...или о том, как потратить массу времени на обработку, чтобы получить из такой картинки
такую:
Это, конечно, шутка. Первый кадр, макро фотография настоящей снежинки, не содержит в себе достаточно информации, чтобы вытащить из него детали второго. Первый - это обычный JPEG без обработки (один из семи одинаковых кадров этой снежинки, снятых неподвижной камерой). По нему прошлись встроенные шумодав и усилитель резкости (если усилитель резкости JPEG'ов можно при желании выключить в меню фотоаппарата, то шумодав неотключаем). Кадр был снят на минимальном ISO для Canon Powershot A650 (80), и все же содержит заметные остатки шума и мыло вместо мелких деталей. Вторая картинка - результат усреднения всех семи кадров в формате RAW с последующим повышением резкости и шумоподавлением, результат сборки с помощью масок из четырех вариантов с разной силой шумоподавления.
Соотношение сигнал/шум, или почему усреднение кадров лучше плагинов шумоподавления
Все нужные нам тонкие и малозаметные детали, вроде кольцевого рисунка из мелких пятен вокруг центра снежинки, или плавные переходы тусклых цветов на темном фоне, скрыты в RAW-файлах, не подвергавшихся шумоподавлению.
В этом снимке Плеяд усреднено 142 кадра. Это позволило получить очень тусклые звезды + правильный цвет звезд (желтых и голубых) в условиях сильной засветки московского неба и при использовании ISO 800 на компактной камере (из-за использования 6-кратного зума я был ограничен 3-секундным временем выдержки, чтобы звезды не превратились в штрихи, и чтобы получить максимум света на этой выдержке, максимально открыл диафрагму и выставил высокую чувствительность матрицы).
Вот три фрагмента в масштабе 1:1, без дополнительного шумоподавления: 1 кадр, усреднено 16 кадров и все 142:
Обратите внимание на цвет неба: во всех трех вариантах применена одинаковая кривая контраста, но правильный черный цвет достигнут только усреднением. Даже с самым лучшим шумодавом, на любом единичном снимке из серии я не могу увидеть самые мелкие и тусклые звезды: их уровень сигнала лежит ниже порога шума. При усреднении 16 кадров дела обстоят лучше, но самые тусклые звезды еще толком не видны, а цвет звезд из-за их малого размера все еще искажен цветовым шумом. Если бы я использовал второй вариант как финальный, я был бы вынужден применить программный шумодав на цветовой шум, а это исказило бы цвет звезд еще сильнее.
Используемый софт
Adobe Photoshop CS4, плагин шумоподавления Noiseware, опционально - панорамный пакет Hugin (из него нужна только утилита командной строки align_image_stack).
В этой табличке - фрагмент снежинки в масштабе 1:1, к единичному RAW и 7 усредненным RAW применено повышение резкости (unsharp mask 300%, radius 1, threshold 0). Во второй строке - те же фрагменты с шумоподавлением Noiseware с одинаковыми параметрами.
| JPEG | один RAW | семь RAW |
 |  |  |
| JPEG + noiseware | один RAW + noiseware | семь RAW + noiseware |
 |  |  |
Начало работы: RAW-конвертер
Использую встроенный в фотошоп Adobe Camera RAW. Загружаю первый кадр из серии и подбираю для него параметры (баланс белого, exposure, brightness и т.д.) Выставляю линейную кривую контраста и отключаю шумоподавление и повышение резкости средствами конвертера. Импортирую первый RAW в фотошоп, сохраняю tiff с 16 битами на канал, открываю по очереди все остальные RAW из серии, применяю настройки первого кадра (load presets - previous conversion), сохраняю все кадры в tiff.
Выравнивание
Дальше встречается первый подводный камень. В идеальном мире все кадры статичной сцены, снятой неподвижным фотоаппаратом, были бы абсолютно одинаковы. В реальности - почти наверняка будут небольшие сдвиги/перекосы кадров или сдвиги самого объекта съемки (особенно для снежинки, снятой на открытом воздухе).
Кадры должны быть выровнены, причем не просто, а с субпиксельной точностью, иначе хорошей резкости от результата ждать не придется. Субпиксельная точность достигается очень просто: выравнивающий софт работает с кадрами, увеличенными в несколько раз, а после усреднения результат уменьшается до своего изначального размера.
После выравнивания сохраняю документ со всеми слоями, а затем вырезаю снежинку в центре, оставляя немного фона по краям со всех сторон. Полученный фрагмент увеличиваю в 5 раз (500%) в image size.
Само выравнивание можно делать или средствами фотошопа, или hugin'а. Алгоритмы разные, и обычно один из способов дает результат немного лучше, чем другой.
1. Для hugin'а все слои после увеличения экспортируются на диск как 16-битные tiff'ы (file - scripts - export layers to files), затем запускается выравнивание командой "align_image_stack.exe -a aligned -v -v file1.tiff ... file7.tiff". После завершения исходные tiff'ы можно стирать, а полученные aligned*.tiff снова загрузить в фотошоп как слои один поверх другого.
2. Для фотошопа все слои выделяются (в палитре layers) и запускается edit - auto align layers с чекбоксом на "auto".
Усреднение
Полученные слои готовы для усреднения (если же в них видны сдвиги и перекосы, рекомендуется попробовать другой способ выравнивания). Собственно усреднение в фотошопе можно выполнить одним из двух способов:
Способ 1
, самый простой и эффективный - с использованием smart objects, появившихся в photoshop CS2 и более новых версиях. Все слои выделяются и преобразуются в smart object командой меню Layer > Smart Objects > Convert to Smart Object. Затем в пункте меню Layer > Smart Objects > Stack Mode выбираем режим Mean и ждем окончания усреднения, затем - Layer > Smart Objects > Rasterize, чтобы получить готовый слой с результатом. Этот способ особенно удобен при большом или некратном числе исходных слоев.Способ 2
После этого нам нужно уменьшить полученную картинку в пять раз до ее исходного размера (20%). Это можно сделать снова фотошоповским бикубиком в image - image size, только желательно уменьшать не в один прием, а в несколько шагов, на 75 или 80% в каждом шаге. При таком сильном уменьшении за один шаг слишком большое число исходных пикселей (области 5*5) превращаются в один результирующий пиксель, и, похоже, бикубик использует только какую-то часть пикселей исходной сетки, а оставшиеся отбрасываются и не участвуют в формировании цвета и яркости результата. Если внимательно, с увеличением в 3-4 раза сравнить две уменьшенных картинки c повышенной резкостью, можно заметить небольшое преимущество в детализации варианта, полученного уменьшением в несколько шагов.
Теперь можно сделать такое же усреднение для фона (открыв сохраненный psd-файл). Поскольку для фона, как правило, разкость не так важна, как для объекта съемки, можно не делать автовыравнивания, а сразу суммировать слои установкой opacity, затем слить слои, загрузить на фон полученную снежинку, сдвинуть ее на прежнее место и прорисовать ей маску по контуру, затем слить с фоном в один слой.
Дальше можно заняться обычной постобработкой, как с любым единичным кадром. Нужно повысить резкость любым удобным способом (unsharp mask, smart sharpen, фильтр highpass или что-то еще). Поскольку уровень шума снизился радикально, можно выставлять достаточно агрессивные настройки резкости. На этом можно и остановиться, но маньяк вроде меня еще сделает три-четыре копии слоя, применит на каждую разные настройки шумоподавления (агрессивные для фона, средние и слабые для объекта) и соберет все слои с нарисованными вручную или полу-автоматическими масками (полученными с помощью фильтров find edges, glowing edges), чтобы получить хорошие детали на объекте и чистый фон без остатков шума.
Еще один пример, демонстрирующий преимущества усреднения стека кадров:
Такое усреднение (averaging) особенно часто используют в астрофотографии, но его можно применять к любой съемке статичных сцен, если трудно получить хорошее качество одним кадром или просто хочется повысить качество снимка. В последний год, кроме макро, я его использую для улучшения качества исходников ночных hdr. В этой картинке усреднены 2 кадра для самой светлой экспозиции и по 8 для 5 остальных, всего 42 исходных кадра:
Если хотите, вы можете подписаться на мой блог по Email. Я постоянно работаю над фотографиями снежинок, HDR-фотографиями и в технике световой кисти, и вы увидите новые фото или обои на рабочий стол в день публикации:
Почтовая рассылка осуществляется сервисом Google Feedburner, и вы можете от нее отписаться в любой момент.
