画像の鮮明化は、ヒストグラムの研究において最も活用されていないデジタル写真のテクニックかもしれません。画像の鮮明化とは何か、なぜそれが必要なのか、何をするのか、また、曖昧なエッジを取り除き、画像を鮮明にするために自分の画像に積極的に適用する必要がある理由について説明しますので、読み進めてください。
そもそもなぜ画像がぼやけるのでしょうか?
画像をシャープにする方法を詳しく説明する前に、そもそもなぜデジタル画像にシャープが必要なのかを正確に理解することが重要です。デジタル画像は、デジタル カメラで作成されたものと、画像をスキャンしてアナログ作品のデジタル コピーを作成したものの両方で、デジタル デバイスのセンサーによって課される制限に悩まされます。
人間の目に比べてセンサーの制限は数多くありますが、過度に柔らかい、またはぼやけた画像を作成する特定の制限が 1 つあります。人間の目は、信じられないほどの明瞭さと鮮明さでコントラストの線を区別することができます。ただし、デジタル カメラのセンサーは、収集できるピクセル数、つまりデータ ポイントの数によって制限されます。
前のシーンがキャプチャできる解像度よりも高い場合 (常にそうなります)、センサー上の個々のピクセルが認識したものの平均をキャプチャする必要があります。カメラ (またはスキャナ) は限られた量のデータで最大限の努力をしなければならないため、その結果、画像がぼやけてしまいます。
実際の写真の作業に進む前に、この現象のデジタル モックアップをいくつか見て効果を実証しましょう。下の画像では、空間を 2 つの三角形 (1 つは黒、もう 1 つは白) に分割しています。
一般的な画面で遠くから見ると、黒と白の部分の間に鮮明で連続した 1 本の線のように見えます。デモンストレーションのために、上の画像がデジタル画面上に提示されたデジタル画像ではなく、現実世界の 2 つの空間の交差点であると仮定してみましょう。たとえば、虫眼鏡を手に非常に近い距離から見ても、線がくっきりと鮮明に残るほど、非常に正確に描かれたキャンバスの 2 つの半分について考えてみましょう。したがって、この線は私たちの目によって最大解像度まで分解され、非常に鮮明で鮮明なものとして認識されます。
2 つの三角形の同じモックアップを、非常に低解像度のイメージ センサーでキャプチャしたかのように表示してみましょう。上の画像には 200,000 ピクセル近くのピクセルが含まれていますが、下の画像は解像度が 200 ピクセルをわずかに超えるかのように白黒の空間を表現しています。
白と黒の領域の間の境界線が人間の目に非常に鮮明であれば、カメラでも非常に鮮明であるはずです。問題は、その鋭い描写がカメラのセンサー上の特定のピクセルを通過するほど細かい場合、個々のピクセルが「OK、私の半分は白で、私の半分は黒です」と判断できないことです。
ピクセル全体に対して単一の値のみを記録できます。そのため、「OK、私に当たる光の平均は灰色です」と言わざるを得ません。黒の部分と白の部分を記録することはできず、単に個々のピクセルに当たる光子の平均を記録するだけだからです。
センサーに詰め込むピクセル数が増えるほど、より多くの詳細を解像できるようになりますが、最終的には、すべてのデジタル画像作成において、受信データ (撮影対象またはスキャン中の写真から反射する光) がセンサーの能力を超える時点が発生します。センサーでは、個々のピクセルが最良の推定値の色合いを選択することになり、エッジ間のコントラストがぼやけます。
アンシャープマスクを使用して不鮮明な写真を修正する
写真がぼやける原因がわかったので、問題を解決し、画像を鮮明にするために何ができるかを見てみましょう (フレームに入れる場合でも、Facebook にアップロードする場合でも)。
幸いなことに、前のセクションで説明したコンセプトは写真界ではよく知られており、理解されており、それを修正する方法は複数あります。最も一般的な方法、そして今日私たちが焦点を当てる方法は、「アンシャープ マスク」として知られるものを適用することです。
直感に反する名前のアンシャープ マスクは、プロセスがどのように機能するかを理解すると、もう少し直感的に名前が付けられるようになります。画像にアンシャープ マスクを適用すると、編集アプリケーションは、画像のどの領域がシャープ (高コントラスト) でアンシャープ (低コントラスト) であるかを比較するために使用される一時マスクを作成します。次に、ユーザーの仕様に従って高コントラスト領域と低コントラスト領域の差が均等になるまで、(そのマスクをガイドとして使用して) アンシャープ領域をシャープにします。したがって、アンシャープ マスクは、その名前が一見して暗示するようにシャープ化を解除するツールではなく、画像のどの部分がシャープになっていないかを示し、それらを修正するツールです。
上で見た、私たちのフレンドリーなオフィス犬クリケットの助けを借りて、アンシャープ マスクがどのように機能するのか、そしてそれに加えて調整できるのかを正確に示してみましょう。今日のデモンストレーションには Adobe Photoshop を使用しますが、アンシャープ マスク ツールは業界標準のようなものであるため、さまざまな画像編集アプリケーションで使用されています。ここで説明する用語と方法は、Photoshop と同様に、GIMP などの無料編集ソリューションにも簡単に適用されます。
まずは写真を勉強しましょう。上の画像は、編集せずにカメラから直接撮ったもので、この記事に挿入するためにサイズが縮小されているだけです。写真には全く問題ありません。被写体は中央にあり、被写体の顔に焦点が合っており、特に不快なものはありません（小型犬を気にしない場合を除きます）。しかし、ズームインして画像をさらに詳しく見てみましょう。
かなり近づくと、画像が非常に柔らかく見えることが明らかになります。これはレンズのせいではなく (この画像は非常にシャープな単焦点レンズで撮影しました)、前に説明したように、カメラ内で画像が処理される方法の副作用です。
画像をシャープにするには、アンシャープ マスクを有効にします。まず、画像を 100 パーセントまたは 50 パーセントのズームに調整して、アンシャープ マスクの準備をします。エディターとオペレーティング システムの両方で使用されているアンチエイリアシング アルゴリズムにより、他のズーム レベルでのシャープ化プロセスの効果が歪む可能性があります。
Photoshop では、[フィルター] -> [シャープ] -> [アンシャープ マスク] にあります。
上で述べたように、アンシャープ マスク ツールの外観はかなり普遍的であり、使用している画像編集ツールに関係なく、[量]、[半径]、および [しきい値] の 3 つの設定が表示されます。それらが何をするのかを理解する最も簡単な方法は、単に遊んでみることですが、ここでは重要なポイントを強調します。
量: 常にパーセンテージで表示され、量は調整の度合い (明るいエッジがどれだけ明るくなり、暗いエッジがどれだけ暗くなるか) を示します。調整値が低い場合は気づきにくいですが、最大にするとコントラストが非常に極端になります。 50 ～ 100% から始めるのが安全です。
半径: 効果を適用する各補正ポイントの周囲の領域の大きさを指定します。半径と量は絡み合っています。 Amount 値を減らすと、Radius 値を増やすことができます (逆も同様)。両方を高いレベルまで上げると、色とコントラストの大幅な歪みが生じます (これは望ましい芸術的効果かもしれませんが、自然な見た目の画像にはなりません)。
しきい値: しきい値関数は、最小の明るさ/コントラスト レベルに基づいてシャープ化アルゴリズムが適用される場所を決定します。この特定の設定は、コントラストの高い領域 (目の周りなど) のコントラストを選択的に高める場合に非常に便利ですが、滑らかなままにしたい領域 (顔の皮膚など) をシャープにしすぎないようにします。値が低いほど、画像はより均一にシャープになります。値が大きいほど、より多くの領域が除外されます。したがって、画像全体にできるだけ均一にシャープネス効果を適用したい場合はゼロに設定し、被写体の顔の細部 (虹彩やまつげのパターンなど) を鮮明にすることなくシャープにしたい場合は、毛穴やシワが目立つ場合は、好みのバランスになるまで数値を上げていきます。
また、小さなプレビュー ウィンドウも 50% に設定されていることがわかります (同じアンチエイリアシングの問題が、画像全体のプレビューと、アンシャープ マスク ボックス内の画像のプレビューの両方に適用されます)。
上記の設定 (この特定の画像では 100/4/3) を適用すると、画像が大幅に鮮明になります。違いを確認するために、上で行ったのとまったく同じ作物を見てみましょう。
近くで見ると変化がすぐに分かります。目の周りのコントラストが非常に高く、目のハイライトがより鮮明になり、銃口と顔の毛並みがより鮮明になります。
元のレタッチされた画像と同じ切り抜きで見ると、変化はあまり劇的ではありません (それほどクローズアップして見られないため) ですが、銃口の周りの毛皮など、画像内の細部が目立ちます。
それが画像を鮮明にする本当の目標です。人間の目で見たときの実際の被写体の鮮明さを再現したいと考えていますが、見る人が写真にどのような操作が行われたのか疑問に思うほど強烈で目立つコントラストを作り出すことは避けたいと考えています。
写真を見ながら、アンシャープマスクでは何ができないかを指摘することが重要です。エッジをシャープにして鮮明な外観を与えることで、写真の焦点が合っている領域がよりよく焦点が合っているように見えますが、存在しない詳細を追加することはできません。上の写真では、目、銃口、鼻 (周囲の顔の毛皮も) がより鋭くなっていますが、リード、コンクリート、苔、葉は鋭くなっていないことがわかります。これらの物体は元の写真では焦点が大きく外れていたため、いくら鮮明にしても焦点面内にあるような錯覚さえ生み出すことができませんでした。
アンシャープマスクのヒントとコツ
人や動物はアンシャープ マスクの適用から恩恵を受けますが (特に目の周りは、ソフト フォーカスではなく鮮明で明るい方がはるかに良く見えます)、アンシャープ マスクはほぼすべてのポップ画像に役立ちます。
たとえば、上の比較では、左側の画像には何も問題はありませんが、アンシャープ マスクで柔らかさが補正されると、右側の画像のコントラストが増加し、画像が非常に際立ち、鮮明な外観が得られます。
被写体に関係なく、アンシャープ マスク アプリケーションを最大限に活用するために、シャープ化プロセスをスムーズに行うためのヒントとコツをいくつか見てみましょう。
カメラ内シャープニングを無効にします。 何よりも、カメラ内のシャープネスを無効にする必要があります。オートフォーカスカメラにはほとんどの場合オンボードシャープニングが搭載されていますが、ハイエンドのデジタル一眼レフカメラにはほとんど搭載されていません（メーカー側の推測では、オートフォーカスカメラのユーザーは後処理作業を行わないのに対し、デジタル一眼レフカメラの所有者はほとんどの後処理作業を行わないということです）おそらくそうなるでしょう）。アンシャープマスクで二重処理した写真はかなりひどい見た目になる傾向があるため、カメラ内を無効にし、コンピュータでシャープネスを微調整することをお勧めします。
集中力は王様です。 カメラの鮮明な物理的フォーカスは、アンシャープ マスクよりも価値があります。フォーカススキルを完璧にしましょう（レンズが緩くて焦点が合っていない場合は、レンズを捨ててください）。上で述べたように、アンシャープ マスクを使用して写真の焦点面を拡大したり修正したりする魔法のような方法はありません。すでに焦点が合っているもののみを鮮明にすることができます。
少ないほうがいいですね。 画像に少しポップさを与える程度にアンシャープ マスクを使用します。 1080p ディスプレイと 4K ディスプレイの違いを考えてください。 1080p の画像は美しく、非常に高精細です (古い標準解像度テレビと比較して) が、4K には画面から飛び出すような鮮明さがあります。写真を調整して比較するときは、画像を「うん、いいですね」から変える、ちょうど良いシャープネスの向上を捉えたいと考えます。 「うわー、それは鮮明です。」ただし、それは紙一重です。スイートスポットに到達すると、さらにシャープネスを高めると、不気味な、または完全に不自然な見た目の画像が得られることがよくあります。
最後に研ぎます。 他の画像編集、色の調整、ゴミやピクセルの固着の修正、またはその他の画像の編集を行っている場合は、常にシャープ化プロセスを最後に保存します。画像をシャープにすることは、作業を終えたジュエリーを磨くことと考えてください。すべての部品を配置し、あらゆる金属を曲げてはんだ付けした後の最後のステップで、ギャラリーに展示する準備が整います。
シャープニング プロセスとそれを最大限に活用する方法を理解すれば、それを自分の写真に適用して、優れた (ソフトではあるが) 写真を、画面やリビング ルームの壁から本当に飛び出すような目を引く写真に変える準備が整います。 、または彼らが自分自身を見つけるべき場所。
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