Co dokładnie robi Tone Curve w Lightroom?

Mówiąc najprościej, co właściwie robi Tone Curve w LR ?. Widzę skutki zmiany krzywej tonalnej, bawiąc się nią, ale tak naprawdę nie rozumiem naukowo, co ona właściwie robi. Przeczytałem o nim kilka dokumentów, w tym jeden Adobe, ale się zgubiłem.

Rozwijając odpowiedź Miguela z ilustracją, mam w środku gradient obrazu testowego bez korekty krzywej. Po lewej stronie używam stromej krzywej, która przesuwa moje odcienie szarości bliżej skrajnej czerni lub bieli, rozkładając wartości w pobliżu środkowej szarości na większy zakres odcieni. Skutkuje to tym, że skrajne ciemne i jasne obszary wnikają bardziej w środkową szarą część gradientu. Właściwy obraz jest spłaszczany za pomocą poziomej krzywej. Skutkuje to tym, że szeroki zakres wartości jest ściskany blisko środkowej szarości, pozostawiając jedynie małe pasma ekstremalnego światła i ciemności.

EDYCJA 1:

Ważną kwestią do zrozumienia w przypadku obrazów cyfrowych i czymś, co może ułatwić zrozumienie narzędzia Krzywa tonalna z technicznego punktu widzenia, jest to, że obrazy cyfrowe są tworzone z ograniczonej palety kolorów (lub w tym przypadku tonów ). Dla naszych celów odcienie są odcieniami szarości (na kolorowym obrazie odcienie byłyby bardziej podobne do „jasności” lub „ciemności” danego odcienia koloru).

Na moich trzech przykładowych obrazach widać gradienty z 256 różnych odcieni szarości, od białego do czarnego. Narzędzie Krzywa tonów pozwala mi zmienić sposób dystrybucji mojego ograniczonego zakresu tonów. Aby uczynić to bardziej widocznym, stworzyłem wersję moich zdjęć, używając tylko 11 odcieni szarości.

Bardziej wyraźne jest teraz to, że na środkowym zdjęciu mój ograniczony zestaw tonów jest rozłożony mniej więcej równomiernie, zapewniając jednakową ilość szczegółów w jasnych, środkowych i ciemnych obszarach. Na lewym zdjęciu większość mojego ograniczonego zestawu tonów jest używana w miejscu, które kiedyś było środkowym szarym obszarem. Zmieniło to wygląd obrazu (przenosząc zarówno więcej jasnych, jak i ciemniejszych tonów do tego, co kiedyś było dość neutralnym obszarem), ale ma tę zaletę, że jest w stanie przedstawić więcej drobnych szczegółów w tym obszarze tonalnym. Podobnie na prawym zdjęciu większość tonów jest teraz wykorzystywana do opisywania szczegółów w poprzednio ekstremalnych ciemnych i jasnych obszarach, z utratą szczegółów w środkowym szarym obszarze.

EDYCJA 2:

Za pomocą selektora „Krzywa punktowa” u dołu palety (domyślnie ustawionego na Liniowy ) można dodać dodatkowe wstępne ustawienia oprócz wszystkich ustawień ustawionych ręcznie. W pewnym sensie jego dwie inne opcje ( średni kontrast i silny kontrast ) redefiniują to, co reprezentują wartości „0” czterech suwaków.

Lubię myśleć o krzywej tonalnej w kategoriach funkcji:

y = t(x)

Wartość wejściowa x dla funkcji jest wartością piksela z obrazu źródłowego, która w rzeczywistości jest jasnością tego piksela. Załóżmy, że wartości x mogą mieścić się w zakresie od 0,0 (czarny) do 1,0 (biały), przy czym wszystkie odcienie szarości są reprezentowane jako liczby rzeczywiste od 0 do 1 (aby uprościć trochę, załóżmy, że obraz jest czarno-biały, więc jest tylko jedna wartość na piksel, później rozszerzę koncepcję na kolorowe obrazy).

Wartość wyjściowa y zwrócona przez funkcję jest wartością transformowanego piksela, również w zakresie od 0 do 1.

Myśląc w tych terminach, transformacja krzywej tonalnej odbywa się po prostu przez wywołanie funkcji t () powyżej dla każdego piksela w obrazie źródłowym i zastąpienie tego piksela transformowanym pikselem zwróconym przez funkcję.

Jeśli masz kolorowy obraz, możesz to zrobić na kilka sposobów. Możesz zastosować tę funkcję do komponentu „L” każdego piksela za pomocą modelu kolorów HLS. Inną opcją byłoby zastosowanie różnych funkcji krzywej tonalnej do R, G i B, a następnie złożenie transformowanego obrazu RGB z tymi wszystkimi wynikami. W Lightroom masz tylko pierwszy rodzaj, czyli innymi słowy, jedną krzywą dla całego obrazu. W programie Photoshop lub GIMP dopasowanie krzywych można również zastosować niezależnie do kanałów R, G i B.

Naturalnym sposobem przedstawienia tej funkcji t () jest użycie krzywej. Po prostu reprezentuj wartości x wzdłuż osi X i wartości y wzdłuż osi Y. Następnie dla każdej możliwej wartości x rysujesz punkt na współrzędnych ( x , t (x) ).

Najprostszą możliwą krzywą byłaby linia ukośna, przechodząca od (0,0) do (1,1). Byłoby tak, gdy w ogóle nie stosujesz żadnej transformacji lub innymi słowy, t (x) = x.

Krzywa, która jest linią poziomą na wysokości Y = 1, oznaczałaby, że dla każdego wejścia wynikiem jest 1 lub biały. To przekształciłoby każdy obraz w pełną biel. I odwrotnie, pozioma linia w Y = 0 sprawi, że każdy obraz będzie całkowicie czarny.

Jeśli chcesz zwiększyć zakres tonalny dostępny dla półcieni na obrazie, możesz to zrobić, kompresując ciemności i rozjaśnienia. Kształt krzywej w tym przypadku będzie przypominał ukośną literę „S”.

Zasadniczo, jeśli segment krzywej jest bardziej poziomy niż pionowy, oznacza to, że kompresujesz zakres tonów objętych tym segmentem. Jeśli segment jest bliżej pionu, zakres tonów jest rozszerzany. Segment, który ma idealną przekątną, oznacza, że ​​nie ma rozszerzenia ani kompresji, a jedynie liniowe odwzorowanie jednego zestawu wartości na inny.

Jeden dodatkowy komentarz. Chociaż możesz bezpośrednio edytować krzywą tonalną Lightrooma, przeciągając krzywą, narzędzie ma te cztery suwaki poniżej krzywej, które moim zdaniem są całkiem fajne. Zamiast bezpośrednio blokować krzywą, suwaki są wstępnie zaprogramowane tak, aby niezależnie wpływały na cztery różne sekcje krzywej. Domyślnie każdy suwak wpływa na 25% przestrzeni zakresu tonalnego. Małe przyciski nad osią X krzywej można przeciągać w lewo i w prawo, aby zmienić sposób definiowania tych czterech regionów. Uważam, że uzyskuję lepsze wyniki, gdy modyfikuję krzywą za pomocą suwaków, dla mnie łatwiej jest myśleć o dopasowaniu, które chcę wprowadzić, w kategoriach tylko czterech obszarów.

Edycja: Jeśli chodzi o kompresję i ekspansję, weź pod uwagę, że na obrazie jest skończona liczba wartości jasności, które mogą być reprezentowane, więc musisz rozdzielić te tony w sposób, który najbardziej przyniesie korzyści Twojemu obrazowi. Na przykład, jeśli twoje zdjęcie stało się zbyt ciemne, oznacza to, że wiele wartości pikseli będzie na dolnym końcu skali jasności, a jaśniejsza część skali będzie o wiele rzadziej używana lub nie będzie używana w wszystko. Za pomocą krzywej tonalnej możesz się rozwijaćte ciemne odcienie, które pokrywają większą część skali jasności, i mogą sprawić, że rzeczy, które były ledwo widoczne w oryginale, były znacznie wyraźniejsze. Ponieważ skala jasności jest skończona, jeśli rozszerzysz w jednej części, musisz kompresować w innej, krzywa pozwala tylko na wykonanie zlokalizowanych korekt w różnych częściach skali, dzięki czemu możesz poświęcić (skompresować) w jednej części, abyś mógł zapewnić więcej szczegółów tonalnych w innym.

Ponieważ Miguel dostarczył doskonałą matematyczną odpowiedź, postaram się przedstawić wizualną i praktyczną analizę narzędzia krzywej tonalnej w Lightroom. Mówiąc prościej, pozwala dostosować luminancji w zakresie tonów na zdjęciu. Lightroom ulepsza podstawową krzywą tonalną za pomocą czterech regulowanych zakresów tonalnych, które można tłumić, co daje nieco większą kontrolę nad tym, jak korekty krzywej tonalnej wpływają na sam obraz.

Podstawową analizę samej krzywej tonalnej najlepiej rozpocząć od krzywej liniowej, która w żaden sposób nie dostosowuje tonów obrazu ... wyjście jest takie samo jak wejście.

Wspólna krzywa tonalna to silna krzywa kontrastu, która tłumi zarówno cienie, jak i światła, aby je skompresować , co powoduje silniejszą różnicę między jasnymi i ciemnymi częściami obrazu wyjściowego.

Bezpośrednia edycja krzywej tonalnej umożliwia zastosowanie artystycznej finezji do zdjęcia. W przypadku obrazu, z którego wziąłem dwie uprawy powyżej, chcę, aby drzewa były głównie czarnymi sylwetkami, oprawionymi w niebo. Krzywa tonalna jest do tego idealna, ponieważ mogę regulować tylko najciemniejsze odcienie (cienie) na obrazie. Zmniejszając poziom cieni poprzez pociągnięcie tej części krzywej tonalnej w dół, mogę sprawić, by drzewa były całkowicie czarne, a zatem osiągnąć moją artystyczną sylwetkę.

Powyższe dostosowanie działało, jednak skała na pierwszym planie nieco pociemniała wraz z drzewami. Tak naprawdę nie tego chciałem. Lightroom pozwala dostosować zakres tonów uważany za „cienie”, a zakres tonów uważany za „ciemność” (od cienia do tonów normalnych) za pomocą trzech suwaków osadzonych w gradiencie czerni do bieli tuż pod krzywą tonów. Przesuwając najbardziej lewy suwak dalej w lewo, ograniczam zakres tonów, na które wpłynęła moja poprzednia regulacja, i mogę przywrócić tony skały bez większego wpływu na drzewa.

Na końcowym zdjęciu poniżej wprowadzono kilka dodatkowych korekt dla obu zakresów tonalnych (ciemności zostały zmniejszone, aby jeszcze bardziej poprawić tonację skał na pierwszym planie bez wpływu na kształtowanie drzew, a także krzywą zarówno dla ciemności, jak i światła.

Mamy nadzieję, że te wizualne przykłady pomogą lepiej zrozumieć narzędzie krzywych tonalnych.

Krzywa tonalna to krzywa opisująca, jak zamienić cień, ton średni lub podświetlenie w ostateczną wartość dla poszukiwanego obrazu. Może zwiększać kontrast, zmniejszać kontrast lub selektywnie zwiększać cienie, półcienie i światła. Operacje te można również wykonać dla poszczególnych kanałów (takich jak czerwony, zielony i niebieski), aby również dopasować kolor piksela.

Wartość wejściowa w kierunku 0,0 (czerń, cienie) może zostać przekształcona na niższą niż była. Tak więc ciemny piksel o jasności 0,1 może zostać zamieniony na 0,05, co czyni go w połowie tak jasnym, jak było.

Wartość wejściowa w kierunku 1,0 (biała, podświetlenia) może zostać przekształcona na wyższą niż była. Tak więc jasny piksel na zdjęciu o jasności 0,9 można zmienić na 0,95, dzięki czemu będzie on o 5,5% jaśniejszy niż był.

W praktyce ten wspólny kształt litery S krzywej tonalnej zwiększa kontrast. Sprawia, że ​​rozjaśnienia są jaśniejsze, a cienie ciemniejsze. Ma to produkt uboczny polegający na zwiększeniu nasycenia, ponieważ separacja każdego kanału czerwonego, zielonego i niebieskiego zostanie zwiększona, odbiegając od szarości.

Pośrodku piksele pozostają nienaruszone i są stopniowo przesuwane jaśniej i ciemniej w miarę zbliżania się do jasnych i ciemnych pikseli.

Krzywa tonów może pozostawić dolną połowę tonów w spokoju i tylko rozjaśnić rozjaśnienia, a nawet przyciemnić, aby na przykład przywrócić szczegóły na niebie. W przeciwieństwie do tego, tylko cienie można rozjaśnić lub uczynić jeszcze ciemniejszymi, a także wykorzystać je, aby czernie pojawiały się w mniej czarnych obszarach.