Лабораторная работа «Обработка изображений»

Коррекция цвета

Для коррекции цвета в GIMP существует ряд инструментов в меню «Цвет» (Рис. 3.1.).

Рис. 3.1. Инструменты для коррекции цвета

Инструменты можно использовать для активного слоя или для участка выделения.

Цветовой баланс

Первый инструмент «Цветовой баланс» позволяет регулировать соотношение основных цветов из RGB и CMY моделей. Инструмент наиболее полезен для исправления цветов, преобладающих на цифровых фотографиях. Регулировка происходит либо для светлых участков изображения, либо для полутонов, либо для теней с помощью специального диалога (рис. 3.2.).

Рис. 3.2. Диалог для корректировки цветового баланса

Коррекция тона, освещенности, насыщенности

Следующий инструмент позволяет изменяет значения тона, насыщенности и яркости выбранного цветового диапазона в активном слое или выделении с помощью специального диалога (рис. 3.3.).

Тон позволяет отличать между собой основные цвета в модели HSV: красный, зеленый, синий, голубой, малиновый (пурпурный), желтый.

В теории цвета насыщенность — это интенсивность определённого тона. Можно сказать, что насыщенность это характеристика цвета, определяющая его чистоту. Насыщенный цвет можно назвать сочным, глубоким, менее насыщенный — приглушённым, приближённым к серому. Также насыщенность позволяет отличать красный цвет от розового, зеленый от светло-зелёного и т.д.

Полностью ненасыщенный цвет будет оттенком серого. Насыщенность (saturation) — одна из трёх координат в цветовых пространствах моделей HSL и HSV.

Термин «освещенность» (от англ. lightness) в GIMP переведен на русский язык не совсем корректно. В русском языке в теории цвета используют обычно термин светлота. Светлота — одна из основных характеристик цвета наряду с насыщенностью и тоном Светлота это субъективная яркость участка изображения, позволяющая отличать, например, серый цвет от черного, а белый от серого. Для полного понимания этих характеристик цвета рекомендуется обратится к лекции по основам компьютерной графики и цветовым моделям HSV и HSL.

 

Рис. 3.3. Диалог коррекции тона, освещенности, насыщенности

Тонирование

Инструмент «Тонирование», так же можно использовать для изменения тона, освещенности и насыщенности через специальный диалог (рис. 3.4.). Но в отличие от предыдущего инструмента, тонирование применяется для изображений в градациях серого цвета для получения цветности и может быть использовано для перевода изображения в сепию (дуотон). Использование инструментов выделения отдельных областей и тонирования позволяют черно-белую фотографию (изображение в градациях серого цвета) перевести в цвет. Также для раскрашивания черно белых изображений можно использовать команду Цвет → Окрашивание.

Рис. 3.4. Диалог «Тонирование»

Яркость и контраст

Достаточно просто изменяется яркость и контрастность изображения или выделения при использовании инструмента. «Яркость-контраст».

Яркость и контраст являются субъективными характеристиками изображения, воспринимаемыми человеком.

Яркость представляет собой характеристику, определяющую то, на сколько сильно цвета пикселей отличаются от чёрного цвета. Например, если оцифрованная фотография сделана в солнечную погоду, то ее яркость будет значительной. С другой стороны, если фотография сделана вечером или ночью, то её яркость будет невелика.

Контраст представляет собой характеристику того, насколько большой разброс имеют цвета пикселей изображения. Чем больший разброс имеют значения цветов пикселей, тем больший контраст имеет изображение.

Гистограмма изображения

Несколько следующих команд в меню «Цвет» используют гистограмму изображения (уровни) как основной или дополнительный инструмент. Гистограмма (в фотографии) — это график распределения полутонов изображения, в котором по горизонтальной оси представлена Яркость, а по вертикали — относительное число пикселов с данным значением яркости (рис. 3.5.). Гистограмма изображения позволяет оценить количество и разнообразие оттенков изображения, а также общий уровень яркости изображения.

Рис. 3.5. Пример гистограммы

Наиболее просто построение гистограммы можно пояснить для изображения в градация серого цвета. В этом случае, гистограмма представляет собой диаграмму, где по горизонтальной шкале откладываются градации серого от 0 (черный) до 255 (белый), а по вертикальной - количество точек соответствующей градации в этом изображении. Чем выше столбец, тем больше точек соответствующего оттенка серого содержится в фотографии.

Так гистограмма, приведенная на рис. 3.5., отображает количество пикселей определённого тона для рис. 3.6.

Рис. 3.6. Пример изображения для построения гистограммы

При выборе инструмента «Уровни» и задании параметров, как показано на рис. 3.7. (бегунки справа слева сдвинуты к середине), распределяем значение интенсивностей равномерно по всей области градаций серого цвета. Этим самым повышаем контрастность изображения (рис. 3.8.).

В некоторых случаях, описанный метод позволяет улучшить изображение, а в некоторых наоборот уменьшить художественную ценность изображения.

Гистограмма для цветного изображения строится по яркости, либо по каждому отдельному каналу для основных цветов цветовой модели. Например, для RGB модели гистограмма может быть построена для трех каналов R, G и B соответственно.

Рис. 3.7. Изменение гистограммы

 

Рис. 3.8. Изображение с повышенной контрастностью

Коррекция цветовых кривых

Вторым значимым элементом после гистограммы являются « Кривые », которые позволяют управлять функцией яркости и контрастности.

Рассмотрим функцию для управления яркостью и контрастностью, областью определения и значений которой являются значения цветовых компонент в модели RGB. Аргументом функции является цвет пикселя исходного изображения. Значение функции представляет собой цвет пикселя обработанного изображения. Для изменения яркости/контраста функция применяется для каждого пикселя изображения.

Если яркость и контраст изображения никак не меняются в процессе преобразования, то функция имеет график, представленный на рис. 3.9., а. Из рисунка видно, что функция в этом случае просто передаёт на выход значение своего аргумента.

а) б) в)

Рис. 3.9. Графики яркости

Яркость для рассматриваемой функции представляет собой сдвиг прямой линии в вертикальном направлении. Яркость изображения увеличивается пропорционально сдвигу прямой. Если прямая сдвигается вверх (рис. 3.9., б), яркость изображения увеличивается, а если прямая сдвигается вниз (рис. 3.9., в) – уменьшается.

При использовании преобразования контраста прямая линия меняет свой наклон. При увеличении контраста изображения (рис. 3.10., а) наклон прямой увеличивается, при уменьшении контраста – уменьшается (рис. 3.10., б). При этом сдвиг прямой в горизонтальном направлении означает, что помимо контраста изменяется и яркость изображения.

а) б)

Рис. 3.10. Графики контрастности

Комбинации наклона и сдвига прямой позволяют одновременно изменять и яркость, и контраст изображения. Например, на рис. 3.11. представлен график функции, усиливающей контраст и увеличивающей яркость изображения.

Рис. 3.11. Увеличение яркости и контрастности

Преобразование яркости/контраста может быть применено и к отдельным компонентам модели RGB, например к компоненту красного цвета. Тогда яркость/контраст будут изменяться только для красного компонента, а для других компонент они останутся неизменными. Более того, можно задавать различные преобразования яркости/контраста одновременно для каждого компонента модели RGB.

Фильтры

Фильтр — специальный вид инструмента, который берёт входной слой или изображение, применяет к нему математический алгоритм и возвращает измененный слой или изображение в новом формате. Фильтры позволяют накладывать на изображение различные эффекты, например: размытие, резкость, деформацию, шум и т. д.

Для работы с фильтрами в GIMP выделено специальное меню « Фильтры ». При работе с фильтрами активно используются диалоговые окна для задания параметров фильтров.

Фильтры размытия

Это набор фильтров, которые тем или иным способом размывают изображение или его часть. Тем не менее, цвета необработанной области могут попасть в размытую область. Так что ниже приведены иллюстрации действия каждого из фильтров размывания, которые помогут вам выбрать фильтр, оптимально подходящий для той или иной задачи. Разумеется, это всего лишь примеры, поскольку почти для каждого фильтра можно изменить тип размывания и силу действия эффекта.

 

a) Исходное изобра-жение

б) Размывание по Гауссу

в) Пикселизация

г) Размывание в движении

Рис. 3.12. Примеры использования фильтров размытия

На рис. 3.12 приведены примеры использования различных фильтров размытия.

Фильтры улучшения

Среди фильтров улучшения можно выделить фильтр повышения резкости, удаления пятен и штрихов, и самое главное, удаления эффекта красных глаз на цифровых фотографиях. Для использования последнего фильтра рекомендуется сначала выделить область, с эффектом красных глаз на фотографии, и далее применить фильтр, меняя пороговое значение в диалоговом окне.

Фильтры искажения

Фильтры искажения преобразуют изображение разными способами, такими как: имитация ветра, ряби или волн на воде, загнутая страница, искажения оптики и т.д.

Фильтры свет и тень

Здесь находится три группы фильтров:

· Фильтры световых эффектов рисуют разные эффекты освещения изображения.

· Фильтры для создания разного рода теней. Необходимо отметить, что описанный выше способ получения тени через работу со слоями, более гибок и позволяет получать более сложные тени, например с изгибом на полу и стене.

· Фильтры эффекта стекла искажают изображение так, как будто на него смотрят сквозь линзу или стеклянные блоки.

Фильтры выделения края

Фильтры выделения края ищут границы между разными цветами, таким образом, находя контуры объектов.

Они используются, чтобы указать выделения и для других художественных целей. Например, интересен фильтр «Неон».

Фильтры имитации

Фильтры имитации создают эффекты присущие различным стилям живописи: кубизму, живописи маслом, картине на холсте или плетённой поверхности и т.д.

Фильтры визуализации

Большинство фильтров в GIMP работает над слоем, изменяя его содержимое, но фильтры в группе «Визуализация» отличаются тем, что они создают текстуры с нуля. Обычный результат такого фильтра - полная замена содержимого слоя. Некоторые фильтры создают случайные или шумовые текстуры, другие — фракталы, а один (Gfig) больше напоминает общий (но ограниченный) инструмент векторной графики.

В этой же группе фильтров находятся фильтры для построения и изучения фракталов. При выборе Фильтры → Визуализация → Природа → IFS-фрактал вызывается подсистема построения геометрических фракталов с помощью системы итерируемых функций. При выборе фильтра « Исследователь фракталов » вызывается подсистема построения разнообразных алгебраических фракталов. Для этих фильтров GIMP содержит достаточно подробную справку с пошаговыми инструкциями.

Задание по лабораторной работе

1. Подобрать исходное изображение в градациях серого цвета. Поместить изображения в отчет.

2. Перевести изображения в режим RGB модели, выбрав Изображение → Режим → RGB.

3. Используя инструменты выделения, тонирование и окрашивание сделать изображение цветным.

4. Отрегулировать цветовой баланс, яркость и контрастность.

5. Сохранить полученное изображение. Описать ход работы и полученные результаты.

6. Подобрать несколько разных цветных изображений и исследовать изображения с помощью гистограммы.

7. При необходимости увеличить контрастность изображений. Отразить результаты исследования в отчете, в котором привести исходные и полученные изображения и их гистограммы.

8. Создать новое изображение и залить его градиентом от черного к белому цвету, слева направо.

9. Использую коррекцию цветовых кривых как показано на рис. 3.13. Преобразовать изображение. Объяснить результат в отчете.

Рис. 3.13. Кривая цветокоррекции

10. Подобрать фотографию с эффектом «Красных глаз».

11. Устранить эффект «красных глаз» с помощью соответствующего фильтра.

12. Кадрировать изображение, подготовив его к печати на фотобумаге размером 10x15 см.

13. Улучшить изображение, используя гистограмму (уровни).

14. Создать выделение по краям изображения. Для этого используйте прямоугольное выделение с закругленными краями. Для симметричности выделения в параметрах инструмента «Прямоугольное выделение» позицию и размер. Затем инвертируйте выделение командой Выделение → Инвертировать ( Ctrl + I ).

15. Примените к выделению несколько различных фильтров для получения оригинальных рамок. Можно попробовать выбрать Фильтры → Карта → Фрактальный след. Хорошие результаты сохраните в отчет. Используйте историю для отмены неудачных действий и новых попыток.

16. Подберите цветные изображения для дальнейших экспериментов.

17. Исследуйте группы фильтров: « Искажение », « Выделение края », « Имитация » применяя их в целом ко всему изображению. Наиболее интересные результаты занесите в отчет.

18. Создайте новое изображение 640x480.

19. Исследуйте на этом изображении возможности группы фильтров « Визуализация ».

20. Исследуйте возможности построения геометрических и алгебраических фракталов.

21. Исследуйте возможности построения векторных примитивов на изображении с помощью фильтра Gfig.

22. Напишите развернутый вывод, где проанализируйте основные возможности GIMP в сравнении с другими графическими редакторами. Выразите и обоснуйте свое мнение.

 

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: