Introduction

A professional website for optic and photonic science and technology 光學與光電科技專業網頁

Overview 總覽

Research interests 研究興趣與專業:

1. Dynamics of solid-state and fiber lasers 固態雷射與光纖雷射
2. Photonic and multifunctional materials 光電與多功能材料
3. Optical properties of wide bandgap ZnO semiconductor 寬能隙氧化鋅光電特性
4. Photon transport phenomena and quantum optics in photonic crystals
光子晶體之光學傳輸與量子光學現象
5. Dynamics of microcavity polariton Bose-Einstein Condensates
微腔光極子波思-愛恩斯坦凝聚現象
6. Light-field imaging and optical system design 光場解像與光電系統設計

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2021年8月22日 星期日

第十章 影像編輯(一)

  在這最後一章中我將介紹如何使用數位相機製造商和手機的影像編輯軟體來進行影像拍攝後的後製,例如,如何修正色彩、亮度、對比度、飽和度和陰影的處理等,以及如何輸出為JPEGTIFF


檔案和列印影像。因為數位相機的光感測器是由RGB等三種以上的感測單元形成固定排列的陣列組成,這個排列陣列稱為「RGB馬賽克」。數位相機解讀RGB馬賽克陣列的強度讀值,並加以均勻化後得到對應影像空間位置的彩色亮度值,這個解讀過程稱為「去馬賽克」。數位相機將儲存解讀後的數據和拍攝設置參數以RAW檔案格式儲存。因此,一般來說,我們需要知道數位相機型號來使用相機製造商的影像瀏覽軟體來轉換RAW檔為JPEGTIFF檔。只讀取不含拍攝設置參數的RAW檔,因為沒有增亮、白平衡、銳利度、對比度與飽和度等設置的資料,您會發現RAW影像與您拍攝時的認知差異很大。如果您在拍攝時正確的設置拍攝參數的話,讀取含拍攝設置參數和RAW檔,讓您需要最少的後製編輯工作,甚至不需後製編輯。近年來,數位相機製造商強化它們的影像編編輯軟體,除了多圖層的濾鏡與疊圖功能外,Photoshop擁有的影像編輯這些軟體大致都具備了。

使用尼康Capture NX-D編輯影像

在尼康的影像控制實用程式-2Picture Control Utility-2)中包含兩個影像編輯軟體,一個稱為ViewNX-i,另一個稱為Capture NX-D。這兩個軟體都可以從尼康數位相機的記憶卡中讀取RAW.NEF)檔案和從NKSC_PARAM檔案中讀取其對應的拍攝設置參數。Picture Control Utility-2也可以讓您編輯影像後得到的偏好拍攝設置參數NKSC_PARAM檔存回相機的記憶卡來自訂您的相機偏好拍攝設置參數。

基本上雖然這兩個影像編輯軟體都具有相同工具來編修您拍攝的影像,ViewNX-i 主要是用於瀏覽和連續播放影像檔案、調整面板顯示RGB直方圖和檔案與相機設置資訊之外,還讓您利用滑塊調整曝光(Exposure)、白平衡(包括色溫和色調調整滑塊)、影像設置參數、銳利度、對比度、亮度、高光保護、陰影保護、D-lighting和色彩提升等,然而調整滑塊的操作不如Capture NX-D好用。另外,在ViewNX-i 有「垃圾桶」按鈕可以直接刪除影像檔案,Capture NX-D需要使用程式選單的「編輯」下選擇刪除影像檔案,或同時按Command+Delete來刪除影像檔案(在Windows系統下,Capture NX-D可以按鍵盤的「刪除」鍵來刪除影像檔案)。兩個編輯軟體都提供切換按鈕允許您非常容易互相切換。以下我以Capture NX-D為例說明如何使用影像編輯器。



在您的PC檔案夾中點擊兩下「***.NEF」檔案打開ViewNX-i程式,您可以瀏覽所有檔案夾中的RAW檔影像並刪除模糊或不想要的影像。想要編輯影像時,停留在一張影像檔,然後按一下工具列上的Capture NX-D按鈕,您就可切換開啟Capture NX-D程式來編輯這個影像檔。

點開工具列上的影像檢視器的「縮圖」、「影像檢視圖」、「預覽」、和「全屏顯示」中的「影像檢視圖」,PC螢幕上呈現「預覽面板」和「縮圖面板」,如上圖所示。我將介紹紅色文字所示的部分有用工具,其他工具和更詳細的使用,請參閱Capture NX-D使用說明書。

Capture NX-D程式視窗的右邊有直方圖或色階分佈圖面板和可以切換「檔案和相機資訊面板」、「編輯面板」、和「修整面板」的標籤。點選「檔案和相機資訊面板」標籤,該面板顯示檔案資訊(如製作日期、檔案大小、影像大小、拍攝時間、影像品質、相機機型、鏡頭、焦距、對焦模式、光圈、快門等等拍攝時影像設置參數。點選「編輯面板」標籤,您就得到如右圖的顯示。


曝光補償調整

點選「曝光補償」按鈕旁邊的「向下」框,您可以選擇 0.3 0.7 1EV的曝光補償增量。另外,您也可移動曝光補償尺標上的滑塊來連續調整曝光補償增量。Capture NX-D允許您利用滑鼠上下滾輪來代替移動滑塊(ViewNX-i不提供這種操作)。

白平衡調整

點選「白平衡」按鈕旁邊的「向下」框,允許您如相機設定白平衡一樣選擇各種預設的照明方式。您可使用影像調整面板中的色溫色調(Hue)控制微調白平衡。色調可設為 –12  +12 之間的值:選擇較低值可使綠色更淡而洋紅色更濃, 選擇較高值則獲得相反效果。色溫可用值的範圍根據白平衡中所選項目的不同而異。白平衡也可透過影像取樣來進行設定:按一下「設定灰點」按鈕並按下影像中的任意位置以單個像素為樣本,或者在影像上拖曳游標以使用所選區域的平均色值。為使所選像素或區域顯示為中灰色,整個影像的白平衡都將被調整。 


Picture Control
調整

透過調整您也可以重新設置Picture Control來覆蓋拍攝時的設定,但我不建議對Picture Control做任何調整,因為您應該在拍攝之前就設定好最喜歡的模式。當然,也許您忘了在拍攝之前設置您要的模式,這是時候讓您修正了。

色調(階)/色調(階)細節調整

這裡的色調實際上應該是色階(Tone)您可調整影像整體的亮度和對比度,或者僅調整影像高光或暗部。 

色階 

按一下左邊插圖中所示的圖示,影像調整面板中將顯示以下控制:
• 
亮度:調整整體亮度。可選擇 –100  +100 之間的值:值越高,明亮度越高,色階分佈圖(直方圖)向右移;值越低,明亮度越低,直方圖向左移。
• 
對比:調整整體對比度。可選擇 –100  +100 之間的值:值越高,對比度越高,直方圖分佈向兩邊展寬;值越低,對比度越低,直方圖分佈向中間收斂。
• 
飽和度:控制色彩的鮮豔度。可選擇 –100  +100 之間的值:值越高,色彩越鮮豔(飽和度越高) 同樣地,您可以利用滑鼠上下滾輪來代替移動滑塊。

色階細節 

按一下右插圖中所示的「色階細節」圖示,影像調整面板將顯示以下控制:
• 
亮部:保留高光細節。數值範圍為0100:選擇較高值可減少高光的亮度。亮部調整對陰影亮度的影響很小。

• 陰影:保留暗部細節。數值範圍為0100:選擇較高值可增加暗部的亮度,對高光亮度的影響很小。

對於高動態範圍場景,我曾建議正確曝光高光細節拍攝,再以後製處理陰影。現在,我將告訴您如何處理陰影部來得到賞心悅目的影像。

這類影像的直方圖的共同點是圖形的峰值偏向左邊,也就是比中間色階還低。這種情況下,首先確認場景的中間色階對應色階分佈圖的哪個部分,然後,您可以調高陰影讓場景的中間色階盡量靠近直方圖的中間位置;接著調整亮度讓色階分佈圖形與直方圖的兩側有相同距離,最後,再調高對比來增寬色階分佈圖,或降低對比來縮小圖形範圍,讓色階分佈圖靠近但是不接觸兩側。


• D-Lighting HS:增亮逆光或光線不足的照片的暗部,或者減少高光細節的遺失。較高值可減少暗部和高光之間的對比度。 

尼康Capture NX2(需購買)除了D-Lighting HSHigh Speed,快速)之外,還提供D-Lighting HQHigh Quality,高品質)的功能,然而Capture NX-2不再更新,將被免費的Capture NX-D取代。Capture NX-D的快速D-Lighting HS調整色階和色階細節的功能已相當強大。我的經驗是配合曝光補償調整處理高光進入0-255的色階映射範圍內,您大致就可以利用D-Lighting HS調整色階分佈圖讓您得到令人愉悅的影像。

當您調高D-Lighting HS的值時,D-Lighting會首先最大化您的影像動態範圍,如果繼續提高D-Lighting,也許會發現一段範圍不會改變色階分佈圖,如果繼續增加D-Lighting(例如大於40),您會發現高光部分幾乎仍不會變動,但會增加陰影部分的亮度,減少暗部和高光之間的對比度。這個效果對高動態範圍場景,尤其是您用自動包圍曝光拍攝HDR影像的色階映射相當有用,其結果與您增加陰影和高光保護的效果相同,但相對簡單得多了。

LCH

點選「LCH」按鈕,如右圖所示,影像調整面板中顯示「整體明度」、「色彩明度」、「色飽和度」和「色調」。「整體明度」讓您調整亮度和對比度,並可強調高光和陰影細節,即上述的色階/色階(細節調整。再者,「色彩明度」、「色飽和度」和「色調」就是色彩學上的HSLHue, Saturation, Lightness)空間或HSVHue, Saturation, Value)空間。這裏使用 LCHLightness, Contrast, Hue)色彩空間,所以色彩明度是一種類似但不等同於亮度或照度、色飽和度即色彩飽和度和色調值即色調,它們構成色彩。 

整體明度

LCH下選擇「整體明度」,在不影響「色飽和度」和「色調」的情況下調整「整體明度」。

  1. 自動對比
    :透過設定黑點和白點來排除影像中一定比例的最亮像素和最暗像素,從而增加對比度。即裁切水平輸入(數據)軸,將縮減後的數據重新色階映射到0-255色階輸出,因此影像對比度會增加,但要注意高光和陰影細節可能會消失。 
  2. 新增錨點:按一下該按鍵,然後按一 下預覽面板中的影像可在曲線上新增一個點,該點對應游標所指處像素的明度。
  3. 重設目前頻道:將整體明度曲線重設為直線。 
  4. 重設所有頻道:將整體明度、色彩明度、色飽和度和色階曲線重設為直線
  5. 白點輸出色階滑桿:選擇最大輸出色階(白點)。
  6. 色階分佈圖:色階分佈圖顯示影像中像素的明度分佈情況。橫軸對應明度(範圍:0–255),縱軸對應像素量。
  7. 明度曲線曲線的傾斜度和形狀決定色階範圍中相應部分影像的明度。 預設直線表示線性色階映射。調整曲線高過預設直線表示將該處對應像素的色階映射到更高的色階(對應影像中的像素更明亮)輸出;反之,低於預設直線表示將該處對應像素的色階映射到更低的色階(對應影像中的像素更暗)輸出。
  8. 黑點輸出色階滑桿:選擇最小輸出色階(黑點)。
  9. 黑點輸入滑桿:選擇最小(黑點)輸入色階。
  10. 中間調 (色階範圍調整或Gamma值調整):選擇中間調點(中間調值)。 
  11. 白點輸入滑桿:選擇最大(白點)輸入色階。 

自動對比就是程式評估該影像的色階分佈圖後提出對(9)(11)的調整建議,但仍保持直線明度曲線。調整明度曲線您可以直接向上或向下拉動它,或者移動(10)中間色階滑塊來調整Gamma值。往左移動滑塊增加Gamma值,明度曲線高過預設直線,色階分佈圖向右移,影像更明亮顯現陰影細節,但調動太大的話會降低對比度;往右移動滑塊降低Gamma值,明度曲線低於預設直線,色階分佈圖向左移,影像變暗,但調動太大的話會降低對比度。

色彩明度


LCH下選擇「 色彩明度在不影響色飽和度和色階的情況下調整所選色彩的明度。該選項可用於增亮陰暗天空的藍色等情況。因為(1)新增錨點(2)重設目前頻道(3)重設所有頻道皆與上述的相同,不再贅述。  

(4) 色彩明度曲線:將曲線上的點向上移動可使色彩範圍中受影響的部分變亮,而向下移動則使受影響的色彩變暗。 

(5) 範圍滑桿:調整穿過所選點的曲線的範圍,從而增加或減少受更改影響的色彩的範圍,即所選顏色的頻寬。 

您可以用「新增錨點」在影像上選擇想要改變(增強)的顏色來選定色彩明度曲線上的點(顏色)和它的頻寬之後將向上移動,增加該顏色明度。這個效果就像您加上帶通彩色濾光片的效果。相對地,您可以向下拉動色彩明度曲線的其他部分變暗來增強彩色濾光片的效果。

色飽和度 

LCH下選擇「色飽和度,增加或減少整個影像或部分色彩範圍的色彩飽和度,從而使色彩更鮮豔或更素淡。
(4) 
色飽和度曲線:將曲線上的點 向上移動可使色彩範圍中受影響的部分更鮮豔,而向下移動則使受影響的色彩更素淡 (更灰白) 

(5) 輸出滑桿:增加或減少影像中所有色彩的飽和度

(6) 範圍滑桿:調整穿過所選點的曲線的範圍,從而增加或減少受更改影響的色彩的範圍,即所選顏色的頻寬。

(7) 排除灰色:增加色飽和度可能使中灰色看起來過於飽和。選擇該選項可在不影響灰色的情況下增加色飽和度。

色調 

LCH下選擇「色調」,將原始(輸入)影像中的所選色彩映射至最終(輸出)影像的特定色彩範圍。 一種可將淡藍色天空色彩加深的應用程式。

(4) 刻度:按一下可將垂直刻度從 60° 更改為 120°  180° 並可改回(該情況下,度數指的是 360° 色彩轉輪)。增加刻度可增加螢幕中可視的色階範圍,減少刻度則可增加精確度。 

(5) 色階曲線:在曲線上選擇一個與所需輸入色彩相對應的點,並將其向上或向下拖曳直至其與所需輸出色彩相交。 

(6) 輸出滑桿:更改影像中所有色彩的色階。

(7) 範圍滑桿:調整穿過所選點的曲線的範圍,從而增加或減少受更改影響的色彩的範圍,即所選顏色的頻寬。 

去除瑕疵 

使用修整筆刷工具可去除灰塵、刮痕和瑕疵,按一下最上面的工具列中的  「修整筆刷」按鍵可顯示修整筆刷面板。 

、選擇筆刷的尺寸。向右移動尺標上滑塊筆刷變大,向左移動尺標上滑塊筆刷變小。

2 按住滑鼠,在瑕疵上拖曳筆刷。受影響區域以半透明紅線標識;請繼續操作直至瑕疵完全被覆蓋。 

3、鬆開滑鼠將工具套用至受影響區域。 

筆刷尺寸若大於您試圖修正的瑕疵,將可能影響影像中相鄰的區域。 自動修整筆刷。修整筆刷可自動從影像的周邊區域複製數據並粘貼至瑕疵上。若瑕疵分佈廣泛,工具被拖曳較長距離,或者受影響區域面積較大,修整筆刷可能無法產生預期效果。完成處理所需時間根據影像的不同而異。

您也可以在修整面板上選擇或取消「自動修整筆刷」可顯示或隱藏修整筆刷的效果,按一下「刪除」則可撤銷筆刷的效果。

彩色控制點--調整局部色彩

顯示照片使用工具列中選擇  「彩色控制點」工具可選擇性增亮、調暗或修改色彩。Capture NX-D 根據控制點的放置自動選擇受影響區域。 

使用彩色控制點 

按照以下步驟可新增和調整彩色控制點。 

1按一下   按鍵進入彩色控制點模式(若要退出彩色控制點模式,請再次按一下該按鍵)

2按一下影像中想要改變色彩的位置新增一個彩色控制點,並將該控制點拖曳至您想修改的區域。 

3向左或向右拖曳大小滑桿的手柄調整 控制點的圓圈大小:滑桿越長,受影響的 區域越大。套用效果的區域以虛線顯示,且效果隨著與控制點距離的增加而減弱。

彩色控制點 

當您放置一個彩色控制點時,Capture NX-D 會自動偵測所選點的色彩,並選擇周邊區域中所有類似色彩。效果由滑桿控制:大小滑桿控制所選區域的範圍,預設設定下,三個調整滑桿調整所選區域的亮度(B)、對比度(C)和飽和度(S)。可以透過向左或向右拖曳手柄 ()或將滑鼠遊標放在手柄上並旋轉滾輪來調整滑桿。您可從修整面板彩色控制點 工具的色彩模型選單中選擇顯示的調整滑桿 

4向左或向右拖曳調整滑桿的手柄以調整所選色彩。 使用修整面板中的彩色控制點工具可微調大小和調整滑桿。

5重複步驟 2  4 根據需要新增彩色控制點。 

您可按一下滑桿底部或頂部的三角形在目前色彩模型(BCSRGB  HSB)和 全部之間進行 切換。  

複製調整 

影像調整可複製並套用至其他照片,從而加快在類似環境下所拍照片的增強處理。 調整管理器中選擇「複製編輯內容」僅複製修改過的調整、或「複製所有影像設定」複製所有調整;然後選取一張或多張影像,再調整管理器中選擇「貼上調整」將使用「複製編輯內容」  「複製所有影像設定」 所複製的調整套用至目前所選的一張或多張影像。 

影像檔案轉換

最後將編輯後的RAW(NEF/NRW)影像檔若要轉換以 JPEG  TIFF 格式儲存。選擇想要轉換儲存的一個或多個影像檔,按一下工具列中的「轉換」按鈕, 螢幕將顯示一個對話窗,您可以選擇檔案格式並調整壓縮和影像大小等設定。按一下「 開始」 可將所選檔案夾中的單個或多個檔案轉換成所選格式到指定的檔案夾中。

轉換儲存JPEG檔案格式

檔案格式:可從 JPEGTIFF(8位元 TIFF(16位元中進行選擇。 如果選擇JPEG對話框如下:

影像品質 (僅限於 JPEG):使用滑桿或下拉選單在 0  100 之間選擇一個值。值越高,壓縮率越低,且影像品質越高;值越低,則壓縮率越高,且檔案大小越小。 也可以下拉選單選擇「最佳品質」對應品質 100

目的地檔案夾:若未選擇自動「使用來源檔案夾」,可以請按一下「瀏覽... 」來選擇另外的一個目的地檔案夾。

檔名:若未選擇表示不要重新命名檔案,要命名檔案請按一下「編輯... 」使用所選首碼、尾碼和序列編號為版本命名。

最後按一下「 開始」,將所選檔案夾中的單個或多個檔案轉換成所選格式到指定的檔案夾中。



轉換儲存TIFF檔案格式

檔案格式選擇TIFF(8位元 TIFF(16位元)。建議選擇TIFF(16位元)並勾選使用 LZW 壓縮(僅限於 TIFF):使用「無損 LZW 壓縮壓縮 TIFF 檔案。套用至 16-bit 影像時,LZW 壓縮有時可能會增加檔案大小。

指定:選擇該選項可設定輸出解像度,勾選「置入 ICC 設定檔」:選擇該選項可將目前色彩配置檔案嵌入影像。


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