Jakie są konkretne zastosowania różnych sposobów konwersji na czarno-biały?

W tym samouczku opisano sześć sposobów konwersji obrazu na monochromatyczny:

1. „Standardowa” operacja konwersji w skali szarości.
2. Operacja desaturacji.
3. Rozkładanie na RGB i używanie dowolnego z kanałów.
4. Dekompozycja do HSV i użycie kanału Value (V).
5. Rozkład do LAB i użycie kanału Lightness (L).
6. Korzystanie z filtra miksera kanałów.

Czy techniki różnią się tylko poziomem kontroli nad konwersją, czy dają znacznie odmienne wyniki?

Czy jest jakaś szczególna sytuacja, w której jeden jest preferowany nad drugim, czy jest to kwestia osobistych preferencji?

Teoretycznie właściwym sposobem konwersji kolorowego obrazu na czarno-biały jest użycie kanału luminancji . Luminancja jest miarą tego, jak wrażliwe są nasze oczy na określony kolor, a zatem jak „jasne” widzimy. Niestety, Gimp zapewnia wiele sposobów konwersji na czarno-białe, ale nie właściwy. :-(

Oto obraz testowy, którego użyłem do porównania różnych metod. Możesz go pobrać i przekonać się sam:

Trójkąt po lewej to przekrój przez kolorowy sześcian w płaszczyźnie zawierającej pierwotne R, G i B. Zrobiłem przekrój w przestrzeni liniowej -RGB, a następnie zakodowałem go gamma do sRGB . Trójkąt po prawej to „właściwe” czarno-białe renderowanie poprzedniego, tj. Luminancja zakodowana w gamma. Przekształcając ten obraz na czarno-biały, robię następujące obserwacje:

• Kolor zielony jest jaśniejszy niż niebieski, ale wiele metod konwersji nie uznaje tego i renderuje wszystkie prymitywy z jednakową jasnością
• desaturate / light ma ten problem (ta sama waga dla wszystkich pierwotnych), a ponadto wytwarza pewne sztuczne linie w trójkącie
• desaturate / Average waży również jednakowo wszystkie substancje pierwotne, ale daje płynniejszy obraz; tylko to sprawia, że ​​nasycone kolory są ciemniejsze niż te mniej nasycone
• desaturate / luminosity zbliża się dość blisko, ale nasycone odcienie niebieskiego i czerwonego są zbyt ciemne; technicznie jest to kanał luma , tzn. „właściwa” rzecz, z wyjątkiem zapomnienia dekodowania / kodowania gamma
• konwersja do skali szarości jest taka sama jak desaturate / luminosity
• utrzymanie jednego kanału R, G lub B wygląda naprawdę dziwnie, jeśli masz nasycone kolory
• kanał V z HSV renderuje wszystkie prymitywy jako białe, co jest bardzo nienaturalne
• kanał L z LAB jest okropny, ponieważ nie zachowuje szarości (stają się zbyt jasne)
• kanał Y z ITU R709 to ta sama luma co desaturate / luminosity
• kanał Y z ITU R470 jest również rodzajem lumy, ale wykorzystuje wagi dla R, G i B, które różnią się od wag sRGB; tak naprawdę myślę, że jest to najbardziej naturalny rendering.

OK, teraz jest teoria na temat uzyskania najbardziej „naturalnego” renderingu. W praktyce możesz zamiast tego użyć renderowania, które lepiej służy obrazowi pod ręką. Na przykład, możesz przeważyć czerwienie w mikserze kanałów, aby rozjaśnić i wygładzić odcienie skóry lub zwiększyć kontrast między niebieskim niebem a białymi chmurami. Moje osobiste wnioski są następujące:

• Jeśli obraz nie ma silnie nasyconych kolorów, każda metoda powinna zapewniać rozsądne renderowanie, z wyjątkiem L z LAB; Nie przejmowałbym się tym zbytnio i nie używałbym żadnego z nich, prawdopodobnie przekonwertowałbym na skalę szarości lub desaturate / luminosity (które są takie same)
• Jeśli są nasycone kolory i chcę najbardziej naturalny rendering, wybrałbym kanał Y z ITU R470
• Jeśli chcę więcej kontroli, użyłbym miksera kanałów, zacząłem od z grubsza (1/3 R, 1/2 G, 1/6 B), a następnie dostroić do smaku
• W każdym razie edytowałbym obraz za pomocą narzędzia krzywych bezpośrednio po konwersji, aby uzyskać przyjemny kontrast i jasność.

Czy techniki różnią się tylko ilością kontroli, jaką zapewnia nad konwersją, czy też prowadzą do różnych wyników?

Istnieje próbka przekonwertowanego obrazu dla każdej z technik, dla tego samego oryginalnego obrazu. Łatwo zauważyć, że wyniki są rzeczywiście różne, więc nie chodzi tylko o kontrolę.

W szczególności - na przykład rozkład RGB vs rozkład HSV: w tym pierwszym przypadku BW jest wartością koloru określonego kanału. W tym ostatnim - jest to wartość V (wartość lub jasność) piksela. Wartość V jest funkcją składników R, G i B, więc jest oczywiste, że będzie różnica!

Czy techniki różnią się tylko ilością kontroli, jaką zapewnia nad konwersją, czy też prowadzą do różnych wyników.

Działają one bardzo różnie, zachowując różne części oryginalnych informacji o kolorze obecnych na obrazie. Zwykle dają różne wyniki, ale wybór jednej z nich zależy całkowicie od fotografa, w zależności od charakteru oryginalnego obrazu i jego intencji.

Jedno nie jest lepsze od drugiego, ale 1 i 2 zwykle dają rodzaj „beżowych” wyników.

Niedawno eksperymentowałem z niektórymi filtrami kolorów na mojej lustrzance cyfrowej. Zestaw składa się z czerwonego, pomarańczowego, żółtego i zielonego. Zwykle nagrywam surowe pliki i korzystam z modułu miksera kanałów darktable z ustawieniem wstępnym, a następnie bawię się suwakami, aby uzyskać równowagę tonów, które chcę podczas przetwarzania monochromatycznego. Problem polega na tym, że szczególnie przy czerwonym filtrze mikser kanałów zrobił prawdziwy bałagan danych, tracąc wiele szczegółów lub wprowadzając artefakty w zależności od tego, co próbowałem.
Więc zwiększ suwak nasycenia w skromny i znacznie wyśmiewany sposób w module kontrastu / jasności / nasycenia. Ustaw suwak na 0, a następnie użyj krzywych tonów, aby dostosować tony globalnie lub lokalnie za pomocą wybranych opcji. Wyniki były znacznie lepsze niż w przypadku miksera kanałowego.