Найти в Дзене
Глубина резкости

Устранение марева и шума на фото

Оглавление
Ан-124-100 «Руслан»
Ан-124-100 «Руслан»

Эта статья окажется особенно полезной тем из нас, кто имеет в своем арсенале фокусные расстояния от 200-300 мм и больше. Суть вопроса в следующем: как на большом фокусном расстоянии получить чистую картинку, без марева? Например, если фотографировать далекие объекты на земле, то моя Sigma 150-600 не всегда пригодна для этой задачи, особенно летом. Правда зимой картинка может выглядеть существенно лучше. Вместо Сигмы можно взять любую другую марку и модель объектива. Никакой роли это не играет.

Ниже будет пошаговое руководство, как устранить марево на фотографиях, если требуется запечатлеть статичную сцену с большого расстояния сквозь толщу «кипящего» воздуха. Для движущихся объектов, к сожалению, этот метод неприменим.

Теория

Для начала немного физики. Марево — это потоки горячего воздуха, поднимающиеся над нагретой поверхностью. Плотность горячего воздуха меньше и он стремится вверх. Нагрев и остывание воздуха происходят не одинаково во всем объеме. Из-за сильных флуктуаций температуры воздушной массы мы имеем среду с такими же сильными флуктуациями плотности, а значит и коэффициента преломления света. В результате, лучи, проходящие сквозь эту кашу постоянно меняют свое направление и мы видим, как изображение дрожит и плывет. И чем больше расстояние до объекта и фокусное расстояние, тем сильнее марево. Однако, если например, снимать пилотаж самолета на длинном фокусе, то никакого марева не будет. Почему? Потому, что на этих высотах температура воздуха изменяется плавно и сразу в очень больших объемах, к тому же с высотой падает плотность среды, что тоже благоприятно для качественной картинки.

Ключевая идея — марево это почти тот же шум, что дает нам матрица на высоких ИСО. А как бороться с шумом мы знаем: поскольку шум подчиняется нормальному распределению, его можно усреднить и он исчезнет. Для этого воспользуемся стекингом — сложим несколько кадров нашей сцены. Вообще, видов стекинга много. Мы будем пользоваться его разновидностью для подавления шума и повышения детализации. При этом значения яркости каждого пикселя вычисляются путем усреднения его яркости по всем кадрам серии. Благодаря этому марево, меняющееся от кадра к кадру, исчезает, а детализация самой сцены растет.

Устранение марева

Для примера возьмем ситуацию, когда есть самолет на большом расстоянии. Близко к нему не подойти, но у нас есть мощный телеобъектив. Однако на всем пути до самолета бетон и асфальт дают страшное марево. Выход простой. Снимаем со штатива или с рук серию кадров. Для этого примера я сделал 6 кадров, чего, как выяснилось позже, оказалось мало. Лучше снять кадров 20-50. Съемку делать желательно в режиме М, заранее выставив подходящие параметры, чтобы все кадры имели одинаковую экспозицию.

Дальше проявляем равы в тифы. Делаем это в том конвертере, в котором привыкли. Главное полностью отключить шарпинг и подавление шумов (если ваш конвертер это позволяет), так как функцию последнего у нас все равно выполнит сам стекинг, а шарпинг на этапе проявки вообще ни к чему. Повышать резкость следует только под конкретную задачу.
Если кратко, то все операции сводятся к трем пунктам:

  • съемка серии,
  • выравнивание,
  • стекинг.

Если съемка велась с рук, то кадры нужно выровнять друг относительно друга. Для выравнивания и стекинга воспользуемся программой Photoshop. Запускаем скрипт загрузки всех файлов в стек.

Загрузка файлов в стек
Загрузка файлов в стек

Нажимаем на кнопку Browse и загружаем все наши изображения.

-3

Если съемка велась со штатива и вы полностью уверены в том, что кадры всей серии лягут точно друг на друга, то пункт Attempt to Automatically Align Source Images можно выключить. Еще это поможет существенно сократить время вычислений. Включаем Create Smart Object after Loading layers.

Настройки стека, если съемка велась с рук
Настройки стека, если съемка велась с рук

В зависимости от разрешения камеры, количества файлов и мощности компьютера процесс может занять разное время. По окончании объединения файлов у нас получился смарт-объект, содержащий внутри себя все наши картинки.

Смарт-объект в палитре слоев Фотошопа
Смарт-объект в палитре слоев Фотошопа

Так выглядит одиночный кадр. Марево очень сильно искажает детали. Даже при ресайзе под веб это будет заметно, особенно на прямых линиях. Учитывая, что ресайз в меньшую сторону обязательно должен сопровождаться усилением резкости, артефакты марева будут лишь усилены.

В мареве прямых границ не существует, все плывет и искажается
В мареве прямых границ не существует, все плывет и искажается

Все сказанное ниже будет справедливо, как для подавления шума, так и для марева. Дальше мы можем применить на выбор два режима: Mean или Median. Mean это просто среднее арифметическое. Режим Median это статистическая функция. Она немного слабее уменьшает шум, чем Mean, но выгодно отличается от среднего арифметического тем, что устойчива к резким перепадам яркости. Если, допустим, в кадре были движущиеся люди или пролетела птица, то Median оставит их след только там, где они были на всех кадрах нашей серии в одном и том же месте. Mean оставит «призраков» на всем маршруте движения объекта.

Выбор режима усреднения
Выбор режима усреднения

Сложение 6 кадров в режиме Mean (усреднение). Создается ощущение небольшой замыленности изображения. Но зато прямые линии потеряли искажения, надписи читаются легче.

Сложение кадров в режиме усреднения (Mean)
Сложение кадров в режиме усреднения (Mean)

Выбор режима Median.

-9

Сложение 6 кадров в режиме Median. Подавление марева немного слабее, чем в Mean, но картинка резче. Если сделать серию из 20-50 кадров, а не из 6, как здесь, то можно получить более гладкое и детализированное изображение.

Сложение кадров в режиме Median
Сложение кадров в режиме Median
Сравнение первоначального изображения и двух вариантов стекинга
Сравнение первоначального изображения и двух вариантов стекинга

Заключение

В заключение важно отметить, что в случае с маревом не стоит расчитывать на полное восстановление деталей, как если бы мы фотографировали сквозь вакуум. Но получить гораздо более гладкую, лишенную искажений картинку возможно.

Метод раскрывает свою эффективность и полнейшее восстановление детализации при подавлении шума. Когда ситуация вынудила установить повышенное ИСО при недостатке света и отсутствии штатива. Нужно смело включать серийную съемку и делать один-два десятка кадров с такими параметрами, которые позволяет выставить сцена. Одиночные кадры могут показаться ужасными в плане шума, но финальный результат приятно удивит.

#фотография #фотографии #уроки фотошопа #фотошоп #photoshop #обработка фото #графический редактор