影像的銳化 - Real World Image Sharpening... III

quill mark

「工欲善其事,必先利其器」,要有好的銳化圖像,那就得先了解銳化所用的工具。以 Capture NX 2 來說,應用最多的,就是 Unsharp Mask 了。

在 "The Real World Image Sharpening with Photoshop CS2" 這本書裡頭,就有一部分是在介紹銳化工具,並透過實測分析,來了解銳化工具的特性,以做為擬定銳化策略的參考。

分析銳化工具

書裡是用一個簡單的測試圖檔,來觀察各種工具和設定的銳化效果。這個圖檔的建立方式如下:

Photoshop 新建一個影像檔,寬為 512 pix、高 50 pix。再用漸層工具填滿全黑至全白的漸層像素。選取下半(或上半)部的影像(寬、高應為 512 x 25),將選取區域反轉(Image>Adjustments>Invert),接著將影像垂直對半裁切,使之成為 256 x 50 的黑白條狀漸層圖。

Sharpen_BWchart2

這個漸層圖,最右邊上、下都是 50% 灰色(128),完全沒有對比;而最左邊,則是對比最高的全白與全黑(255-0)。

Bruce Fraser 以上面的圖,在書中對銳化工具做了不少測試。Sharpen Edge、Sharpen More、Smart Sharpen 這些 Capture NX 2 沒有的,我就不去管了。以 USM 來說,三個可設定項目為 Amount (Intensity)、Radius、Threshold,我則以 PhotoshopCapture NX 2 分別測試、比對其銳化的效果。

總量-強度(Amount-Intensity)測試

先做的是總量測試。以下我仿照書上的設定,以 Photoshop CS3 採 USM 銳化, Radius 全設為 1 像素,Threshold 則為 0。測試圖上的紅線,表示銳化效果達到最強(全白)時的臨界點(下圖左列,由上至下,其 Amount-Radius-Threshold 值分別為:100-1-0、200-1-0、300-1-0、400-1-0、500-1-0)。

Photoshop

Amount/
Intensity

Capture NX 2

Sharpen_PSUSM100102 100-20 Sharpen_CNX2_USM_Intensity_20-5-0
Sharpen_PSUSM200102 200-40 Sharpen_CNX2_USM_Intensity_40-5-0
Sharpen_PSUSM300102 300-60 Sharpen_CNX2_USM_Intensity_60-5-0
Sharpen_PSUSM400102 400-80 Sharpen_CNX2_USM_Intensity_80-5-0
Sharpen_PSUSM500102 500-100 Sharpen_CNX2_USM_Intensity_100-5-0

可看出雖然 Radius 全為 1 像素,但隨著總量的增強,中間橫條狀的白色區域(銳化所產生的光暈)也逐漸擴大。 或許所謂的 1 像素,是指在 100% 效果時,所產生的最大光暈,而 500% 就加強了 5 倍?

Jason Odell 曾提出 PhotoshopUSM 值轉換成 Capture NX 2 的公式(請見:〈要如何銳利化最好?Nikon 機身與 Capture NX 2 的 USM 銳利化〉),大概是這樣的:

Capture NX 2 稱為 Intensity 的,在 Photoshop 為 Amount。Photoshop 的設定值是從0-500%,所以把 Photoshop 的值除以5,就是 Capture NX 2 的值。

Radius 設定,在 Capture NX 2 的單位是百分比,而 Photoshop 的單位是像素。怎麼辦?Odell說,他只知道,在 Capture NX 2 中,5% 的效果,約等於 Photoshop 中 1 個像素的效果。所以,把 Photoshop 的像素值乘上 5,就差不多是 Capture NX 2 的百分比值。Threshold 的設定單位,兩者相同。

我以這個公式,將上述 Photoshop 的測試值轉成 Capture NX 2 的值(依序為 20-5-0、40-5-0、60-5-0、80-5-0、100-5-0),以 Capture NX 2 銳化後,同樣地在銳化效果最強的臨界點上標上紅線,置於上表 Photoshop 測試圖的右邊。可看出兩組圖的紅線位置,還算蠻能對應的。

我自己覺得,Capture NX 2 在低強度(或總量)時的銳化效果,和 Photoshop 是差不多的;但高強度時,在中、高對比區域(圖的中、左側)上,Capture NX 2 銳化光暈的範圍仍維持得很好,而 Photoshop 則傾向於散得更開。

Radius 值測試

接下來,比對看看 PhotoshopCapture NX 2 在 Radius 效果上的差異。

同樣的,我仿照書本上固定總量(200)和臨界值(0),以不同 Radius 值,分別以 PhotoshopCapture NX 2 來銳化。Photoshop 銳化設定值分別為(Amount-Radius-Threshold):200-0.4-0、200-0.8-0、200-1-0、200-1.2-0、200-1.5-0、200-2-0、200-3-0、200-5-0。

這些值依 Jason Odell 說的 Capture NX 2 轉換公式(Amount 除以 5,Radius 乘以 5)換算,依序為 40-2-0、40-4-0、40-5-0、40-6-0、40-7.25-0、40-10-0、40-15-0、40-25-0。其中 7.25 的 Radius 值在 Capture NX 2 裡無法設定,故將其四捨五入,成為 7。

這兩組對照圖如下:

Photoshop

Radius

Capture NX 2

Sharpen_PS_USM_200-04-0 0.4-2 Sharpen_CNX2_USM_40-2-0[5]
Sharpen_PS_USM_200-08-0 0.8-4 Sharpen_CNX2_USM_40-4-0[5]
Sharpen_PS_USM_200-1-0 1-5 Sharpen_CNX2_USM_40-5-0[5]
Sharpen_PS_USM_200-12-0 1.2-6 Sharpen_CNX2_USM_40-6-0[5]
Sharpen_PS_USM_200-15-0 1.5-7 Sharpen_CNX2_USM_40-7-0[5]
Sharpen_PS_USM_200-2-0 2-10 Sharpen_CNX2_USM_40-10-0[5]
Sharpen_PS_USM_200-3-0 3-15 Sharpen_CNX2_USM_40-15-0[5]
Sharpen_PS_USM_200-5-0 5-25 Sharpen_CNX2_USM_40-25-0[5]

比較這兩組圖紅線的位置,除了第一組外,右移幅度是差不多的,也就是說,Jason Odell 的「公式」還算準確。

而從光暈的擴散程度來看,Photoshop 在低 Radius 時和 Capture NX 2 相當(前兩組圖),但從第三組開始,Photoshop 銳化效果的白色光暈,向外渲染得非常明顯,而 Radius 越高,渲染情形越嚴重,而Capture NX 2 的擴散情況則比較輕微。

總的來說,我認為 Photoshop 在 Radius 值較高時,其銳化效果比較自然一些,但因渲染的程度大,很容易造成色偏,更可能讓輪廓較窄的細節因而流失;Capture NX 2 的渲染情況控制很較好,光暈過渡到鄰近區域時的效果較為直接,因此高 Radius 設定時,銳化效果比較顯著,但不如 Photoshop 來得自然,另外,色偏和細節流失的情形會很輕微。

Threshold 的門檻效果

Threshold 的設定,Bruce Fraser 做了 7 組測試,Amount 是 200,Radius 設為 0.4,而 Threshold 依序為 0、1、2、4、8、15、30。我跟著重做一次(下圖左列),而對照的 Capture NX 2 值為 Intensity 40、Radius 2,Threshold 則和 Photoshop 的設定相同。

Photoshop

Threshold

Capture NX 2

Sharpen_PS_USM_Threshold_200-04-0 0 Sharpen_CNX2_USM_Threshold_40-2-0
Sharpen_PS_USM_Threshold_200-04-1 1 Sharpen_CNX2_USM_Threshold_40-2-1
Sharpen_PS_USM_Threshold_200-04-2 2 Sharpen_CNX2_USM_Threshold_40-2-2
Sharpen_PS_USM_Threshold_200-04-4 4 Sharpen_CNX2_USM_Threshold_40-2-4
Sharpen_PS_USM_Threshold_200-04-8 8 Sharpen_CNX2_USM_Threshold_40-2-8
Sharpen_PS_USM_Threshold_200-04-15 15 Sharpen_CNX2_USM_Threshold_40-2-15
Sharpen_PS_USM_Threshold_200-04-30 30 Sharpen_CNX2_USM_Threshold_40-2-30

不知是不是我某些圖紅線標錯,Capture NX 2 的效果看起來有點亂。不過,可看出 Capture NX 2 的門檻定得比較高,而調整 Threshold 值,對銳化效果的影響很微細,在實際運用時,或許可嘗試更高一點的值,可能才會達到預期的效果。

Bruce Fraser 在書上說,在較低的設定時,Threshold 在微小細節部分處理得相當好,但仍未能提供足夠的保護;而在較高的設定時,銳化和未銳化的過度區域,則會產生不自然的轉化痕跡。因為這個傾向,Bruce Fraser 比較建議用圖層遮罩來保護細節部分。

Capture NX 2 沒有如 Photoshop 般功能強大的圖層遮罩,該怎麼辦呢?我覺得,從上面「強度」和「Radius」的處理效果看來,Capture NX 2 對光暈的控制比較積極,光暈渲染情形很輕微,如 Bruce Fraser 所擔心的色偏,或不必要的全黑、死白的擴散,已經得到相當好的抑制(至少比 Photoshop 要好一些),因此,在應用上,或許不需要那麼刻意地採用特殊步驟去避免。




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