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Photoshop高光、中间调和暗调的原理概念和选取方法

2014-11-15  嵩山老骥

Photoshop高光、中间调和暗调的原理概念和选取方法

我们都知道一张图像是由一个个像素组成的,每个像素都有其固有的属性,例如色相、饱和度、明度等。我们都知道photoshop的核心得选择,对于不同的像素属性又有不同的选择方式。但不论何种选择方式最终的是为了作出选区。从不同的涵义出发,选区又可以分为轮廓选区【只有黑和白,即要或不要】和范围选区【黑、白和灰,即要、不要和只要一部分】。从这个角度出发选择实质是选择黑、白、灰。对于调整图片用得最多的是范围选区。


  我们知道像素的亮度值在0至255之间,靠近255的像素亮度较高,靠近0的亮度较低,其余部分就属于中间调。这种亮度的区分是一种绝对区分,即255附近的像素是高光,0附近的像素是暗调,中间调在128左右。
 
  但一幅图像或许并不存存色阶为0或255附近的像素,是不是就说这幅图像不存在高光区域或暗调区域呢?在photoshop中并不是这样定义的。在photoshop中定义图像中的高光区域和暗调区域相对的、模糊的,并没有一个界定的数值标准。对于不同的图像,暗调和高光区域的定义也不同。
 
  比如一幅较暗淡的图像中像素的最高亮度只有150,但也不能说它就没有了高光区域,它的高光区域就是150附近的。同样一幅较明亮的图像中最暗的像素亮度也有180,那么它的暗调区域就是180附近,不能说就没有暗调区域。
 
  那么图像中的高光、中间调和暗调又是如何定义呢,当然photshop有它的选择方法,大家都知道快捷CTRL+ALT+~或者按CTRL同时点击RGB通道得到高光选区。使用色彩范围命令里面的下拉列表中的“高光”、“中间调”和“暗调”,甚至更多的方法。经测试这些方式都不算完美,都存在着许多不如人意的地方。坊间通常认为利用计算法提取图像的高光、中间调和暗调最为完美,它的好处在于选取精确,过渡平滑无生硬感觉。
 
  大家都知道在通道中,白色代表选择,黑色代表不选择,灰色代表部分选择。计算命令主要是作选区用的,最常见的就是选择暗调、中间调和高光区域。而计算命令又是通过不同的混合模式得到结果的。下面来进行一次实际的操作。
 
 一、图像高光提取 

  对图像背景执行“图像-计算”,参数设置为:两个源都选择“背景”图层,通道都选择灰色,混合模式为“正片叠底”,然后确定。点选通道面板我们看到新生成的通道ALPHA1就是我们刚才计算所得的结果,更名为高光1。
 
   PS中对正片叠底的定义:将基色与混合色进行正片叠底。结果色总是较暗的颜色。任何颜色与黑色正片叠底产生黑色。任何颜色与白色正片叠底保持不变。也就是说灰度和灰度在进行正片叠底的计算时,图象的中间调到暗调部分在新通道中会变的更暗,以深灰到黑色部分显示。



那么为什么选择高光时用灰色通道来计算而不用其它通道呢?其实其他通道也可以选,效果是差不多的。而灰色通道是根据RGB三通道不同的比例进行配出来的,公式是:30%红色+59%绿色+11%蓝色。那么这个公式又是什么意思呢?其实这是从人眼视觉灵敏度出发得到出的,等强度的红、绿、蓝基色光给人眼的亮度感觉是不一样的。绿色光的亮度最亮,红色光的亮度次之,蓝色光的亮度最弱。通过精确的实验可以得出:当光线中的红色占30%,绿色占59%,蓝色占11%。混色后人眼感觉到的是100%纯白色。
 
 这种关系可用这样的式子来表示:  Y=0.30R+0.59G+0.11B
 
  该式叫亮度方程式,R、G、B分别表示三基色光线强度,Y表示混合色的亮度。它表明混合色的亮度与三基色分量之间的关系。此亮度方式式又可以用上图表示。
 
 从高光1通道我们可以看出,在通道中白色代表选取,黑色代表不选,灰色代表部分选取,因此我们可以看到“高光1”中的高光部分已经突现出来了,对不同的图像我们有不同的选取方式,在这里我们还可以地对原图的高光部分进一步选取。

  
   到这为止高光部分已经提取完成,我们只要把“高光2”通道载入选区,然后点击RGB通道,回到背景图层,选择背景图层,ctrl+j通过刚才选择的高光区域的选区复制背景图层得到的新图层,命名为“高光”,这样我们就把高光部分分离出来了,当然在载入选区之后目的其实就已经达到了,我们已经选择了高光区域,这时您可以添加调整层对高光区域进行各种调整了,添加了调整层之后发现调整层的蒙版变成了灰度蒙版,灰度蒙版的好处就在于您对选取进行调整的时候会根据蒙版上的不同灰度控制调整的强度和范围,这样调整的结果过渡就很平滑也很均匀,同时因为灰度蒙版不是画笔画出来的而是计算出来的,所以没有人工的痕迹,一来很方便,二来更精确合理。这样的效果图更自然,没有生硬的感觉。
二、暗调的选取
 
   高光的提取使用的混合模式是变暗的一种,“正片叠底”,由于暗调和高光的对应性,我们可以采用变亮的“滤色”,但正式由于这种对应性,用提取高光的方法进行“反相”处理也能得到相同的结果。


 
 通过上面的推断同理这样计算后高光和中间调部会变成深灰到黑色,只有原来的暗部才能得到灰白到白色的显示。这样把这个结果通道载入选区就能得到暗部的选区了。在通道中看到计算结果ALPHA1,更名为“暗调1”。这里特别注意的是,通道中的模式和现实中人的视觉习惯是相反的,这里我们要提取暗调,因而通道中的暗调部分呈白色,而高光部分反而是黑色,这点要区分开,这里是通道!通道中白色代表选取,黑色代表不选取!同样,为了精确选取我们再次执行计算,当然可对的到的alpha1(暗调1)选区进行正片叠底重复计算可以得到范围更小的暗部选区。
 
  注意:一定要选取“背景”图层,而不是合成图层,通道一定要选取上次的计算结果,也就是“暗调1”,由于这里我们是要进一步限制白色区域,因而就不用反相了。选择“正片叠底”,然后确定。
 
  根据目的不同也可以用其他通道或混合模式来进行计算,我觉得选择高中低调不应有所谓的标准答案,根据需要选择,达到了预期目的就是正确的。大家可以试试。
 
  三、图像中间调的提取

   关于中间调,它的选取或者提取的图像边界更加的模糊,提取的方法也不只一种,下面重点介绍两种最常用,效果最好的方法。
 
  1、“正片叠底”模式:同样执行计算,选择背景图层和灰色通道,采取“正片叠底”混合模式,将其中的一个通道反相,然后计算。


 
 原理:通道的灰度反相将原图象的灰度中黑色显示为白色,白色为黑色,就是说灰度和它的反相在进行正片叠底的计算时,图象的高光和暗调部分在新通道中都是以深灰到黑色部分显示的,只有原来的中间调才能得到灰白到白色的显示。这样把这个结果通道载入选区就能得到中间调的选区了。
 
  如果载入这个选区会弹出如下的警告:“任何像素都不大于50%选择”这个警告可以不用管他,但选区是已经存在的,可以查看信息调板的W,H值,如果有值,就代表有选区,那为什么会有这个提示呢?这是因为photoshop把选区范围不大于50%的值不显示闪烁的框(蚂蚁线框),128*128/255约为64,小于128灰度,也即在50%选择度之下,但这个值已经是最大值,所以载入后,什么显示都没有。
 
  这里又涉及到选区的问题,我们知道选区通常在通道中得到表现,白色的为全选择,黑色的为不选择。其余从全白到全黑的过渡灰色依灰度不同,各自代表了不同的选择程度。128的灰度代表着50%的选择。我们可以用这样一个公式表示:   选择度=灰度色阶值/255(%)
 
  Photoshop中规定,如果选择的程度小于(不含)50%,那么选区的边界将看不见。就是看不到那流动的虚线。所以在这里又可以看出选区并不一定在蚂蚁线之内它也有可能在蚂蚁线之外,因为49%的选择便不可视,所以蚂蚁线不可见。
 
  此外,灰度的色彩单位是K,纯白是K0,纯黑是K100。K数值越大颜色越偏黑,数值越小颜色越偏白,所以K值越小表现选择度越高,而用灰度色阶值来表示的话便是数值越小则选择度越小,正好与K值相反。
 
  这个问题就要讲到正片叠底模式的算法了,公式是:(源1*源2)/255,当两个通道一个是反相的时侯,我们选取几个有代表的值来进行计算,例:255*0/255=0,254*1/255约为1,50*50/255约为10,这说明两个值进行运算后,比这两个值都有小不少,也就是说最终色比相混前的两个色都要暗,那什么时侯值最大呢?就是当两个都为128时,反相后值没有发生变化,所以计算结果是最大的。通过上面的演算,就可以知道,亮的地方变黑,黑的地方也变黑,只有中间调不变黑,所以得到的选区就是中间调。
 
 2、菜单-图像-计算灰灰通道计算,混合模式“排除”。这种方法得到的选区要比第一种大,相对柔和些。
原理:将要混合图层双方的RGB值中每个值分别进行比较,用高值减去低值作为合成后的颜色。根据上下两边颜色的亮度分布,对上下像素的颜色值进行相减处理。比如,用最大值白色来进行排除运算,会得到反相效果(下层颜色被减去,得到补值),而用黑色的话不发生任何变化(黑色亮度最低,下层颜色减去最小颜色值0,结果和原来一样)。而排除混合模式对较高色阶及较低色阶的作用特别明显,而对中间色阶的相减运算并不明显,它把中间颜色着到灰色上,形成一个较低反差的效果。所以用这个模式混合,我们可以轻松的将高光和暗调排除掉。
 

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