, наиболее информативный для каждого режима: отнормированная яркость, отклонение яркости от белого или средне серого и т.п.

Наложив эти картинки друг на друга, мы получим клетчатую доску, уникальную для каждого режима наложения. Она и послужит основой для анализа. Чтобы вам было проще ориентироваться на ней, я ввел координатную сетку аналогичную шахматной. На иллюстрации поле J(64) отмечено зеленым, диагональ A(0)-K(255) — красным, область A(160)-D(255) — синим.

Записав яркость каждого поля доски, мы получим матрицу 9х9.

В некоторых случаях более информативными являются не значения яркости после наложения, а ее изменение по сравнению с исходной картинкой. Отрицательные значения соответствуют уменьшению яркости, положительные — увеличению. Для большей наглядности яркость полей на ней тем выше, чем большим было изменение яркости (без учета знака).

Людям, привычным к математике, этого будет вполне достаточно для анализа. Но крутить в голове восемьдесят одно трехзначное число не очень удобно, а матричное представление для многих малонаглядно. Поэтому перейдем от чисел к графикам. Строчка доски отображает результат наложения на картинку однотонной плашки. В интерфейсе кривых (Curves) поставим точки для каждого из девяти полей этой строчки и проведем через них кривую. Коррекция при помощи такой кривой будет оказывать на исходное изображение такое же воздействие, как и наложение однотонной плашки в анализируемом режиме.

Построив кривые для каждой строчки доски и посмотрев в динамике, как меняется воздействие при изменении яркости накладываемой плашки, можно понять, как работает режим наложения. Для каждого режима я приведу вам доски с абсолютными и относительными значениями яркости и вычисленные мной математические формулы для 8-битного режима и отнормированных яркостей. Но основным для нашего анализа будет именно семейство кривых.

На какие вопросы мы должны получить ответ