Трех частотное разложение. Ретушь портрета на основе частотного разложения изображения

Наверяка вам уже известно, что в ретуши фотографий самой что ни на есть «черной магией» является то, как достичь невероятно гладкой кожи, при этом не теряя резкости ее текстуры, а также текстуры одежды. В Photoshop существуют фильтры для размытия и повышения резкости, но оба эти процесса несколько противоречивы.

В этом уроке я покажу вам, как я произвожу ретушь фотографии от начала до конца, используя метод, который позволяет выборочно обрабатывать не только различные области изображения, но и различные уровни детализации. Метод частотного разложения заключается в создании сильно детализированного слоя (высокая пространственная частота) и слоя с низкой детализацией из фотографии-исходника - этот метод впервые изложил в доступной форме Шон Бейкер , фотограф и ретушер из штата Мэриленд. Эта техника позволяет сгладить грубые участки и обработать области с хорошей детализацией независимо друг от друга, а также вам станут доступны высококачественные и недеструктивные методы обработки, при помощи которых можно сделать фотографию более резкой.

Ben Secret.

1. Откройте в Photoshop фотографию, которую хотите отретушировать. Первым делом убедитесь, что вы работаете в 16 -битном режиме. Далее создайте 2 копии исходной фотографии, выбрав ее на панели слоев и дважды нажав Ctrl+J . Назовите нижний слой «low frequency » (низкая частота, мы будем использовать этот слой в качестве цветности и тона кожи), а верхний - «high frequency » (высокая частота – это слой будет использоваться в качестве текстуры). Самый нижний слой с исходной фотографией (по умолчанию он называется «Background » (Фон) не трогайте, возможно, он понадобится вам в дальнейшем.

2. Перейдите на слой «low frequency ». Чтобы применить к вашей фотографии метод частотного разложения, сперва следует удалить все детали с этого слоя. Для этого применим к этому слою фильтр Gaussian Blur (Размытие по Гауссу), выбрав через меню (Фильтр - Размытие - Размытие по Гауссу). Значение радиуса определяется точкой пересечения высоко детализированного и размытого слоя, т.е. значение радиуса нужно подобрать таким образом, чтобы такие четкие детали как, к примеру, поры кожи и ресницы, стали размытыми. Подберите нужный размер радиуса размытия для вашей фотографии.

3. Теперь перейдите на слой «high frequency » и выберите (Изображение - Внешний канал). Для параметра Layer (Слой) выберите ваш слой «Low frequency », Blending (Наложение) = Add («Добавление») (не Linear Dodge Add!), Scale (Масштаб) = 2 , Offset (Сдвиг) = 0 , поставьте галочку у параметра Invert (Инвертировать) и нажмите Оk . Если вы все сделали правильно, у вас должен получиться слабо детализированный слой. Измените режим наложения () этого слоя на (Линейный свет).

4. Итак, ваше изображение восстановлено без потери качества. Перейдите на слой «low frequency » и примените к нему фильтр Surface Blur (Размытие по поверхности) ( (Фильтр - Размытие - Размытие по поверхности)). Это делается для того, чтобы сделать переходы между затемненными и осветленными участками кожи более плавным, без «размазывания » границ этих областей. Автор использует следующие настройки фильтра:

Radius (Радиус): 11 ;

Threshold (Изогелия): 10 ;

5. Поскольку слой с «высокой частотой » аккуратно отделен от остальных слоев и напрямую не затрагивает исходный слой с вашей фотографией, размытие и дорисовка изображения становятся не-деструктивными. Из-за яркого света на лице девушки имеются слишком грубые тени. Находясь на слое «low frequency », при помощи инструмента (Инструмент «Пипетка» / Клавиша «I») - для определения цвета, и инструмента () с мягкими краями (параметр Flow (Нажим) установите на 1% ) аккуратно сгладьте контуры тени на лице девушки.

6. Перейдите на слой «high frequency » и отретушируйте кожу девушки, убрав пятна, морщины и растрепанные волосы. Один из любимых инструментов автора - (Инструмент «Точечная восстанавливающая кисть» / Клавиша «J»). Без «низких частот » этот инструмент становится еще более эффективным, позволяя вам удалить ненужные детали, не создавая при этом цветных пятен, не соответствующих цветовой гамме текущей области ретуширования.

7. При помощи этой техники также можно очень качественно повысить резкость изображения. Перейдите на слой «high frequency » и продублируйте его, нажав Ctrl+J . Перейдите на копию этого слоя («high frequency copy ») и добавьте этому слою (клавиша «Q»). Вернитесь на слой «high frequency », выделите его (Ctrl+A) и скопируйте (Ctrl+C), затем перейдите на маску слоя «high frequency copy » и вставьте (Ctrl+V) скопированное изображение. Чтобы перейти на маску слоя, нажмите Alt и кликните по иконке маски. После этого инвертируйте изображение на маске слоя, нажав Ctrl+I .

8. Далее применим технику осветления/затемнения (Dodge/Burn), чтобы сделать осветленные и затемненные участки более ярко выраженными. Для этого выберите (Слои - Новый - Слой / Shift+Ctrl+N). Измените режим наложения на (Перекрытие) и поставьте галочку у пункта «Fill with Overlay - neutral color (50% gray) » (Выполнить заливку нейтральным цветом режима «Перекрытие» (серым 50%)), чтобы залить новый слой 50% -ным серым цветом, ведь прорисовывать света и тени мы будем именно на нем.

Ретушь портрета. Метод частотного разложения. December 27th, 2012

По просьбам студентов делаю перепост статьи по обработке портрета.
Оригинал взят у tolstnev в Ретушь портрета. Метод частотного разложения.

Вечная проблема при обработке портрета это как выровнять все дефекты и неровности, но при этом сохранить текстуру кожи. Всем известный плагин фотошопа Portraiture тупо делает кожу пластиковой. И как бы не говорили, что применять его нужно дозированно - сути это меняет. Это инструмент для ленивых. Нам же нужен лучший резутьтат!

Метод частотного разложения при ретуши кожи известен давно. Для меня на сегодняшний день это лучшее, чем я пользовался. Несмотря на кажущуюся сложность при его освоении, работать потом с ним легко и быстро. А если все операции по разложению записать в Actoin, так вообще песня! В сети есть немало статей, описыающих этот метод. Но мне попадались либо такие, после которых у меня пропадало желание осваивать этот метод, либо чересчур "водянистые". В данной статье я попытаюсь дать полное и подробное описание как я делаю частотное разложение, и как работаю с ним, конкретно в каждом слое.

Здесь уже предварительно убраны все прыщики. Как их убирать, здесь рассказывать не буду. Замечу лишь, что использую для этого инструменты Healing Brush Tool и Path Tool. Штампом для этого никогда не пользуюсь. Также здесь убраны явные и грубые пятна. Это делается прорисовкой светотеневого рисунка. Но об этом я напишу позже в другой статье. Видно, что изображение уже стало значительно лучше, но с фактурой кожи надо явно поработать.

Итак, начнем. Делаем копию фона. Далее идем Filter-Other-High Pass. Видим, что наш слой стал серым. В открывшемся окне ставлю значение 6 рх. Это значение может варьироваться от 2 до 11 рх. Зависит от того, насколько крупную фактуру кожи мы имеем в данном случае. Если портрет снят крупно, да еще и "многопиксельной" камерой, то это значение будет больше - 9 рх, и даже 11 рх. Если мы имеем дело с поясным снимком, или даже ростовым, где лицо занимает небольшую площадь кадра, и соответственно фактура очень мелкая, это значение будет 2-4 рх. Здесь главное правильно выбрать это значение. Если выберем слишком маленькое значение, то рискуем потерять фактуру кожи. И наоборот - большое значение сделает нам кожу слишком грубой.

Итак, жмем ОК, и для удобства переименуем его High Pass. Теперь надо создать группу и поместить этот слой туда. Делается это одной комбинацией клавиш Ctrl+G. Сразу переименуем группу - назовем её "Texture"
Затем меняем режим наложения группы(!) на Linear light.

Видим, что картинка стала опять цветной, но с завышенной детализацией. Наша модель стала похожа на крокодила. Сейчас мы это исправим!

Делаем активным серый слой High Pass, и сверху него создаем корректирующий слой Curves.

В открывшемся окне нам необходимо понизить крутизну кривой наполовину, как показано ниже. Все, это окошко можно закрыть.

Едем дальше. Заходим на Background, и делаем его копию. Filter-Blur-Gaussian Blur и ставим значение тоже 6 рх. Важно - эти значения в High Pass и Gaussian Blur должны совпадать! Жмем ОК и даем название слою "Blur".

Этот размытый слой также нужно загнать в группу, Ctrl+G. Назовем её "Spot"(пятна).

Вот собственно и все. У нас получился вот такой набор из слоев. Но, как мы видим, ничего не поменялось. Если отключить все слои кроме Background, то видно, что никаких изменений не произошло. Кстати, комбинация Alt+ клик на глазик Background отключает все верхние слои. Так в чем же смысл, спросите вы! А смысл этого слоеного пирога в том, что мы разделили нашу картинку на две группы. В верхней группе у нас находится текстура кожи, а в нижней мы можем делать все что угодно - размывать, рисовать, красить... Не боясь потерять текстуру. Но, все по порядку.

Отключаем глазик у группы Texture. Теперь текстура кожи нас не отвлекает, и мы видим все неровности кожи. Копируем слой Blur. И размываем его фильтром Gaussian Blur. На этот раз величину размытия определяем на глаз. Нам нужно подобрать такое значение, при котором станут неразличимы пятна мелкой и средней величины. Крупные пятна, величиной скажем с глаз или нос, нас пока не интересуют. Величина размытия у меня обычно составляет от 10 до 25 рх.

Закрываем этот слой черной маской.

Если вы не знаете что такое маски, и как с ними работать - дальше пока не читайте. Отложите все в сторону, и займитесь их изучением. Информации в сети на данную тему море. И поверьте - маски это очень просто!

В маске прорисовываем белой кистью участки кожи, не затрагивая губы, глаза, носовые отверстия и все контрастные границы. И чем больше мы сделали радиус размытия этого слоя, тем подальше нужно держаться от контрастных границ. Иначе они "поплывут".

Следующим этапом мы над слоем Blur copy создаем новый слой. Задача его состоит в том, чтобы убрать крупные пятна и блики, которые остались после предыдущего этапа.

Ставим параметры кисти Opasity и Flow по 10%. Эти параметры у меня всегда равны, так как кисть в данном случае работает более корректно. Берем образец цвета, который нам нравится, и зарисовываем участок кожи, который не нравится. Например блик на лбу от вспышки. Затем круги под глазами. И так далее. Но! При кажущейся простоте, здесь можно запросто напортачить. Если на предыдущих этапах мы действовали больше машинально, то здесь уже необходимо быть "немного художником". Ведь нам важно не допустить, чтобы зарисованные участки стали плоскими пятаками. Но никто и не говорил, что высококачественная ретушь это очень просто, и что это делается за пять минут. И вообще, если у вас нет художественного образования (как у меня), то рекомендую походить на курсы для начинающих художников. И еще на курсы визажистов. Причем именно походить, а не почитать книжки. Водить машину или плавать вы ведь не по книжке учились?

Итак, порисовав на этом слое, и убедившись что пятен нет, в группе " Spot " мы работу завершаем. Переходим в группу "Texture". Включаем глазик у группы. И говорим ВАУ! (обязательно). Видно, что кожа выровнялась, но при этом текстура кожи сохранена. Это хорошо.

Однако, если приглядеться, можно обнаружить, что текстура кожи не везде нас устраивает. Например под глазами, на месте бывших кругов. Или например там, где были блики от вспышек текстура кожи может быть слишком грубой. Что ж, будем лечить!

Копируем слой High Pass. Берем Healing Brush Tool. В настройках кисти рекомендую сделать её овальной. В таком случае следы воздействия будут менее заметны. И ставим жесткость кисти около 90%. Обычно я работаю мягкой кистью, но в данном случае обнаружил, что такая жесткость более приемлима. И обязательно(!) следует поставить Current Layer. И работаем так же, как обычно: берем через Alt образец текстуры, и перетаскивем на "больной" участок. Если после этой процедуры остались резкие границы заплаток, накладываем белую маску, и подтираем черной кистью (не 100%) нужные места.

Если есть участки, где текстура кожи есть, но она слабовыражена, заходим на корректирующий слой Curves 1. И на белой маске этого слоя черной кистью с параметрами Opasity и Flow по 20% протираю эти места. В результате чего текстура кожи там усиливается.

В самом конце надо лишь отрегулировать непрозрачность слоя "Blur copy". Если его оставить на 100%, то наша Катя будет выглядеть слишком уж идеальной. Так не бывает. Ставим от 70 до 80%, и наша модель снова похожа на реального человека.

Это лишь один из этапов ретуши портрета. Ниже приведены четыре варианта: 1 - конвертированный из RAW файла без каких либо изменений; 2 - после этапа первичной обработки в RAW конверторе, и прорисовки светотеневого рисунка; 3 - после описанного выше частотного разложения; 4 - окончательный вариант, где я поработал с цветом, контрастом и т.д.

И еще несколько портретов, отретушированных с использованием метода частотного разложения:

Продолжая «Санта Барбару» по методам ретуширования предлагаю к рассмотрению ещё один, пожалуй, дающий самый качественный результат. Однако требующий некоторых навыков работы с инструментами фотошоп и собственно времени на реализацию. Картинка для работы перед вами.

В двух словах о сути метода частотного разложения . Заключается эта самая суть в умелом разделении картинки на составляющие:

• Низкочастотную — содержащую крупные элементы (редко встречающиеся на единицу площади), к примеру, тени блики образующие объёмы на изображении, различные пятна и другие индивидуальные особенности
• Высокочастотную – мелкая детализация (часто встречающиеся) применительно к портрету к ним можно отнести поры кожи, жилки, венки, волоски и другую мелкую дребедень.

И последующем ретушировании каждой из них отдельно это дает гибкий подход к процессу ретуширования, ибо, работая на одной частоте мы никак не затрагиваем другую.

В реальности разделять изображение можно и на большее количество частот, однако в основном, как в случае с сегодняшней картинкой, достаточно двух.

Частотное разложение на две полосы частот

Перед тем как перейти непосредственно к разложению открытой в фотошопе картинки на частоты я инструментом « » прямо на фоновом слое удалил некоторые явные дефекты как описано в статье.

Теперь комбинацией клавиш Ctrl+J создам две копии фонового слоя они же заготовки для низкой и высокой частоты.

Скрыв видимость верхней копии сделаю активной нижнюю, фильтром «Размытие по Гауссу» обработаю этот слой с радиусом размытия подобранным таким образом, чтобы все мелкие детали оказались размытыми. Однако не нужно «фанатизма».

Можно использовать следующий подход – установить большое значение радиуса, затем постепенно снижать его до момента, когда начнет проявляться мелкая детализация для этой картинки значения в (указать значение) оказалось достаточно.

Низкую частоту я получил, теперь нужно вычесть её из верхней копии фонового слоя так чтобы на ней осталась только частота высокая. Использую для этой цели команду «Внешний Канал» из меню «Изображение» правда с несколько другими параметрами нежели описанные

Теперь нужно изменить режим наложения этого слоя на «Линейный Свет», объединить оба этих слоя в группу и начать ретушировать.

Ретушь на низкой частоте

Переходу ретуши на разделённых частотах изображения, начну с низкой частоты, задача сделать общие формы лица модели более плавными. Работать буду связкой из инструмента «Лассо» читать о нём и фильтра «Размытие по Гауссу» усредняя им содержимое выделенных областей.

Для начала нужно провести небольшую настройку «Лассо», заключающуюся в растушевывании краёв создаваемых выделений. На размытом слое делаю небольшую выделенную область, перехожу в режим быстрой маски нажатием клавиши Q.

Область выделения при этом окажется не закрашенной в отличие от остальной картинки, залитой полупрозрачным цветом. Края области будут отлично видны.

Для возврата в «обычное состояние» нужно еще раз нажать Q. Изменяя параметр Feather «Растушевка» и повторяя процедуру использования режима быстрой маски легко подобрать значения этого параметра для получения гладких границ выделений. Я остановился на значении 12 пикс.

Начинаю работать: создаю небольшую выделенную область, вызываю диалог фильтра «Размытие по Гауссу» устанавливаю радиус размытия произвольно ориентируясь на изменения выделенного участка картинки.

Повторяю эту процедуру, проходя постепенно по всем участкам кожи. Фильтром размытия удобно действовать при помощи комбинаций клавиш, происходит это так:

Выделяем участок кожи, комбинацией Ctrl+F применяем фильтр с настройками, сделанными ранее. То есть если использовался фильтр «Размытие по Гауссу» с радиусом 5 пикс. он будет применён к выделенному участку с такой настройкой, при этом диалога фильтра не появится.

При повторном нажатии Ctrl+F эти настройки будут применены ещё раз. Если по ходу работы появится необходимость изменения радиуса размытия, она обязательно появится, используйте комбинацию Alt+Ctrl+F откроется диалог настроек и радиус размытия можно будет изменить.

Использование этих комбинаций клавиш заметно сокращает время ретуши избавляя от постоянного прохождения до фильтра из меню.

В результате обработки низкочастотной составляющей получилась такая картинка.

Осталось обработать высокую частоту для удаления мелких дефектов фактуры.

Ретушь на высокой частоте

Перехожу на слой с высокой частотой работать на нем как мне кажется много проще чем с частотой низкой. Используется для ретуши инструмент «Штамп» Clone Stamp работа с ним описана в статье она не затейлива и логически понятна.

Небольшим радиусом с жесткими краями берем образец с хорошего «участка» картинки и переносим на «плохой». Размер и жесткость инструмента во время работы, меняются как у обычной кисти читать .

Выбирать участки для «пересадки» нужно рядом с повреждённым, перенос клонов кожи с подбородка на лоб и на оборот не очень хорошая идея. Процесс ретуши высокой частоты хоть и не быстр, зато и результаты даёт качественные.

Вот собственно и весь процесс, от вас только желание и время для его освоения, результаты не заставят себя ждать. Применение техники обработки глаз описанной обработка зубов из статьи, немного филтра «Пластика» и D&B о которых я расскажу в следующих статьях дали результат показанный ниже.

Надеюсь эта техника ретуши фото с разложением картинки на две полосы частот найдёт применение в вашей работе.

В этом уроке фотошоп Кузьмичев Алексей расскажет про частотное разложение в фотошопе . Суть этого метода заключается в том, что мы раскладываем кожу на несколько частот на нескольких слоях. На первом слое будет содержаться тон кожи, а на втором - все детали и дефекты. Таким образом, мы можем редактировать оба слоя не зависимо друг от друга, что очень удобно и позволяет в полной мере сохранить текстуру кожи и выровнять ее тон. Готовый результат урока представлен на скриншоте ниже.

Давайте рассмотрим как разложить кожу на частоты. Открываем фотографию, с которой будем работать.

Первым делом создаем две копии основного слоя. Нажимаем два раза комбинацию клавиш Ctrl+J . Верхнюю копию можно назвать Детали , а нижнюю давайте назовем Тон . Верхнюю копию можно пока что отключить, будем работать с нижней.

Переходим в Фильтр -> Размытие по Гауссу (Filter -> Blur -> Gaussian Blur).

При помощи данного фильтра мы разгладим тон кожи и немного ее выровняем. Необходимо подобрать такой радиус, чтобы основные детали были видны, но тем не менее кожа у нас выровнялась по максимуму. Обычно Радиус подбирается в диапазоне от 10 до 15, в зависимости от размера фотографии. В нашем примере оставим 12,7.

После это включаем обратно верхний слой Детали . Идем в меню Изображение -> Внешний канал (Image -> Apply Image).

В открывшемся окне выставляем:

• Слой - выбираем наш нижний слой Тон ;
• Обязательно должна стоять галочка Инвертировать ;
• Режим наложения выставляем Добавление (Additive);
• Непрозрачность 100%;
• Масштаб 2;
• Сдвиг 1.

Меняем этому слою режим наложения на Линейный свет (Linear Light).

Таким образом мы получаем исходную фотографию, состоящую уже из 2-х слоев, разложенную на частоты. Теперь эти 2 слоя можно объединить в отдельную группу. Выбираем эти два слоя через зажатую клавишу Ctrl и нажимаем комбинацию клавиш Ctrl+G . Если попробовать выключить группу, а затем ее снова включить, то можно заметить, что на фотографии ничего не меняется. Но так как фотография сейчас разложена на частоты, то мы можем редактировать тон и детали отдельно друг от друга, что очень удобно.

Давайте начнем с тона. Будем выравнивать кожу. Делать это можно несколькими способами. Давайте, например, выберем инструмент Лассо и поставим ему в настройках на верхней панели инструмента растушевку 50 пикселей. Будем выделять те области, которые не выровнялись. Что касается нашей фотографии, то заметны небольшие пятна на лбу. Выделяем это место с помощью инструмента и дополнительно размываем через Размытие по Гауссу . Только в этом случае радиус можно увеличить до 50 пикселей.

Точно также продолжаем работать на других участках. Не забывайте их размывать. На подбородке можно немного уменьшить радиус размытия, чтобы остался блик.

Фотография на данном этапе выглядит следующим образом.

Ну и после того как мы выровняли тон кожи можно переходить к слою с деталями. Займемся устранением мелких дефектов на коже. Будем удалять их при помощи двух инструментов - Точечная восстанавливающая кисть (Spot Healing Brush Tool), либо просто Восстанавливающая кисть (Healing Brush Tool).

Давайте возьмем инструмент Восстанавливающая кисть и немного ее настроим. Поставим Угол в 45 градусов, а Форму на 72%.

Благодаря таким настройкам все изменения буду происходить незаметно и естественно. Области, где мы будем прорабатывать кисточкой, не будут так ярко бросаться в глаза. Также, очень важно в настройках кисти включить в настройке Образец - > Активный слой .

Ну и теперь зажимаем клавишу Alt , чтобы взять образец кожи и начинаем устранять все дефекты.

Процесс этот не быстрый и результат будет полностью зависит от того, на сколько вы аккуратно проработаете все области. Также, вы можете использовать инструмент Точечная восстанавливающая кисть . Он работает немного попроще. Мы выделяем область, которую нам необходимо убрать и программа автоматически все делает сама. Поэтому используйте тот инструмент, с которым привыкли работать и который вам наиболее удобен.

Теперь давайте посмотрим на результат устранения дефектов на фотографии. Изображение до устранения:

После устранения:

Кожа стала более ровной и все дефекты по возможности удалены. Весь процесс рассмотрен не будет, потому что он достаточно долгий. Но хороший результат стоит потраченного времени.

Готовый результат представлен на скриншоте ниже.

Видеоурок:

UPD (апрель 2014):
Если данная статья покажется вам не удачной и/или не очень подробной, или вы просто предпочитаете «посмотреть», а не «почитать», предлагаю ознакомиться с постом . В нем представлен конспект одноименного онлайн мастер-класса и видеозапись МК (общей продолжительностью 5 часов 13 минут), нарезанная на части соответствующие разделам конспекта.

Все было придумано до нас.

Это небольшое вступление с краткой предысторией вопроса. Просто для общего развития. Если вам интересно толко непосредственное описание методики, можете сразу перейти к следующему разделу.

Все началось в 1822 году, когда французкий математик и физик Жан Батист Жозеф Фурье опубликовал свою работу «Аналитическая теория тепла», в которой для расчетов использовал представление функций тригонометрическими рядами. Разложение Фурье оказалось очень удобным и гибким инструментом. В 19 веке эти идеи активно развивались математиками, а в 20 были взяты на вооружение радиотехниками. Прямое (позволяющее разложить сигнал в частотный спектр) и обратное (позволяющее востановить сигнал из его часттного спектра) преобразования Фурье стали краеугольным камнем обработки сигналов.

Цифровая техника породила необходимость цифровой обработки сигналов, а компьютеры предоставили для этого широчайшие возможности. И здесь активно используется преобразование Фурье. На нем построены многие алгоритмы сжатия информации (в том числе JPG и MPEG), системы шумоподавления и многое другое. Естественно, такая обработка не обошла стороной и цифровые изображения. Этот метод давно известен в среде професссиональных ретушеров и на западе его название крутится вокруг слова «вейвлет» (wavelet). Хотя реально в его основе лежит более простое преобразование Фурье, поэтому я называю это частотным разложением.

В массы данная методика продвинулась не сильно. Сомневаюсь, что здесь наличествует «заговор профессионалов», скрывающих от публики «секретные приемы». Скорее всего, специалистам было просто лень писать статьи, а «широким массам» вполне хватало портретуры (как созвучно с политурой, и результаты схожие). Лично я «открыл Америку через форточку», когда полтора года назад разбирался с режимами наложения и нашел статью Александра Миловского «Муар нам только снится» . Разобрался с частотным разложением самостоятельно и только потом узнал, что его давно и плотно используют многие специалисты. Ничего удивительного — все было придумано до нас.

Фурье туда-обратно или аналогия со звуком.

Людям, не знакомым с обработкой сигналов, проще всего будет понять смысл данного метода по аналогии с обработкой звука, которая происходит практически во всех современных системах воспроизведения. Я сичтаю, что разумнее один раз понять принцип, чем много раз переписывать из книжек «чудо-значения» непонятных настроек. Но, если вы уже знакомы с обработкой сигналов или вам просто не интересно в этом разбираться, переходите к следующему разделу.

«Фурье туда-обратно» — это жаргонное студенческое название стандартного метода обработки сигналов: прямое преобразование Фурье раскладывает входной сигнал (например, на входе в усилитель) в спектр - полученный спектр изменяется в соответствии с характеристикой прибора (например, усиливаются низкие частоты) - обратное преобразование Фурье позволяет получить из нового спектра выходной сигнал (в нашем примере басы будут звучать громче). Прелесть такого метода в том, что можно изменять разные частоты по отдельности, не зависимо друг от друга. Самое простое изменение — усиление или ослабление. Те, кто застал старую технику, помнят на усилителях ручки «НЧ» и «ВЧ». Это и есть усилители низкой и высокой частоты. Эти регулировки не затрагивали средние частоты, но позволяли отдельно усилить или ослабить низкие и высокие. В современной технике спектр делится на большее количество частотных полос. Раздельное управление каждой из них обеспечивает эквалайзер. Проигрыватель iTunes, например, имеет десятиполосный эквалайзер.

Но нам не нужно такого детального разделения. Давайте вернемся к трем полосам и разберемся, какой вклад вносят в мелодию лежащие в них звуки.

Низкие частоты, они же басы. Они задают общий ритм, или, можно сказать, общую форму мелодии. В этом легко убедиться полностью отключив все колонки и послушав только сабвуфер. Вы сразу уловите основной ритм, хотя можете даже не понять, что это за песня. Таким образом:
Низкие частоты несут информацию об общей форме.

В средних частотах лежит голос человека и основные звуки большинства музыкальных инструментов. Это основная, наиболее информативная и детализированная часть звука. Мобильные телефоны воспроизводят только средние частоты, что совсем не мешает нам слушать собеседника или наслаждаться (а чаще совсем наоборот) всевозможными рингтонами. Другими словами:
В средних частотах находится основная детализация.

В высоких частотах находятся наиболее резкие звуки (например, звук тарелок барабанной установки). Там же находится часть высоких гармоник остальных инструментов. С отключением высоких частот звук становится более сглаженным, лишается резкости. То есть:

А теперь давайте отбросим предварительные объяснения, оставим только краткие выводы и представим что речь идет об изображении. С точки зрения математики и обработки сигнала разницы между звуком и изображением практически нет: звук — это одномерный (зависимость акустического давления или напряжения на клемах усилителя от времени) непериодический сигнал, а картинка — это двумерный (зависимость яркости от горизонтальной и вертикальной координаты) непериодический сигнал. Для RGB изображения таких сигалов будет сразу три: яркость в каналах Red, Green и Blue. Итак, в изображении:

Низкие частоты несут информацию об общей форме.
В средних частотах находится основная детализация.
Высокие частоты добавляют резкость.

Если мы сможем разнести разные частоты изображения на различные слои, то получим следующее.
На первом слое (НЧ) — самые крупные детали, общее распределение яркости и цвета, то есть форму объекта.
На втором слое (СЧ) — средняя и мелкая детализация, которая скрывается за выражением «локальный контраст» и для снятых крупным планом объектов является фактурой поверхности.
На третьем слое (ВЧ) — сверх-мелкую детализацию, про которую часто говорят «микроконтраст» и которая отвечает за резкость.

Надо сразу заметить, что граничные переходы являются сверх-мелкими деталями, даже если это границы достаточно крупных элементов изображения. Кстати, если вы еще не догадались, классическое повышение резкости фильтром Unsharp Mask — это просто сильное усиление верхних частот, а повышение резкости методом HiRaLoAm (High Radius Low Amount) — это слабое усиление средних и верхних частот.

Как это сделать в графическом редакторе.

«На полном автомате» это можно реализовать с помощью плагинов. Для GIMP"а существует Wavelet decompose , для пользователей ImageMagick есть достаточно подробное описание (с кодом) , работающие в Photosop могут использовать 2D Fast Fourier Transform plugin for Adobe Photoshop или поискать в интернете по словам «wavelet» или «FFT». Я не люблю плагины (тому есть свои причины, но это выходит за рамки данной статьи), поэтому мы все проделаем стандартными средствами Photoshop .

Возьмем самый простой случай, разделение на две составляющие. Задача распадается на две: во-первых, разделить картинку на частотные составляющие; во-вторых, сложить эти частотные составляющие обратно в картинку. Для решения первой нам потребуются фильтры нижних и верхних частот. Фильтр НЧ оставляет только частоты ниже определенной. Естественно, частоты не обрезаются резко. Просто начиная с какого-то значения они плавно ослабляются. Фильтр верхних частот по такому же принципу оставляет только частоты выше определенной. Эти фильтра должны взаимно дополнять друг друга. То есть, после ВЧ-фильтрации мы должны увидеть разницу между исходной картинкой и ее НЧ-составляющей. В противном случае мы не сможем сложить изображение обратно.

Фильтром нижних частот в фотошопе является Gaussian Blur. Чем больший радиус мы задаем, тем ниже частоты, которые он оставляет. Дополнительным к нему фильтром верхних частот является High Pass (кстати, английский термин high-pass filter так и переводится «фильтр верхних частот»). Таким образом, после применения к копии исходной картинки Gaussian Blur мы получим ее низкочастотную составляющую. А после применения к копии исходной картинки High Pass с тем же значением Radius — высокочастотную, то есть разницу между исходной картинкой и ее размытой копией. Эта разница равна отклонению яркости от средне-серого (тон 128).

Из каких соображений выбирается Radius. Рассказывать про картинку в терминах «частоты» не очень удобно, поэтому перейдем к терминам «размеры». Понижение частоты соответствует увеличению длины волны, а для картинки это означает увеличение размера элементов. Чем больше значение Radius, тем больший размер должен иметь элемент изображения чтобы остаться на размытой копии, тем больше деталей будет исчезать с нее, оставляя только «чистую» форму объекта. Таким образом, при использовании Gaussian Blur мы заинтересованы в как можно большем значении Radius.

С другой стороны, чем больше значение Radius, тем больший размер могут иметь элементы пропущенные фильтром High Pass, тем больше информации о форме пройдет в слой на котором мы собирались оставить только детализацию. Таким образом, при использовании High Pass мы заинтересованы в как можно меньшем значении Radius. Поскольку по условиям задачи это значение для Gaussian Blur и High Pass должно быть одинаковым, исходя из конкретной картинки и стоящей задачи выбирается некий компромисный вариант.

Всю работу можно производить в одном файле, а фильтры применять к копиям слоя с исходным изображением. Чтобы облегчить подбор значения Radius, я предварительно преобразовываю эти копии в смарт-объекты (Convert to Smart Objects). Таким образом фильтры применяются к ним как смарт-фильтры и допускают изменение настроек в любой момент. На иллюстрации приведен внешний вид фотографии и палитры Layers для исходной картинки, ее НЧ-составляющей (слой Low) и ВЧ-составляющей (слой High). Значение параметра Radius для обоих фильтров равно 10.

Теперь вторая половина задачи: сложить полученные НЧ и ВЧ составляющие в единую картинку. Для этого надо яркость каждой точки размытой копии (НЧ-составляющей) изменить ровно настолько, насколько яркость ВЧ-составляющей отличается от средней (тон 128). Мы могли бы воспользоваться режимом наложения Linear Light, но его алгоритм немного другой: яркость каждой точки нижнего слоя изменяется на величину в два раза большую, чем отличие яркости верхнего слоя от средней (тон 128). Выражаясь математически: R = S + 2(C — 128), где S — исходная яркость, C — накладываемая яркость, R — результирующая яркость. Чтобы скомпенсировать заложенное в Linear Light двухкратное усиление надо перед сложением в два раза понизить контраст ВЧ-слоя, оставив неизменной среднюю яркость. Это можно сделать создав поверх него корректирующий слой кривых, в котором черная точка сдвинута вверх до значения 64, а белая вниз до значения 192.

Теперь корректирующий и ВЧ слои можно объеденить в группу и присвоить этой группе режим наложения Linear Light. Готово, перед вами исходная картинка. Если вы хотите минимизировать суммарную ошибку округления (это имеет смысл при разложении на большее количество составляющих), работайте в 16-битном режиме. Но при разложении на две составляющие она настолько мала, что 8-битные исходники можно не переводить в 16 бит.

Несколько дополнительных замечаний. Они не влияют на описанный выше алгоритм, поэтому, если вам не хочется перегружать мозг, можете смело переходит к следующему разделу.

Замечание первое. Александр Миловский предложил для понижения контраста ВЧ-слоя использовать Brightness/Contrast с установкой Contrast=-50%. Если вы решите поступить так же, не забудте поставить галочку Use Legacy. Со времени написания статьи алгоритм работы Brightness/Contrast был изменен и эта галочка заставляет его работать по старому алгоритму. Наглядно это можно увидеть на иллюстрациях к .

Замечание второе. На форуме сайта www.modelmayhem.com есть пост с милым названием «HighPass курит взатяг (+решение)» , в которой утверждается, что High Pass дает не аккуратный результат и предлагается следующая методика:

1. cделать две копии слоя с исходным изображением
2. применить к нижней Gaussian Blur с желаемым радиусом
3. к верхнему слою применить команду Apply Image, выбрав в качестве накладываемого изображения размытый слой, режим наложения — Subtract, в поле Offset ввести 128, в поле Scale ввести 2.
4. наслаждаться результатом, который «не курит взатяг».

Да простит меня автор этого сообщения, но я это считаю бредом. Описанная методика с коэффициентом Scale 1 полностью повторяет алгоритм действия фильтра HighPass, а коэффициент Scale 2 просто в два раза снижает контраст (мы это делали кривыми). Таким образом шаманские танцы с бубном лишаются всякого смысла. Я попробовал разложить и сложить картинку разными методами и получил совершенно одинаковые результаты. Кроме того, сразу сниженный контраст ВЧ-слоя подпортит нам жизнь во время ретуши. То же самое относится и ко второму предложенному автором алгоритму. Желающих поспорить прошу в коменты.

Замечание третье. Иногда вместо кривых для компенсации вносимого Linear Light усиления предлагают уменьшить непрозрачность ВЧ-слоя до 50%. В частных случаях такая замена может быть равнозначна, но в общем — нет. В областях светлых деталей на светлом фоне (или темных деталей на темном фоне) после неослабленного Linear Light наложения может начаться постеризация и уменьшение непрозрачности от нее не спасет.

Зачем было городить огород?

Ответ на этот вопрос очевиден: если мы разложили изображение на составляющие, то теперь можем править каждую из них по отдельности.

Для ретуши формы удобнее всего применять штамп с уменьшеной непрозрачностью. Это позволяет плавно сгладить свето-теневой рисунок. Но при ретуши лица нас удерживает от этого фактура кожи: она начинает замыливаться и лицо превращается в латексную маску. Частотное разложение решило эту проблему. На НЧ-слое осталась только форма, вся фактура кожи ушла на ВЧ-слой. Поэтому можно совершенно спокойно работать полупрозрачным штампом, кисточкой и даже пальцем (Smudge Tool). Можно сгладить форму. Таким образом легко убрать неравномерность макияжа, огрехи постановки света, уменьшить глубину морщин, убрать воспаление (на иллюстрации я убрал покраснение с царапины на лбу, сохранив ее). На отдельных участках можно не просто сгладить, но и перерисовать свето-теневой рисунок (так убираются мешки под глазами). Пальцем можно протянуть, плавно удлиннить уже имеющиеся тени.

Я делал ретушь на новом прозрачном слое, включив для штампа режим Sample: Current & Below. На картинке ниже зеленым цветом отмечены отредактированные на НЧ-слое области (это специально сделанное превью, при ретуши такой картинки не будет). Далее приведен внешний вид слоя ретуши на прозрачном и белом фоне.

С ретушью текстуры неплохо справляется Healing Brush, но при работе по цельному изображению у нее не очень хорошо получается согласовать яркости исходной и ретушируемой областей. В результате на изображении остаются неприятные пятна. При работе по ВЧ-слою эта проблема снимается. Обратите внимание на большой старый шрам на лбу справа. Я брал образцы для ретуши как слева (где лоб прилично светлее), так и справа (где лоб намного темнее) от него. Но все отличия по яркости и цвету остались на нижнем НЧ-слое, поэтому условия работы для Healing Brush были просто тепличными.

Как и в предыдущем случае ретушь делалась на новом пустом слое с настройкой инструмента Sample: Current & Below. Перед ретушью надо переключить ВЧ-группу в режим наложения Normal (или Pass Trough) и отключить слой кривых понижающий контраст. Более контрастная картинка позволяет легче ориентироваться и работать более аккуратно. На картинке ниже зеленым цветом отмечены отредактированные на ВЧ-слое области. Далее приведен внешний вид слоя ретуши на прозрачном и белом фоне.

Так как это техническая иллюстрация, «глянцевое» вылизывание не производилось (я вообще не сторонник полировки всех лиц под одну обложку). В качестве образца поправлены несколько характерных дефектов. Чтобы разглядеть все тонкости надо смотреть полноразмерный файл. Для тех кто не может (или не хочет) качать большой psd ниже приведены уменьшенные в два с половиной раза картинки «До-После». Если разница не заметна, можно сдернуть их к себе на компьютер, наложить двумя слоями друг на друга и помигать.

UPD: Для тех, кто в танке. Мне все равно сколько на ваш взгляд прыщиков я не дочистил. Это демонстрация методики. Кто хочет вместо обучения любоваться чужими результатами, может поискать себе другие статьи.

В самых критических случаях можно просто пересадить кожу с одного лица на другое. Мне однажды пришлось ретушировать фотографию девушки у которой большая прядь волос разметалась по всему лицу. Задача была простая: все волосы с лица убрать, сделать как живую. После вытирания волос лицо превратилось в латексную маску (практически чистая НЧ-составляющая). Выручила пара ее же фотографий с похожим ракурсом. С «доноров» взята ВЧ-составляющая и несколькими лоскутами пересажена на обрабатываемый снимок. При этой операции не обязательно использовать фото одной и той же модели (я взял эти фото просто потому что они были под рукой). Можно пересаживать кожу с любого лица на любое.

Разложение на большее количество составляющих.

Нет смысла соревноваться с шумодавами (а некоторые из них работают именно по такому принципу) и раскладывать картинку на очень большое количество составляющих. Но в некоторых случаях разложить картинку на три составляющие представляется разумным.

Разложение на три составляющих может пригодиться при борьбе с дефектами однородного размера. Например, с веснушками. На НЧ-слое для фильтра Gaussian Blur надо выставить минимальное значение параметра Radius при котором веснушки уже исчезают. На ВЧ-слое для фильтра High Pass надо выставить максимальное значение параметра Radius при котором веснушки еще не появляются.

Средне-частотный слой располагается посередине. Это копия исходного изображения к которой применены фильтр High Pass со значением радиуса как у Gaussian Blur НЧ-слоя, а потом Gaussian Blur со значением радиуса как у High Pass ВЧ-слоя. Потом к нему применяется корректирующий слой кривых понижающий контраст и всей группе присваивается режим наложения Linear Light. Финальная структура слоев изображена на рисунке внизу.

Таким образом веснушки остаются на среднем слое и легко ретушируются. В областях где они расположены очень кучно может потребоваться так же небольшая коррекция НЧ-слоя.

Упрощенный метод применения.

В его основе лежит вычитание и он подойдет только для сглаживания формы лица («убийства объема»).

К копии исходного изображения примените Gaussian Blur с таким значением Radius, чтобы с картинки ушла вся интересная для вас детализация. После этого примените High Pass с таким значением Radius, чтобы на картинке сохранились только те элементы, объем которых вы считаете излишним (мешки под глазами, скулы, глубокие морщины, складки кожи и т.п.). Инвертируйте результат (если вы работает со смарт-объектом, инвертируйте картинку внутри него) и поменяйте режим наложения на Linear Light (в этом случае даже нет необходимости применять понижающие контраст кривые). Замаскируйте весь слой (Add Layer Mask \ Hide All) и полупрозрачной мягкой кистью белым цветом прорисуйте по маске те участки, которые хотите сгладить.

Ориентиры и перспективные направления.

Я не люблю приводить конкретные настройки инструментов, так как каждая картинка требует своих значений. Но в качестве общего ориентира могу дать вам примерные значения Radius при которых на ВЧ-слой уходят соответствующие элементы (для грудного портрета 12-25 мегапикселей).

Radius 1-2 — мелкая фактура кожи
Radius 4-5 — полная фактура кожи за исключением глубоких морщин и подобных дефектов
Radius 10-12 — полная фактура кожи с крупными дефектами
Radius 25-30 — практически все локальные блики и тени (мешки под глазами, носогубные складки, второй и прочие подбородки и т.п.)

Кроме явных и неоднократно описанных идей (например, возможность изменить глобальный контраст, сохраняя локальный), я вижу еще несколько путей развития данного метода обработки. Я сам навряд ли смогу заняться этим в ближайшее время, если хотите, можете поэкспериментировать в этом направлении самостоятельно. Будет интересно узнать результаты

1. Макияж. Частотное разложение позволяет легко бороться с огрехами работы визажиста. Но крайний случай такого дефекта — это полное отсутствие макияжа. Можно попробовать наложить его, работая по НЧ-составляющей. Возможно, что придется как-то дорабатывать и ВЧ. Конкретные методы лучше разрабатывать имея в качестве образца фото с макияжем (желательно при том же свете, в том же ракурсе и с той же моделью).

2. Быстрое и мягкое приглушение фактуры кожи при сохранении остальных деталей без махания кисточкой по маске. Работая на ВЧ-слое использовать содержащие мало фактуры кожи, но достаточно много остальных деталей, красный (RGB) и черный (CMYK) каналы для смешивания и наложения внутри ВЧ-группы.

3. Побрить мужчину. Не надо большого ума, чтобы пересадить кожу с бритого подбородка. А вот аккуратно «сбрить» одно-двух дневную щетину не прибегая к помощи «доноров» задача интересная. Возможные варианты решения — комбинация двух предыдущих примеров.

В конце хочу напомнить. Данная методика— это не способ ретуши кожи и даже не прием портретной ретуши. Она универсальна и подходит для любых изображений, когда вам необходимо рездельно править детали различных размеров.

Ложка пиара в бочке знаний.

Профессиональные цветокорректоры и люди легко впадающие в брюзжание могут смело пропустить этот раздел.

Желающие посетить очные занятия по цветокоррекции и обработке изображений могут познакомиться с программами и списком ближайших мероприятий в . Там же вы найдете ссылки на другие мои статьи.

Без предварительного согласования с автором разрешается перепечатка и размещение этого материала на любых ресурсах с бесплатным доступом при условии полного сохранения текста (в том числе и этого раздела), ссылок и иллюстраций, указания авторства и ссылки на первую публикацию.

Для коммерческого использования или перепечатки с внесением изменений необходимо согласование с автором. Связаться со мной можно по электронной почте сайт