Mikser Obrazu 2005.

Wstęp
Fotografujemy
Odpalamy Mikser
Sklejamy
Filtrujemy
Miksujemy
Opcje miksowania
Normalizujemy
Przykłady
Pobierz program

Strona domowa ...

Mikser Obrazu jest programem do specyficznej obróbki całej rodziny fotografii cyfrowych. Najpierw wielokrotnie fotografujemy tą samą scenę. Nie musimy posługiwać się statywem - program ma procedurę pozycjonowania fotografii. Potem miksujemy te fotografie, starając się uzyskać lepszą jakość niż jakości poszczególnych obrazów - składników.

Wstęp

Mikser Obrazu pracuje z serią cyfrowych fotografii. Taką serię mogą już stanowić dwa zdjęcia, uzyskane w różnych warunkach ekspozycji - jedno prześwietlone, drugie niedoświetlone. Mikser Obrazu połączy te zdjęcia, wyciągając z jednego cienie, z drugiego światła. Serię może też stanowić kilkanaście fotografii rozgwieżdżonego nieba czy nocnej panoramy miasta. Mikser Obrazu dokona syntezy tych obrazów, uzyskując wrażenie posługiwania się sprzętem o bardzo wysokiej czułości optycznej.

Mikser Obrazu może też redukować szumy, generując obraz, który jest "średnią" wszystkich wejściowych obrazów.

Składniki wejściowe przed miksowaniem mogą być poddane nieliniowej filtracji, w wyniku czego uzyskujemy podbicie lub stłumienie amplitud grup pikseli o określonych właściwościach.

Algorytmy miksowania pracują w dziedzinie rzeczywistej - pobieranie pikseli z obrazów wejściowych jest optymalizowane w przestrzeni międzypikselowej (resampling) oraz obraz wynikowy nie jest ograniczony do standardowego zakresu palet. Dlatego ostateczny obraz wymaga normalizacji - służą do tego odpowiednie procedury automatyczne i ręczne.

Fotografujemy

Fotografować powinniśmy ze statywem - bardzo upraszcza to żmudną procedurę synchronizacji składników. Jeśli akurat nie mamy statywu - trudno, czeka nas trochę więcej pracy. Specjalna procedura przyszpilania składników umożliwi prawidłową ich lokalizację w ramce ostatecznego obrazu.

Zawsze jednak dbajmy, by fotografie były wykonywane z tą samą ogniskową (czyli nastawieniem zoomu) i oczywiście tym samym obiektywem. Wynika to z tego, że o ile program potrafi spasować fotografie, a nawet je przeskalować, to nie usunie prawdopodobnych dystorsji obiektywu. Zmiksowanie składników nie będzie perfekcyjne.

Pozyskujmy zatem składniki tym samym ustawieniem optyki i - jeśli to możliwe - z solidnego statywu.

Mikser Obrazu przyjmuje zdjęcia w formacie BMP lub JPG. Niektóre operacje na kompresowanych JPEGach (przede wszystkim syntetyzujące bardzo wysoką czułość) mogą uwidocznić szkodliwe artefakty, charakterystyczne dla tego formatu.

Odpalamy Mikser Obrazu

Po uruchomieniu Miksera wczytujemy do tabeli głównej obrazy - składniki. Przyciskami z plusem i minusem uzyskujemy odpowiednią liczbę wierszy. Klikając w odpowiednie pola tabeli odczytujemy wybrane pliki. Kolejność plików nie ma znaczenia, ale możemy ją zmieniać, przeciągając wiersze na marginesie.

Wskazujemy zdjęcie główne, którego ramka wyznaczy układ odniesienia dla pikseli pobieranych z pozostałych fotografii.

W lewym górnym oczku tabeli znajduje się wejście do formularza opcji technicznych tabeli.

Wersja pokazowa programu nie zapisuje żadnych ustawień na dysku.

Sklejamy składniki

Jeśli zdjęcia nie były wykonywane ze statywu, musimy je posklejać. Ta procedura umiejscawia każdy obrazek w układzie odniesienia obrazka głównego i musi być wykonana z bardzo dużą precyzją. Jest to najbardziej pracochłonna część miksowania, majaca przy tym decydujący wpływ na jakość ostatecznego obrazu.

Każdy składnik musi mieć określone trzy charakterystyczne punkty - szpilki, którymi przyszpilamy go do tablicy z ostatecznym obrazem. Szpilki powinny być wbijane daleko od siebie i nie współliniowo.

Szpilki ustawiamy na dwa sposoby:

• bezpośrednimi kliknięciami w pola współrzędnych szpilek w kolumnie Szpilki,
• za pomocą Edytora Przyszpileń, klawiszy '1', '2' i '3', strzałek i kliknięć myszki.

Szpilki wybierajmy w trzech odległych punktach, doskonale widocznych na każdym ze składników. Jakość dopasowania sprawdzamy miksując testowo kolejne obrazki z obrazem głównym. W tym celu w kolumnie Aktywny? zaznaczamy tylko wybrane składniki i wykonujemy generację ostatecznego obrazu. Oceniając poruszenie (czyli niedokładność przyszpilenia) korygujemy miejsca wbicia szpilek.

Rozkład szpilek może powodować przesunięcia, obroty i liniowe przeskalowania dopasowywanych obrazów. Program nie poradzi sobie jednak z dystorsjami obiektywów - dlatego wszystkie składniki powinny być uzyskiwane za pomocą tej samej optyki (obiektyw, nastawiony zoom).

Filtrujemy

Każdy składnik przed zmiksowaniem może zostać odpowiednio przefiltrowany. Ściślej - amplituda każdego piksela może zostać zmodyfikowana. Niebo może zostać wyczernione (i pobrane z innego, doskonalszego obrazu - składnika). Cienie mogą zostać rozjaśnione. Możliwych kombinacji jest nieograniczenie dużo.

Dwa najważniejsze elementy filtru to:

• jego kształt (edytowany wprost myszką lub wybierany z menu prawym klawiszem myszki),
• argument wejściowy, określający amplitudę piksela, wybierany z menu.

Edycję własnego przebiegu przeprowadzamy lewym klawiszem myszki, pozycjonując punkty charakterystyczne wykresu. Między tymi punktami algorytm przybliży filtr liniowo.

Przyjmuje się, że każdy filtr przekształca obszar wejściowy o rozpiętości od 0 do 255 w taki sam obszar wyjściowy (zatem po działaniu filtra normalizacja obrazu nie jest potrzebna).

Punkt wejścia piksela do procedury filtracji (argument wejściowy) jest wyznaczony przez kilka predefiniowanych kombinacji amplitud r, g, b.

Progi stosowania filtru i kanały są mniej istotne i powinny być ustawione na 0 i 255 oraz na RGB - inne wartości często prowadzą do nieciągłości w odwzorowaniu barwy, zmiany tonacji, itp. Wpływ tych stopni swobody jeszcze nie jest dokładnie rozpoznany.

Miksujemy

Przed zmiksowaniem obrazków ustalamy ich istotność (mnożnik, domyślnie ustawiony na 1). Pamiętamy też o wskazaniu obrazka głównego, którego ramka zdefiniuje układ odniesienia (czyli tablicę do przyszpileń) dla pozostałych obrazów. Dopuszczalne są ujemne mnożniki, prowadzące do odejmowania obrazów, ale operacja ta nie jest dostatecznie zbadana.

Jeśli uzyskany obraz jest nieostry, należy poprawić przyszpilenia składników.

Jeśli obraz jest niezrównoważony tonalnie, zbyt ciemny lub jasny, należy zmienić istotności składników, opcje miksowania lub opcje normalizacji.

Opcje miksowania

Ingenerencja w opcje miksowania wymaga ponownego zmiksowania - w celu odświeżenia obrazu należy kliknąć w przycisk z ogniskiem.

Skalowanie pozwala uzyskać obraz o innym rozmiarze, niz obraz główny. Obraz jest budowany w oparciu o algorytmy próbkowania w dziedzinie rzeczywistej, zatem skalowanie nie wpływa istotnie na jakość.

Marginesy pomagają usunąć artefakty brzegowe, w których budowie nie uczestniczą wszystkie składniki obrazu.

Styl miksowania określa algorytm mieszania amplitud pikseli, pobieranych ze składników. Najciekawszy jest styl Suma. Styl Średnia minimalizuje szumy. Pozostałe style są przeznaczone dla eksperymentatorów.

Operowanie w przestrzeni międzypikselowej istotnie podnosi jakość, ale tylko dokładnie spasowanych obrazów. Algorytm międzypikselowy oblicza amplitudę punktu na podstawie przybliżenia liniowego po okolicznych pikselach.

Wyrównywanie histogramu jest skomplikowaną operacją, modyfikującą jasności całych grup pikseli, tak by histogram był optymalnie wypełniony. Efekt jest trudny do przewidzenia.

Maski wyostrzające lub zmiękczające są izotropowe i mają kształt 3x3. Promień maski może być ułamkowy, o ile zaznaczono operowanie w przestrzeni międzypikselowej.

Normalizujemy

Ingenerencja w parametry normalizacji nie wymaga ponownego miksowania - w celu odświeżenia obrazu należy kliknąć w ostateczny histogram.

Normalizacja jest niezbędna, bo w wyniku miksowania zazwyczaj powstaje obraz o bardzo szerokiej rozpiętości tonalnej, niekiedy nawet ujemnej. Jest to wyrazem filozofii, by składać miksowane obrazy bez żadnych zniekształceń w ich amplitudach tak długo, jak tylko się da - czyli aż do momentu wyświetlania ostatecznego obrazu.

Przykłady

Nicon Coolpix 2000, bez statywu, ekspozycja EV = -/+2. Z ciemnego zdjęcia odfiltrowano światła, jako punkt wejścia do filtra biorąc kanał B. Z jasnego zdjęcia odfiltrowano cienie, jako punkt wejścia biorąc negację Nie B (oczywiście program - nawet gdy czyta amplitudę w jakimś konkretnym kanale, dba o zachowanie poziomu bieli).

Nicon Coolpix 2000, bez statywu, ekspozycja EV = -/+2. Dziecko się poruszyło, jednak przyszpilenia orientują scenę według dziecka - dlatego czym dalej, tym gorsze pasowanie. Czarne artefakty na marginesach to obszary, w których zdjęcia się nie pokryły. Niebo odfiltrowano z ciemnego składnika (niedoświetlonego), trawę z jasnego. Kluczem do uzyskania takich filtrów był kanał B i kanał Nie B (niebo jest w kanale B, trawa jest w kanale Nie B). "Krzywizny" fitrów dodatkowo podciągały interesujące zakresy amplitud i tłumiły zbędne.

Nicon Coolpix 2000, statyw, ekspozycja EV = -/+2. Proste złożenie obrazków bez stosowania nieliniowych filtrów. Styl miksowania = Suma, ostateczna normalizacja = Automatyczna.

Pobierz program

Mikser Obrazu jest programem bezpłatnym do zastosowań niekomercyjnych. Użytkowników komercyjnych proszę o kontakt w celu ustalenia warunków posługiwania się programem.

Kliknij tutaj, by ściągnąć Mikser Obrazu (plik zip, 532 kB). Nie instaluje się w systemie - po rozpakowaniu można bezpiecznie uruchamiać.

Kliknij tutaj, by ściągnąć dwa obrazki do miksowania (plik zip, 394 kB). Ale lepiej weź aparat cyfrowy i ruszaj w drogę ...

Kliknij tutaj, by ściągnąć obrazy w skrzyżowanych polaryzacjach, które Mikser Obrazu odejmuje od siebie (plik zip, 361 kB).

Proszę o wszelkie uwagi, tak dotyczące algorytmów, jak i realizacji. Proszę też nadsyłać próbki swoich prac - umieszczę je na niniejszej stronie.