Крива насиченості

Технічна інформація

Опис: Перерозподіл насиченості та блискучості за допомогою кривих
Призначення: коригуюче чи креативне.
На вході: лінійний простір, RGB, на основі сцен.
Обробка: Darktable UCS або JzAzBz (перцептивний).
На виході: лінійний простір, RGB, на основі сцен.

Перерозподіляє насиченість та блискучість зображення як функцію власного вхідного значення, використовуючи дві незалежні криві, які можна редагувати. На відміну від звичайного повзунка насиченості чи “резонансу” (vibrance), кожна крива дозволяє точно визначити ступінь корекції для будь-якої точки в діапазоні насиченості — наприклад, зберігаючи вже насичені кольори й водночас підсилюючи майже нейтральні (або навпаки).

Опціональний керований фільтр із урахуванням контурів дозволяє згладити значення, отримані з кривих, завдяки чому корекція змінюється поступово в зонах переходу насиченості, а не відбувається різко.

🔗Вступ

Глобальні елементи керування насиченістю та “резонансом” (vibrance) кольорів застосовують до всього зображення єдиний коефіцієнт, іноді зважений за колірністю. Часто це надто грубий інструмент: відтінки шкіри, небо та листя зазвичай знаходяться в різних точках діапазону насиченості., тому їх одночасна зміна на однакову величину рідко забезпечує природний результат.

Крива насиченості будує криву над усім діапазоном перцептивно нормалізованої осі насиченості (від 0 до 100% межі локального колірного охоплення) і дозволяє додавати, переміщувати або видаляти контрольні вузли в будь-якому місці цієї кривої. Друга, незалежна крива виконує аналогічну функцію для блискучості — перцептивної характеристики, що поводиться як зміна експозиції з урахуванням насиченості. Обидві криві використовують значення насиченості конкретного пікселя як вхідний параметр; таким чином, корекція застосовується локально відповідно до насиченості пікселя, а не на основі просторової маски (якщо не активовано керований фільтр — див. керований фільтр).

🔗Загальні принципи

Значення RGB кожного пікселя конвертується в перцептивний колірний простір і зводиться до двох величин: кута відтінку та нормалізованої насиченості в діапазоні від 0 (нейтральний колір) до 1 (межа колірного охоплення для відповідного відтінку та яскравості). Це нормалізоване значення шукається на горизонтальній осі кривих насиченості та блискучості, а отримані значення з вертикальної осі на цих кривих слугують мультиплікативними коригувальними коефіцієнтами, що застосовуються за незмінного відтінку.

В налаштуванні Формула насиченості доступні дві перцептивні формули:

JzAzBz: Оригінальна формула. Використовує сприйняттєво рівномірний колірний простір JzAzBz, який не повністю враховує ефект Гельмгольца — Кольрауша і може поводитися менш плавно поблизу чорного кольору.
Darktable UCS: Сприйняттєво рівномірний колірний простір Darktable , розроблений спеціально для маніпулювання насиченістю. Він враховує ефект Гельмгольца — Кольрауша та містить вбудовану, точнішу модель відображення колірного охоплення, що забезпечує плавніші результати в усьому діапазоні яскравості. Це стандартна й рекомендована формула.

Кольори, що після корекції опинилися б за межами цільового охоплення, піддаються м’якому обмеженню (soft-clipping) зі збереженням відтінку та зміщенням до найближчого рівня насиченості в межах охоплення, на відміну від жорсткого відсікання. Це дозволяє застосовувати сильнішу корекцію кривих без появи постеризації чи різкого відсікання поблизу межі охоплення. М’яке обмеження застосовується один раз після обробки кривою насиченості та ще раз після обробки кривою блискучості.

🔗Елементи керування модулем

Модуль має дві вкладки (по одній на криву), ряд спільних елементів керування під графіком кривої та розгортальний розділ Керований фільтр.

🔗Вкладка “Насиченість”

Крива насиченості

Відображає залежність вихідного множника насиченості (вісь Y) від нормалізованої вхідної насиченості (вісь X). Крива за замовчуванням — це пряма лінія на рівні 50%, що відповідає нейтральному множнику (коефіцієнту 1). Переміщення вузла вище середньої лінії збільшує насиченість в цій точці вхідного діапазону, а переміщення нижче — зменшує її.

Клікніть на кривій, щоб додати вузол; перетягніть наявний вузол, щоб змінити його положення
Клікніть на вузлі правою кнопкою миші, утримуючи клавішу Ctrl, щоб скинути його до нейтрального стану
Клікніть на вузлі правою кнопкою миші, щоб видалити його, якщо є більше двох вузлів
Двічі клікніть у будь-якому місці графіка, щоб скинути активну криву
Наведіть курсор на вибраний вузол і прокрутіть коліщатко, щоб трохи змінити його значення; використання клавіші Ctrl під час прокручування забезпечує більший крок зміни

Тло графіка показує логарифмічно стиснуту гістограму розподілу вхідної насиченості зображення, тож ви можете побачити, які частини діапазону заповнені, перш ніж розміщувати вузли. Градієнтна смуга під графіком демонструє відповідний перцептивний градієнт (без урахування відтінку) для довідки.

🔗Вкладка “Блискучість”

Крива блискучостіі: Працює ідентично кривій насиченості, але її вихідний множник застосовується до параметра сприйманої блискучості. Зміни блискучості відбуваються за незмінного відтінку й поєднують зсуви яскравості та кольоровості, ортогональні до чистої насиченості; це ближче до локального коригування експозиції з урахуванням насиченості.; Застосовуються ті самі принципи взаємодії з вузлами, що й для кривої насиченості. Перемикання між вкладками не скидає налаштування іншої кривої — обидві вони завжди активні, і їх можна комбінувати. Значення обох кривих визначаються на основі одного й того самого вхідного параметра для конкретного пікселя: це може бути або вхідний рівень насиченості пікселя, або — якщо активовано керований фільтр — його згладжене значення.

🔗Спільні елементи керування

Піпетка: Зчитує значення нормалізованої насиченості у вибраній точці та відображає його на графіку активної кривої у вигляді вертикальної напрямної, використовуючи стандартну поведінку піпетки. Використовуйте цей інструмент, щоб визначити положення певного об’єкта (наприклад, ділянки шкіри чи неба) на вхідній осі перед налаштуванням форми кривої. Він завжди зчитує нефільтровану насиченість пікселів, незалежно від налаштувань керованого фільтра.
Показати маску насиченості: Перемикає відображення замість самого зображення монохромного попереднього перегляду нормалізованої вхідної насиченості, яка використовується для зчитування значень з обох кривих. Яскравіші ділянки відповідають вищій вхідній насиченості. Якщо керований фільтр вимкнено, відображається необроблена насиченість для кожного пікселя. Якщо його ввімкнено, відображаються точні координати, як це описано в захист майже нейтральних, за якими визначаються значення на кривих: необроблене значення для майже нейтральних кольорів і повністю згладжене значення для ділянок за межами захищеної зони. Функція захисту від шуму ніколи не змінює ці координати — ні в масці, ні в самій корекції; вона лише послаблює кінцеві коефіцієнти насиченості та блискучості після зчитування значень з кривих, тому не має окремого візуального відображення на цій масці. У будь-якому разі маска відображає вхідні дані модуля, а не корекцію, що вноситься кривими.
Формула насиченості: Вибирає модель перцептивної нормалізації, описану в розділі загальні принципи. Впливає на обидві криві й не передбачає частої зміни, тому цей параметр розміщено в спільному рядку, а не дублюється на кожній вкладці.

🔗Керований фільтр

Опціональне згладжування значення насиченості з урахуванням контурів, що використовується для пошуку значень за обома кривими. Доступне лише за умови використання формули насиченості Darktable UCS; увесь цей розділ вимикається, якщо вибрано колірний простір JzAzBz.

Використовувати керований фільтр: Вмикає згладжування. За замовчуванням вимкнено. У вимкненому стані для пошуку значень на кривій для кожного пікселя використовується його власне необроблене нормалізоване значення насиченості. Увімкнення цієї опції забезпечує змішування цього значення з результатом роботи швидкого скалярного керованого фільтра перед використанням для пошуку значень на обох кривих; завдяки цьому значення для сусідніх пікселів зі схожою насиченістю притягуються до спільного, локально згладженого показника. Це зменшує появу ореолів та ефекту “сходинок” на межах між насиченими та нейтральними ділянками, особливо при використанні агресивних кривих і значних змінах блискучості.
Радіус фільтра: Радіус сусідства в пікселях, що використовується для локальної статистики керованого фільтра. Більші значення забезпечують сильніше згладжене значення пошуку на кривій з ширшим просторовим впливом, тоді як менші значення обмежують згладжування навколо локальних структур.
Розтушовка країв: Керує тим, наскільки сильно фільтр відстежує краї (контури) в сигналі насиченості. Менші значення зберігають чіткіші краї та узгоджують згладжене значення з базовою структурою насиченості; більші значення забезпечують м’якші переходи, менш прив’язані до країв.
Захист майже нейтральних: Центр зони (виражений у відсотках від нормалізованого діапазону насиченості), розташованої поблизу нульової насиченості, яка захищена від впливу керованого фільтра. Для пікселів, що перебувають у межах цієї зони, як значення для пошуку за кривою використовується початкова (нефільтрована) насиченість, а не згладжена; для пікселів поза цією зоною використовується повністю згладжене значення. Збільште це значення, щоб залишити більшу частину діапазону менш насичених відтінків без згладжування.
Ширина зони переходу: Ширина (у відсотках) плавного переходу, центрованого навколо налаштування Захист майже нейтральних, протягом якого значення для пошуку плавно переходить від початкового до повністю згладженого. Більші значення (ширша зона) забезпечують м’якший і поступовіший перехід замість різкої межі між захищеною та фільтрованою частинами діапазону.
Захист від шуму: Зменшує силу корекції насиченості та блискучості (а не саме значення пошуку на кривій) для тих пікселів, де локальний залишок керованого фільтра нагадує шум, а не справжню межу кольору; це визначається на основі оцінки достовірності для кожного пікселя, що обчислюється паралельно з роботою фільтра. Вищі значення сильніше наближають застосовувані коефіцієнти до стану відсутності змін (коефіцієнт 1) у таких ділянках. Має ефект лише тоді, коли ввімкнено Використовувати керований фільтр.; На відміну від параметрів Радіус фільтра, Розтушовка країв, Захист майже нейтральних та Ширина зони переходу, цей елемент керування не відображається на попередньому перегляді маски насиченості: ті чотири параметри змінюють координату, за якою зчитуються значення на кривих (що безпосередньо відображається на масці), тоді як Захист від шуму діє вже після цього зчитування — на вихідних даних кривих. Оцінюйте його вплив на саме зображення, а не на маску.

Примітка: параметри Радіус фільтра, Розтушовка країв, Захист майже нейтральних, Ширина зони переходу та Захист від шуму активні лише тоді, коли ввімкнено Використовувати керований фільтр.

🔗Інструкція з використання

🔗Базовий робочий процес

Під час першого увімкнення модуля обидві криві за замовчуванням мають вигляд пласкої нейтральної лінії, а зображення залишається незмінним.

Застосуйте піпетку до об’єкта, який ви хочете опрацювати, наприклад, шкіри чи неба, щоб побачити, де на графіку знаходиться його насиченість,
короткочасно увімкніть маску насиченості, щоб підтвердити, які області зображення відповідають якій частині горизонтальної осі кривої,
додайте вузол поблизу вибраної точки й перетягніть його вгору, щоб збільшити насиченість у цьому діапазоні, або вниз, щоб зменшити її; накладена гістограма показує, яка частина зображення зазнає змін,
додайте додаткові вузли, щоб захистити один кінець діапазону, наприклад, зберігаючи вже насичені кольори біля правого краю недоторканими, водночас коригуючи інші,
переключіться на вкладку “Блискучість”, якщо для скоригованих кольорів потрібне обрізання яскравості/колірності з постійним відтінком, щоб виглядати збалансованими, що часто корисно після сильного підвищення насиченості,
якщо сильні налаштування кривої призводять до появи ореолів або ступінчастих артефактів навколо насичених країв, увімкніть керований фільтр і ще раз перевірте попередній перегляд маски — він безпосередньо відображає радіус фільтра, розтушовку країв, захист відтінків, близьких до нейтральних, та ширину зони переходу; після цього окремо оцініть захист від шуму за самим зображенням, оскільки він не відображається на масці.

🔗Вибір формули

Залиште формулу Darktable UCS, якщо тільки вам не потрібно відтворити поведінку попереднього редагування чи стилю, створеного з використанням JzAzBz. Зміна формули впливає на спосіб нормалізації вхідної насиченості, а отже — і на дію наявних вузлів кривої. Перемикання на JzAzBz також повністю вимикає розділ Керований фільтр; його налаштування зберігаються, але не діють, доки ви не повернетеся до Darktable UCS.

Примітка: Після зміни формули варто ще раз перевірити криві, порівнявши їх із накладеною гістограмою.

🔗Використання керованого фільтра

Керований фільтр доступний лише для формули Darktable UCS. Він не змінює дію самих кривих, а лише змінює значення насиченості за яким йде пошук на кривій для застосування до кожного пікселя. Почніть із радіуса за замовчуванням і збільшуйте його, якщо ореоли зберігаються на великих колірних переходах; збільшуйте розтушовку країв лише в тому разі, якщо переходи все ще виглядають надто різкими після цього. Оскільки згладжування застосовується перед обробкою обома кривими, воно впливає на кінцеві показники насиченості та блискучості одночасно; окремого налаштування керованого фільтра для кожної кривої не передбачено. Якщо після ввімкнення керованого фільтра ділянки, близькі до нейтральних (наприклад, небо або шкіра), починають виглядати плямистими або крапчастими, збільште значення параметра Захист майже нейтральних і пом’якште перехід за допомогою параметра Ширина зони переходу, щоб зберегти для цих ділянок початкову необроблену насиченість. Якщо агресивні налаштування кривих підсилюють видимий шум на однорідних ділянках із низькою деталізацією, збільште значення параметра Захист від шуму, щоб послабити корекцію в цих зонах; оцінюйте результат за скоригованим зображенням, а не за маскою насиченості, оскільки цей параметр не відображається на масці.

🔗Поширені запитання

🔗Чому крива посилається на нормалізоване значення, а не на необроблену кольоровість?

Необроблені значення колірності або насиченості обмежені нерівномірно для різних відтінків і рівнів світлості: одне й те саме числове значення колірності може бути ледь помітним для одного відтінку й зазнавати сильного відсікання для іншого. Нормалізація вхідних даних відносно межі локального колірного охоплення (у діапазоні від 0 до 1) для поточного відтінку та світлості забезпечує узгоджену поведінку кривої в межах усього зображення: вузол, розміщений на позначці 80%, завжди відповідає 80% шляху до найбільш насиченого кольору, який фізично може відобразити пристрій для цього відтінку та рівня світлості.

🔗Чим це відрізняється від перцептивного грейдингу насиченості модуля “Колірний баланс RGB”?

Колірний баланс RGB застосовує єдиний перцептивний коефіцієнт насиченості та блискучості, який за бажанням можна розділити між тінями, середніми тонами та світлими ділянками за допомогою масок яскравості. Крива насиченості натомість дозволяє корекції безперервно змінюватися як функція власної насиченості пікселя, незалежно від його яскравості. Ці два модулі доповнюють один одного, і їх можна використовувати разом: маскування на основі яскравості — у Колірний баланс RGB, а формування на основі насиченості — тут.

🔗Чи змішує керований фільтр скориговане зображення з оригінальним?

Ні. Він не змішує незмінені та скориговані пікселі на завершальному етапі. Він лише згладжує значення насиченості, що подається на вхід кривих насиченості та блискучості для кожного пікселя — ще до того, як буде розраховано будь-яку корекцію. Піксель завжди проходить повну обробку згідно з кривими; змінюється лише точка на кривій, за якою він обробляється.

🔗Внутрішня обробка

Нижче наведено внутрішній порядок операцій у модулі для кожного активного пікселя:

Конвертувати з конвеєрного RGB до XYZ, а потім до вибраного перцептивного простору, JzAzBz або Darktable UCS JCH,
Обчислити кут відтінку та насиченість, нормалізовану до локальної межі охоплення кольорів,
Якщо ввімкнено керований фільтр (лише для Darktable UCS), обчислення виконуються на CPU або, за наявності, на GPU через OpenCL: застосовується керований фільтр до скалярної маски всього зображення для отримання згладженого значення, оцінюється рівень впевненості щодо шуму для кожного пікселя на основі локального залишку та енергії колірних меж, а також виконується змішування необробленого значення зі згладженим, де ваговим коефіцієнтом слугує зона, визначена параметрами Захист майже нейтральних та Ширина зони переходу; в іншому разі безпосередньо використовується значення, отримане на кроці 2,
Переглянути криві насиченості та блискучості при цьому (можливо, змішаному) значенні, щоб отримати два коефіцієнти корекції,
Якщо керований фільтр увімкнено, зменшити обидва коефіцієнти в напрямку до одиниці пропорційно до захисту від шуму, помноженого на достовірність шуму пікселя,
Застосувати коефіцієнт насиченості при сталому відтінку, виконуючи м’яке обмеження відносно межі колірного охоплення,
Застосувати коефіцієнт блискучості при сталому відтінку, ортогонально до насиченості,
Знову виконати м’яке обмеження результату щодо цільового колірного охоплення,
Конвертувати назад у RGB конвеєра.

🔗Застереження

Зміна робочого простору RGB під час сеансу змінить поведінку наявних вузлів кривих, оскільки 80% межі колірного охоплення в одному профілі не відповідають тій самій абсолютній насиченості, що й в іншому. Якщо ви змінюєте робочий профіль, перевірте криві ще раз, порівнявши їх із накладеною гістограмою.

Попередній перегляд маски насиченості показує вхідні дані модуля для кривих, необроблені або згладжені за допомогою керованого фільтра, а не скоригований вихід. Це діагностичний засіб для формування кривої, а не попередній перегляд кінцевого результату.

Примітка: увімкнення керованого фільтра додає обчислювальні витрати, що зростають пропорційно радіусу фільтра. Дуже великі радіуси помітно збільшать час обробки зображень із високою роздільною здатністю.

Керований фільтр та його елементи керування Захист майже нейтральних, Ширина зони переходу та Захист від шуму діють лише з формулою насиченості Darktable UCS; у режимі JzAzBz вони неактивні.