曲线调整工具与直方图

引入

「曲线工具」这个东西,经常修图或做视频的人一定不陌生,它在很多图像视频工具中都有出现,比如 AE、PR、PS、LR 等中;其强大之处自不用我多说,这里主要针对还未入门的 零基础 的朋友作一个基本的介绍和认识。

PS中的曲线工具

在谈到「曲线工具」之前,不得不先谈到图像「直方图」这个东西;

「直方图」

简单的来说,直方图是统计图片中按照不同的明暗级别从黑到白(从暗到明),统计在某个亮度的像素数量有多少。(以下谈到直方图,若无特指,那均指 RGB 全通道亮度直方图,不谈论色相)

我们先看看 PS 中的直方图是什么样的;

PS中的图像直方图

四个框中,最上面就是全通道的直方图,下面三个依次是 RGB 三个通道的直方图;直方图的横轴表示亮度级别,左边表示最暗,向右依次变亮,最右边表示最亮最白;纵轴表示像素数量

我们再来看一个简化版的示意图;

直方图简化示意

举个例子,假设上面这张简化的直方图是统计一张 只有 22 个像素的图片,那么可以从直方图中看到 统计结果

纯黑的像素有 3 个、灰度一级的像素有 2 个、中度灰色的有 5 个、 …… 、纯白的有 2 个。

嗯,上面这个图结合例子很好理解吧,那让我们把它扩展一下,道理还是不变,只是把分级加精细一点,像素加多一点,导出一张真实一点的我们实际中常见样子的直方图;

直方图常见形式示例

直观看出,这张直方图所代表的原始图片中,中等偏亮的像素点在整个图片中占主体;也就是图片整体颜色是偏亮系的,看起来不是暗色调的。

类似的,假设图片直方图中只形成了一个山峰,如果山峰位置偏右边,就表示图片整体是暗色调的;如果山峰位置偏左,就表示图片整体看起来是亮色系的,整体色调是明亮的。

【这里注意,摄影和修图的重点都是自己到底想表达什么,不要过度纠结于传统观念,就认为山峰靠右就一定是曝光失误造成欠曝一定要调整曝光等等;主要是看自己的想法,有些场景可能就需要这样,不是失误欠曝,比如表现夜空中的明月或星空。】

说完直方图,我们就可以回过来看「曲线工具」了。

「曲线工具」

PS中的曲线工具

再看到曲线工具,就要注意调整框内,背景中的 阴影山峰 了,这就是刚刚讲的 直方图

「曲线工具」 其实是 曲线调整 + 直方图,两者 横坐标共用,含义都一样,指 亮度分级

但纵坐标含义就不一样了

曲线工具的纵坐标也是指亮度分级,没错,纵坐标和横坐标的含义与数值分布完全一样!

再看上面这条线,虽然名字叫「曲线工具」,但是打开工具初始状态下这根线就是直线,只不过可以添加关键点来把直线拖成曲线。

初始状态下的直线,是从左下连到右上的,相当于是从横纵轴都最暗的地方,连到横纵轴都最亮的地方;

也就是:

$$y = f(x) = x , (0 \leq x \leq 255)$$

现在我们再说一下纵坐标 y 和横坐标 x 的一点区别;这条线上一个点的横坐标值,表示图片上的某个原始亮度值,纵坐标表示这个原始亮度经过调整后的亮度变成了多少。

合起来的意思就是,这条曲线(或直线)表示对原图色彩的一种映射,把原图的每个色彩亮度,映射到现在的每个对应的色彩亮度,即:

$$y = f(x) , (0 \leq x \leq 255 , x = 原始亮度 , y = 调整后亮度)$$

比如说常见的 S 型曲线可以加深对比度,其实就是把原本暗的变得更暗,把原本亮的变得更亮,所以对比度就变高了。

基于这个道理,接下来解释几种基本曲线的调整方式;

初始直线

初始直线

初始直线相当于原本什么亮度现在还是什么亮度,什么都没变,就是画面原本的样子。

上凸曲线

上凸曲线把整个画面变亮

对比原始图片,现在用的上凸曲线除了端点的每个点都在 $y = x$ 直线上方,也就是不管是暗的还是亮的每个点都不同程度的加亮了一些,所以整个画面看起来都亮了。

下凸曲线

下凸曲线将画面整体调暗

与上凸曲线刚好相反,下凸曲线都在 $y = x$ 直线之下,每个点都不同程度的调暗了一点,所以整体画面变暗。

S 型曲线

S 型曲线提高画面对比度

S 型曲线最常见,通常修图都会先拉起对比度,也就是调了个 S 型曲线;刚刚也说过,S 型曲线左边暗部在 $y = x$ 之下,右边亮部在 $y = x$ 之上,相当于把暗的点调的更暗,把亮的点调得更亮,于是明暗差异变大,对比度也就提高了。

反 S 型曲线

反 S 型曲线降低对比度

反 S 型曲线与 S 型曲线方向看起来相反,作用也刚好相反,它是把暗部调亮,亮部调暗,明暗差异变小,用来降低对比度的。

反对角线

反对角线颜色反相

对比初始直线,这里反对角线其实就是 $y = -x$ 直线,相当于把所有明暗亮度对称颠倒过来,这里的亮度也包括相位,于是所有颜色反相了,看起来就是将图片反色处理了。

参考资料