Смешивание слоев

Наложение слоев друг на друга, или смешивание (Blending), является важнейшей операцией в Photoshop. Именно смешивание позволяет добиться визуальных эффектов, вряд ли достижимых иными спосо­бами. Кроме того, в ряде случаев наложение слоев работает быстрее и эффективнее, чем альтернативные методы.

Средства управления

Выбор режима смешивания осуществляют через раскрывающийся список Set the blending mode (Установка режима смешивания) на палитре Layers (Слои), либо через меню стилей слоев (кнопка Add a layer style на палитре Layers), либо через основное меню Layer (Layer >• Layer Style >- Blending Options), либо через контекстное меню слоя.

Математика режимов наложения

Алгоритм процесса смешивания слоев выглядит следующим образом. Программа берет единичный пиксел нижнего слоя (X), по определен­ной формуле смешивает его цвет с цветом пиксела верхнего слоя (Y) и представляет на экране результат на виртуальном слое (Z). Если дать команду Layer >Merge Visible (Слой >Объединить видимое), то резуль­тат Z присваивается новому слою. Формула, по которой смешивают­ся цвета пикселов двух слоев, и есть содержание режима наложения (Blending Mode). Распределение яркостных характеристик пикселов на слое Z лучше всего видно на гистограмме (Image >Histogram). Форма то­новой кривой дана для случая смешивания одинаковых слоев.

Заметим, что наложение цветных изображений происходит строго по каналам (например, R, G и В), никакого перемешивания значений не допускается. Также оговоримся, что режимы смешивания использу­ются при множестве операций: рисования, применения фильтров, управления прозрачностью и т. д. Хотя при наложении применяется виртуальная копия слоя X, результат все равно рассчитывается по математической формуле, неизменной для каждой операции.

Режимы Multiply и Screen

Режимы смешивания Multiply (Умножение) и Screen (Осветление) являются позитивно-негативным отображением друг друга. В случае наложе­ния двух одинаковых слоев итоговая картинка в режиме Multiply (Умно­жение) будет значительно темнее оригинала, хотя все детали должны сохраниться. Потери возможны только в очень темных областях. На­оборот, в режиме Screen (Осветление) происходит умножение негативов (1 — х, 1 _ у), поэтому позитив (то есть слой Z) будет светлее, опять же без потери деталей изображения. Таким образом, тоновые кривые в режимах Multiply (Умножение) и Screen (Осветление) симметричны относи­тельно диагонали. При необходимости сохранить детали в светлых и темных областях желательно применять эти режимы. Режимы Overlay и Hard Light

Режим смешивания Overlay (Перекрытие) образует «зеркальную» пару с режимом Hard Light (Жесткий свет). Если взглянуть на формулу нало­жения, становится очевидным, что единственным отличием этих ре­жимов являются граничные условия: в первом случае относительно значения X, а во втором относительно значения Y. С практической точ­ки зрения, Hard Light (Жесткий свет) аналогичен Overlay (Перекрытие) при за­мене слоев местами. Гистограмма слоя Z в этих режимах симметрич­на относительно вертикальной оси.

Математическое отличие рассматриваемых режимов с Multiply (Умно­жение) и Screen (Осветление) заключается лишь в появлении дополнитель­ного множителя 2. Если же выполняются граничные условия (х > 0,5 или у > 0,5), то режимы Overlay (Перекрытие) и Hard Light (Жесткий свет) абсо­лютно идентичны режиму Screen (Осветление).

Применение режима Overlay (Перекрытие) к одинаковым слоям вызыва­ет увеличение яркости светлых областей и уменьшение яркости тем­ных участков. Средние тона становятся контрастными, что хорошо видно по форме тоновой кривой, где средний участок становится бо­лее крутым по сравнению с обычной диагональю. То же самое относи­тельно одинаковых слоев происходит при наложении в режиме Hard Light (Жесткий свет), несмотря на иное название.

Распределение тонов

При смешивании слоев с разными изображениями режимы Overlay (Пе­рекрытие) и Hard Light (Жесткий свет) позволяют эффективно выявить одну картинку на фоне другой. В режиме Overlay (Перекрытие) более светлые и темные участки нижнего слоя (X) будут превалировать над таковы­ми у верхнего слоя (Y), что хорошо видно на изображении итогового слоя (Z): самая верхняя и самая нижняя строки повторяют значения яркости в слое X. В режиме Hard Light (Жесткий свет) картина обратная: светлые и темные тона верхнего слоя (Y) перекроют соответствую­щие области нижнего слоя (X). На изображении итогбвого слоя (Z) ле­вый и правый столбцы идентичны столбцам слоя Y.

Режим Soft Light

Алгоритм смешивания в режиме Soft Light (Мягкий свет) достаточно прост, несмотря на устрашающий вид математических формул. Наложение полутона (у = 0,5) цвет не меняет, наложение темных тонов уменьша­ет яркость, а светлых — увеличивает. Все остальные значения ин­терполируются. На гистограмме это дает более равномерное распре­деление тонов в средних областях с выраженными пиками в темных и светлых областях. На графике тоновой кривой четко выделена об­ласть средних тонов в виде прямой линии.

Режимы Color Dodge и Color Burn

Очередную парочку режимов смешивания образуют Color Dodge (Освет­ление цвета) и Color Burn (Затемнение цвета). Гистограммы этих режимов на­ложения симметричны относительно вертикальной оси. Термины Dodge (Недодержка) и Burn (Передержка) пришли из области фото­техники.

По аналогии с фотографией применение режима Color Dodge (Осветление цвета) означает экспозицию двух снимков на один кадр негативной пленки. Отпечаток на фотобумаге даст позитивное изображение с большими светлыми областями (там, где на негативе были засвечен­ные области). То есть при условии х + у > 1 все значения равны мак­симальной яркости. На изображении результирующего слоя Z видна четкая граница, отображающая выполнение этого условия. На графике тоновой кривой то же самое выражено всплеском в точке белого. Ос­тальной тональный диапазон распределен равномерно. Таким обра­зом, при наложении светлых областей на светлые все цвета превра­тятся в белый. Смешивание светлого и темного цветов (при соблюдении условия х + у < 1) приведет к сильным искажениям в результирую­щей картинке.

Режим Color Burn (Затемнение цвета), как мы уже выяснили, является ан­типодом Color Dodge (Осветление цвета). На изображении результирующего слоя Z это явление выражается в сплошной заливке черным, с грани­цей по диагонали квадрата. На графике тоновой кривой момент рез­кого перехода также выражен отчетливо. Следовательно, при нало­жении темного на темное цвет всегда будет черным. Смешивание темного и светлого цветов приведет к значительному цветовому сдвигу.

В большинстве графических работ рассматриваемые режимы стара­ются не применять. Однако существует ряд задач, когда Color Dodge (Осветление цвета) и Color Burn (Затемнение цвета) необходимы. Например, не­которые дизайнерские решения требуют сильного искажения цветов, с приданием им «кислотных» оттенков. В этом случае используют ре­жим наложения Color Dodge (Осветление цвета).

Режим Difference

Смешивание в режиме Difference (Различия) имеет смысл только для сло­ев с разными изображениями. Наложение одинаковых слоев приво­дит к заливке пикселов черным цветом (Z = 0). Если же значения яр­кости пикселов разные, учитывается только амплитуда отличия, невзирая на взаимное положение слоев X и У. Проходящая по диаго­нали результирующего слоя Z черная полоса наглядно показывает, что в ее пределах тоновые параметры слоев X и Y идентичны. На прак­тике режим Difference (Различия) иногда применяют для смешивания фона с передним планом.

Режим exclusion

Наложение методом исключения (Exclusion) сдвигает цветовой баланс в область средних тонов, что отчетливо видно на гистограмме резуль­тирующего слоя Z. Из математической формулы понятно, что нало­жение черного на белый (и наоборот) дает исключительно белый цвет, наложение одинаковых максимальных значений белого и черного дает исключительно черный цвет. Промежуточные значения смешиваемых цветов будут стремиться к середине тонового диапазона согласно фор­ме кривой, показанной на графике. Порядок следования смешивае­мых слоев может быть любым.

В практической работе режим Exclusion (Исключение) полезен при созда­нии текстур и объектов заднего плана. Разрабатывая текстуру, сле­дует один из слоев определить на роль фактурного, имитирующего поверхность материала. Он заполняется подходящим узором (Pattern). Второй слой должен примерно соответствовать цветовому диапазону моделируемой поверхности. Смешивание слоев в режиме Exclusion (Ис­ключение) позволяет получить текстуру с ярко выраженной «фактур­ной» составляющей. Заметим, что для цветных изображений заметен существенный сдвиг цветового диапазона, который, однако, мЪжно компенсировать регулировкой цветового баланса вручную.

Режимы Darken и Lighten

Близнецы-антиподы, режимы смешивания Darken (Затемнить) и Lighten (Засветить), функционируют схожим образом. При наложении слоев в режиме Darken (Затемнить) сравниваются два пиксела и берется значе­ние наименее яркого из них. Наоборот, при наложении слоев в режи­ме Lighten (Засветить) берется значение самого яркого из сравниваемых пикселов.

Очевидно, что режимы смешивания Darken (Затемнить) и Lighten (Засветить) бесполезно применять к одинаковым слоям. Вместе с тем, если слои с одинаковыми картинками немного сдвинуть относительно друг дру­га, получится интересный эффект постепенного осветления (или за­темнения) последующих копий.

Применительно к слоям с разными изображениями режимы смеши­вания Darken (Затемнить) и Lighten (Засветить) часто используют для созда­ния текстур и объектов заднего плана. В зависимости от решаемой задачи таким образом можно получить темную или светлую фактуру на неоднородном фоне. Иногда данные режимы полезно применять при создании коллажей с нечетким перекрытием снимков, расположен­ных на разных слоях, избегая выделения областей со сложной грани­цей. На изображениях результирующего слоя Z и гистограммах соот­ветствующих режимов наглядно представлены итоги работы режимов смешивания Darken (Затемнить) и Lighten (Засветить).

Практическое применение режима Screen

Ha практике режим смешивания слоев Screen чаще всего применяют для коррекции недодержанных фотографий. В отличие от других спо­собов коррекции режим наложения двух экземпляров одного снимка позволяет минимизировать потери мелких деталей в темных облас­тях при сохранении общей контрастности изображения. Реже приме­няют рассматриваемый режим для смешивания разных картинок.

Наложение одинаковых слоев

В нашем примере на гистограмме исходного снимка отчетливо видно, что значение яркости большой части пикселов сдвинуто в область тем­ных тонов. Об этом говорит и приведенный на гистограмме параметр Mean (Средневзвешенное значение яркости), равный 81,39. Напомним, что это число означает уровень яркости и может находиться в диапазоне от О до 255. Эмпирическим путем установлено, что изображения с уров­нем Mean (Средневзвешенное значение яркости) до 100 можно отнести к недо­держанным (недостаточная экспозиция).

Заметим, что при смешивании слоев в режиме Screen (Осветление) про­исходит как бы двойная экспозиция кадра. Очевидно, что такой ре­жим удобно применять именно к снимкам с явной недодержкой. Вто­рой кадр показывает, что применение указанного режима смешивания дало заметные результаты. Об этом же говорят и объективные дан­ные: на гистограмме итогового слоя показан сдвиг тонов в светлую об­ласть, а уровень Mean (Средневзвешенное значение яркости) повысился до 126. Таким образом, двумя простыми действиями (создание копии слоя и смешивание в режиме Screen) удалось быстро решить задачу улуч­шения качества изображения. Дальнейшая обработка (ручная довод­ка тоновой кривой, выставление точек белого и черного, исключение некоторых тоновых значений из верхнего слоя) поможет довести ка­чество снимка до совершенства. Как это сделать, будет рассказано в следующих разделах.

Наложение разных слоев

Хотя режим Screen (Осветление) в первую очередь применяют для кор­рекции тонового диапазона снимков, иногда он помогает и при смеши­вании слоев с разными картинками. Как уже отмечалось, в данном режиме обрабатываются «негативы» исходных слоев (1 - х и 1 - у). Поэтому в слое с обширными областями черного этот цвет превратит­ся в белый, что позволяет накладывать снимки с темным фоном на более светлые слои. Такой прием использован в нашем примере: тем­ный фон звездного неба в результате применения режима смешива­ния Screen (Осветление) бесследно исчез, в результате появился вид сверху на падающую комету. Тем самым режим наложения Screen по­зволил решить дизайнерскую задачу простым способом.


Практическое применение режима Overlay

Задача смешивания слоев обычно возникает в одном из двух случаев: требуется либо наложить друг на друга разные слои, либо путем сме­шивания двух копий изображения, лежащих на разных слоях, скор­ректировать его свойства. Во втором случае применение режимов на­ложения зачастую позволяет обходиться без тонкой настройки тоновых кривых, которая требует некоторого опыта работы. Смеши­вание же выполняется проще — двумя-тремя щелчками мыши.

Наложение одинаковых слоев

У фотографов и фотохудожников в ходу свой, профессиональный сленг, зачастую с малопонятной терминологией. К примеру, разберем, что означает выражение вялый снимок и посмотрим, как придать ему «бодрости». Итак, вялым принято называть снимок с низкой контрас­тностью, без активных светлое и теней. В нашем примере на гисто­грамме исходного снимка видно, что основная доля пикселов лежит в области средних тонов при невысоком значении среднеквадратичного отклонения.

Применение к копии исходного слоя режима наложения Overlay (Пере­крытие) позволяет сместить границы тонового диапазона и добавить контрастность в области средних тонов. Гистограмма итогового слоя показывает не только смещение в света средневзвешенной яркости снимка (параметр Mean), но и заметное увеличение среднеквадратич­ного отклонения. Результат смешивания одинаковых слоев в режиме Overlay (Перекрытие): акцентирование светов и теней, улучшение контра­стности и, в конечном итоге, «читаемости» снимка.

Наложение разных слоев

Алгоритм работы режима Overlay (Перекрытие) при наложении слоев с разными изображениями предусматривает проверку яркости пик­селов на слое X. Если яркость пиксела на слое X превышает значение середины диапазона, происходит обработка в «негативном режиме». То есть яркость итогового пиксела увеличивается.

В случае попадания исходного пиксела на слое X в первую половину тонового диапазона происходит умножение на яркость пиксела с теми же координатами на слое Y, с применением коэффициента 2. Очевид­но, что итоговый пиксел будет заметно темнее исходного.

На практике перечисленные свойства приводят к тому, что пикселы на слое X, значительно более светлые или более темные, чем соответ­ствующие пикселы на слое Y, «пробивают» верхнее изображение. По­хожая, но зеркально обратная картина происходит в режиме смеши­вания Hard Light (Жесткий свет): здесь проверяется условие по яркости пикселов для слоя Y.