Hue/Saturation/Luminance

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего образования

ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Институт недропользования

Кафедра технологии геологической разведки

Допускаю к защите Руководитель:________________А.В.Мироманов

" Цветокоррекция видеоролика с пейзажами города Иркутска, снятого по технологии "Timelapse", с использованием программы Adobe Lightroom "

Пояснительная записка
к курсовой работе по дисциплине

"Проектирование информационных систем"

Выполнил студент группы ГИС-10 С.В.Шептицкий

Нормоконтроль А.В.Мироманов

Курсовая работа защищена с оценкой

Иркутск 2015

Содержание

Глава 1. Определение предметной области. Цели и задачи. 3

1.1.Описание программного обеспечения. 5

Глава 2. Анализ аналогов проектируемой информационной системы.. 7

2.1. Аналоги цветокорректирующих программ.. 7

2.2. Аналоги программ для видеомонтажа. 9

Глава 3. Информационный поток. 11

3.1. Форматы данных. 11

3.2. Категории пользователей. 11

3.3. Схема. 12

Глава 4. Тезаурус. 14

Глава 5. Процесс работы.. 16

5.1. Съёмка. 16

5.2. Цветокоррекция. 17

5.3. Загрузка секвенций в Sony Vegas. 25

5.4.Экспортируем готовое видео в формате.avi 27

Глава 6. Вывод. 27

Глава 1. Определение предметной области. Цели и задачи

Целями цветокоррекции изображения являются устранения дефектов изображения: шум, недостаточная или избыточная яркость, недостаточная или избыточная контрастность, неправильный цветовой тон, расфокусировка, пыль, царапины.

Задача: произвести фотосъёмку пейзажей города Иркутска по технологии Timelapse, произвести цветокоррекцию каждой сцены в программе Adobe Lightroom 4.0, загрузить секвенции кадров в программу видеомонтажа Sony Vegas Pro 13.0, смонтировать готовый ролик.

Timelapse (Замедленная киносъёмка) — киносъёмка с частотой, меньшей стандартной частоты съёмки и проекции, составляющей в кинематографе 24 кадра в секунду. При проекции полученного изображения с нормальной частотой, движение объектов съёмки на экране выглядит ускоренным.

В настоящее время в большинстве случаев для съемки Timelapse вместо киносъемочных аппаратов используется цифровой фотоаппарат. Полученные цифровые фотографии, сделанные через равные интервалы, монтируются в видеоролик при помощи компьютера.

Цифровая технология обладает большей гибкостью, благодаря возможности дополнительной цифровой обработки отдельных кадриков. Бракованные кадры легко удаляются из общей последовательности или редактируются, исключая рывки изображения.

Полученные цифровые ролики в случае необходимости можно использовать при монтаже обычных кинофильмов по технологии Digital Intermediate с последующим выводом на киноплёнку.

Цветокоррекция — внесение изменений в цвет оригинала. Многие относят к цветокоррекции те процедуры, которые не связаны с изменением сюжета изображения. В более узком смысле цветокоррекция - это такое преобразование изображения, объекта или фрагмента, когда новый цвет обрабатываемого пикселя зависит от старого значения этого пикселя и не зависит от соседних пикселей.

Основная причина, по которой приходится выполнять коррекцию цвета, следующая: человеческий глаз имеет способность адаптироваться к силе и спектральным характеристикам освещения таким образом, что сохраняется восприятие цвета предметов в большинстве случаев независимо от спектрального состава освещения, камера же фиксирует световое излучение без адаптации и, при просмотре в других условиях, фотографии иногда сильно отличаются от того, что мы видели, когда фотографировали. Для устранения этой проблемы в фотографии используются алгоритмы выбора и настройки белого цвета. Эти алгоритмы уже можно назвать цветокоррекцией.

Другие причины применения цветокоррекции: недостаточный или избыточный контраст изображения, вуаль, выцветание изображения. Также необходимо отметить цветокоррекцию с целью внесения гармонии между фотоизображениями и дизайном публикации либо содержанием материалов, подобную процессу фотопечати в фотографическом искусстве.

Как и любой другой метод, цветокоррекцию можно применить как инструмент реализации творческого замысла или пожеланий заказчика.

Цифровое изображение всегда представлено в какой-то цветовой модели (Red, Green, Blue, Lab и др.), подразумевающей несколько (три, как правило) характеристик для каждой точки изображения (пикселя). Характеристики всех точек изображения называют каналами. Например, в модели RGB каждый пиксель характеризуется значением яркости красной, зелёной и синей составляющих его цвета. Соответственно, в изображении можно выделять каналы красного, зелёного и синего цветов. Функции могут быть заданы как независимые для каждого канала, так и более сложные — например, «Смешение каналов».

Методы преобразования цвета могут быть самыми разными, однако наиболее часто используемыми методами цветокоррекции являются следующие:

Указание аргументов для функций преобразования входных значений в выходные. В программах эти инструменты называются «уровни», «гамма» и т. п. Иногда наборы значений аргументов выбираются из перечня заранее заданных вариантов. К этому виду преобразований можно отнести так же

Установка баланса белого (учёт освещения) при преобразовании электронного сигнала матрицы в файл изображения или сканировании пленки;

Преобразования, непосредственно задающие изменения контрастности, яркости, гаммы, тона, светлоты, насыщенности изображения или его частей;

Непосредственное задание графиков преобразования значений по каналам. Этот инструмент обычно называется «Кривые» (Curves). Он позволяет выполнить любые преобразования внутри каждого канала путём ручного формирования графика, аналогичного тем, которые вычисляются функциональными алгоритмами по заданным аргументам. При том, что функции типовых преобразований — уровней, контрастности, яркости, гаммы и т. п. — простые и довольно понятные, инструмент «Кривые» способен оказаться гибче и нагляднее отдельных функциональных преобразований.

1.1.Описание программного обеспечения

Adobe Photoshop Lightroom — графический редактор компании Adobe для работы с цифровыми фотографиями. Может использоваться для «проявки» «цифровых негативов» (форматы данных DNG,Raw), ретуши фотоснимков и организации их каталога.

Рисунок 1. Интерфейс программы Adobe Lightroom

В переводе с английского Lightroom означает «светлая комната», то есть программа задумывалась как цифровой аналог фотолаборатории (англ. dark room, «тёмная комната»), в которой фотографы проявляют плёнки, печатают снимки и выполняют прочие манипуляции.
Основан на исходных кодах ранее выпускавшейся программы Rawshooter фирмы Pixmantec. Пользовательский интерфейс Adobe Photoshop Lightroom написан с использованием Lua.
Особенностью программы является «недеструктивное редактирование», при котором исходный файл изображения остаётся неизменным, а все операции редактирования изображения осуществляются над автоматически сгенерированными из мастер-файла рабочими файлами — «версиями».
Умеет работать с форматом Raw, также поддерживает DNG. Начиная с 2003 года в Adobe Photoshop Lightroom есть возможность кадрировать фотографии согласно диагональному методу, наряду с другими правилами композиции.

Sony Vegas Pro 13.0
В программный пакет Vegas Pro включены все самые новые и инновационные средства для производства высококачественного аудио и видео контента. Создание стереоскопического 3D контента и потрясающих видеоэффектов, полный набор функций и инструментов для звукового монтажа – все это доступно в Sony Vegas.

Рисунок 2. Интерфейс программы Sony Vegas Pro 13.0

Сильной стороной данного видеоредактора можно назвать огромный набор видеофильтров, которые позволяют существенно улучшать качество картинки и применить впечатляющие визуальные эффекты. Безусловно, любая программа для монтажа видео имеет различные видеофильтры, но в Сони Вегасе они расположены более удачно и дают возможность быстро находить и настраивать визуальный эффект для конкретной задачи.
Сони Вегас Про позволяет задавать анимацию различных эффектов как при помощи расстановки ключей, так и в режиме управления кривыми. Плюс ко всему, любые мельчайшие изменения позиционирования объекта (ширина, высота, горизонтальное и вертикальное смещение, осевое смещение и угол поворота, масштаб и все другие параметры) сразу отображаются в панели интерфейса. Это позволит без труда повторить все проделанные операции с любым другим объектом, ведь весь процесс будет сохранен и зафиксирован. Стоит отметить ещё одну интересную возможность панели Event Pan/Crop. При её помощи можно создавать маски с использованием кривых Безье. Данная функция в сочетании с размытием и пикселизацией позволяет создавать поистине впечатляющие и неповторимые эффекты.

Глава 2. Анализ аналогов проектируемой информационной системы

2.1. Аналоги цветокорректирующих программ

Программа "Picasa".

Picasa — отличный бесплатный инструмент при работе с цифровыми изображениями и фотографиями, принадлежащий компании Google.

Возможности:

· Загрузка фотографий в компьютер со сканера и камеры.

· Автоматическая индексация фотографий на жёстком диске компьютера.

· Просмотр фотографий в обычном и полноэкранном режимах, в том числе в виде слайд-шоу.

· Редактирование фотографий, включая ретуширование, кадрирование и выравнивание.

· Применение к фотографиям различных эффектов.

· Присвоение фотографиям ярлыков и ключевых слов.

Недостатки:

· GIF-файлы отображаются не анимированными.

· Проблемы с отображением альфа-канала в PNG.

· Нельзя создавать внутри альбомов другие альбомы (так называемые «вложенные»).

· По умолчанию сортирует картинки не по имени файла, как это делают файловые менеджеры.

· Не отображает многостраничные TIFF-файлы.

· Неудобно менять размеры изображений (только через экспорт в другую папку).

· Малое количество функций, используемых в цветокоррекции, в сравнении с программой Adobe Lightroom

Программа "GIMP" - растровый графический редактор, программа для создания и обработки растровой графики и частичной поддержкой работы с векторной графикой.

Рисунок 4. Интерфейс программы GIMP

Возможности:

· Всевозможные функции для цветокоррекции

· Рисование

· Работа со слоями

· Настраиваемый интерфейс

Недостатки:

· нет поддержки режима 16 и более разрядов на цветовой канал;

· нет поддержки операторов отображения тонов;

· нет процедурных (корректирующих) слоёв и эффектов (стилей) слоёв;

2.2. Аналоги программ для видеомонтажа

Movavi Video Editor - мощный и между тем достаточно простой видео редактор, позволяющий пользователю редактировать видео файлы, используя простой и дружелюбный пользовательский интерфейс. При помощи этого видео редактора, можно легко импортировать медиафайл, открыть файл DVD или 3D видео, а также записать видео или аудио поток.

Среди основных функций Movavi Video Editor такие инструменты как - обрезание краев видео файла, поворот картинки, добавление аудио и видео дорожек, различных эффектов и фильтров (шум, размытие, яркость, хроматический баланс, контрастность, инвертирование), создание слайд-шоу и многое другое, что наверняка пригодится при редактировании видео.

Недостатки: программа Movavi Video Editor увы не может похвастаться скромными системными требованиями - при работе этот редактор занимает солидный объем системных ресурсов.

Adobe Premiere Pro - один из лидеров среди профессиональных программ для видеомонтажа. Приложение позволяет монтировать видео, применять переходы и спецэффекты, добавлять тексты, звук и анимацию. В комплекте с программой идет приложение Adobe Media Encoder, позволяющее кодировать видео в пакетном режиме. Поддерживается работа с новейшими форматами XDCAM, XDCAM EX, P2, AVCHD и RED. Есть возможность сохранения итогового видео во множество форматов, включая Blu-ray, интерактивный SWF и прочие. Поддерживается работа с метаданными и поиск слов в текстах диалогов.

Недостатки:

· высокие требования к интегрированным системным ресурсам

· высокая стоимость официальной лицензии

Глава 3. Информационный поток

3.1. Форматы данных

· *.jpg – графический формат

· *.crw – графический формат, расширение raw-изображения

· *.veg - формат файла-проекта программы Sony Vegas Pro

· *.avi - формат видео-файла

3.2. Категории пользователей

· Фотографы, операторы

· Ретушёры

· Видеомонтажёры

· Зрители

3.3. Схема чего?

пояснения

Съёмка по технологии Timelapse
Фотографы, операторы
*.crw
*.jpg

Импорт снимков в программу

Ретушёры

*.crw

*.jpg

Анализ гистограммы

Ретушёры

*.crw

*.jpg

Цветокоррекция

Ретушёры

*.crw

*.jpg

Применение пресета цветокоррекции к секвенции кадров

Ретушёры

*.crw

*.jpg

Импорт секвенций в программу Sony Vegas

Видеомонтажёры

*.jpg

Экспорт видео

Видеомонтажёры

*.avi

Готовое видео

Зрители

*.avi

Глава 4. Тезаурус

Цветокоррекция -внесение изменений в цвет оригинала. Многие относят к цветокоррекции те процедуры, которые не связаны с изменением сюжета изображения. В более узком смысле цветокоррекция - это такое преобразование изображения, объекта или фрагмента, когда новый цвет обрабатываемого пикселя зависит от старого значения этого пикселя и не зависит от соседних пикселей.

Цвет - качественная субъективная характеристика электромагнитного излучения оптического диапазона, определяемая на основании возникающего физиологического зрительного ощущения и зависящая от ряда физических, физиологических и психологических факторов.

Пиксель - наименьший логический элемент двумерного цифрового изображения в растровой графике.

Цветовая модель - математическая модель описания представления цветов в виде кортежей чисел.

Экспозиция - это количество света, которое попадет на матрицу цифрового фотоаппарата для формирования изображения.

Контраст - отношение яркостей самой светлой и самой тёмной частей изображения

Кривые - основной инструмент цветокоррекции, позволяющий осуществить большинство операций, связанных с изменением яркости и контраста, как для изображения в целом, так и в отдельных цветовых каналах.

Гистограмма - это график статистического распределения элементов цифрового изображения с различной яркостью, в котором по горизонтальной оси представлена яркость, а по вертикали — относительное число пикселов с конкретным значением яркости.

Яркость - световой поток, посылаемый в данном направлении, делённый на малый (элементарный) телесный угол вблизи этого направления и на проекцию площади источника на плоскость, перпендикулярную оси наблюдения. Иначе говоря — это отношение силы света, излучаемого поверхностью, к площади её проекции на плоскость, перпендикулярную оси наблюдения.

Светлота — одна из основных характеристик цвета наряду с насыщенностью и тоном. Это субъективная яркость участка изображения, отнесённая к субъективной яркости поверхности, воспринимаемой человеком как белая.

Насыщенность - это интенсивность определённого тона, то есть степень визуального отличия хроматического цвета от равного по светлоте ахроматического (серого) цвета. Насыщенный цвет можно назвать сочным, глубоким, менее насыщенный — приглушённым, приближённым к серому.

Тон - одна из трёх основных характеристик цвета наряду с насыщенностью и светлотой. В строгом колориметрическом смысле тон - это направление вектора цветности (вектора на диаграмме цветности с началом в точке белого и концом в данной цветности).

Вуаль - нежелательная оптическая плотность, возникающая в проявленном фотоматериале в местах, на которые не попадал экспонирующий свет.

Фотография - конечное изображение, полученное в результате фотографического процесса и рассматриваемое человеком непосредственно (имеется в виду как кадр проявленной плёнки, так и изображение в электронном или печатном виде

Изображение - объект, образ, явление, в той или иной степени подобное (но не идентичное) изображаемому или сам процесс их создания.

Timelapse (Замедленная съёмка) — киносъёмка с частотой, меньшей стандартной частоты съёмки и проекции, составляющей в кинематографе 24 кадра в секунду. При проекции полученного изображения с нормальной частотой, движение объектов съёмки на экране выглядит ускоренным.

Preset - предварительные установки

Секвенция - последовательность графических файлов

Clarity – микроконтраст

Vibrance – интеллектуальная насыщенность

Saturation – обычная насыщенность

Camera Calibration -инструмент для калибровки исходных данных цифровой фотографии, с учётом использованного для этого фотоаппарата.

Глава 5. Процесс работы

5.1. Съёмка

С помощью камеры Go Pro Hero 3+ Black Edition, была произведена фотосъёмка в трёх разных локациях города Иркутска.

Проанализировав погодные условия и количество движущихся объектов в кадре, был выбран режим покадровой съёмки с интервалом 2 секунды. После съёмки в таком режиме, в итоговом Timelapse-видео должна быть видна динамика перемещения людей и автомобилей, попавших в кадр.

К примеру, для отображения в Timelapse быстродвижущихся облаков, целесообразнее использовать режим с интервалом в 30 секунд.

Длительность съёмки на первом участке: 7 минут, 40 секунд. Полученные данные: 223 снимка.

Длительность съёмки на втором участке: 8 минут, 37 секунд. Полученные данные: 251 снимок.

Длительность съёмки на третьем участке: 11 минут, 13 секунд. Полученные данные: 334 снимка.

Рисунок 9. Пример снимка третьего участка

5.2. Цветокоррекция

Импортируем все полученные кадры в программу Adobe Lightroom.

Рисунок 10. Все сделанные снимки импортированы в Lightroom

Приступаем к цветокоррекции фотографии первого участка.

Вкладка Basic - основные инструменты по управлению цветовым балансом, экспозицией и насыщенностью. Сверху панели можно выбрать цветной – Color или черно/белый – Grayscale режим.
Ниже настройка баланса белого. Так же можно вручную настраивать Temp и Tint визуально оценивая правильность цветов, или же воспользоваться Пипеткой, и указать с ее помощью, что по нашему мнению должно быть нейтрально серым. Под Балансом Белого находится группа настроек яркости сгруппированная под словом Tone.

Exposure – корректирует экспозицию.
Contrast - корректирует уровень контрастности
Highlights – изменяет уровень самых светлых участков
Shadows – изменяет уровень теней
Whites - устанавливает уровень белого(самую правую точку на гистограмме)
Blacks – устанавливает уровень черного (самую левую точку на гистограмме).

Рисунок 11. Вкладка Basic

Далее идут такие параметры
Clarity – микроконтраст
Vibrance – интеллектуальная насыщенность
Saturation – обычная насыщенность

Оценив визуально полученное на первом участке изображение, стараемся расширить его динамический диапазон. Корректируем баланс белого, увеличиваем значение экспозиции, убираем пересветы и вуаль. Далее представлено изображение с примером "до" и "после", и панель Basic с изменёнными значениями.

Рисунок 12. "До" и "После" корректировки экспозиции во вкладке Basic

Tone Curve (Тоновая кривая). Так же используется для коррекции экспозиции. Этот инструмент позволяет выполнить любые преобразования внутри канала путём ручного формирования графика, аналогичного тем, которые вычисляются функциональными алгоритмами по заданным аргументам. При том, что функции типовых преобразований — уровней, контрастности, яркости, гаммы и т. п. — простые и довольно понятные, инструмент «Кривые» способен оказаться гибче и нагляднее отдельных функциональных преобразований.

Изменяя положение точек на кривой, добиваемся увеличения контраста и насыщенности нашего изображения:

Рисунок 15. Значения Tone Curve

Hue/Saturation/Luminance

В данном окне корректируется Тон, Насыщенность и Светлота каждого из 8-и основных цветов в отдельности. Очень удобный инструмент, дающий большие перспективы в цветокоррекции изображения.

Редактируем нашу фотографию с помощью инструментов "HSL", настраиваем тон, насыщенность и светлость основных "рабочих" цветов изображения.

Рисунок 17. Настройки Hue/Saturation/Luminance, которые мы применили к нашему изображению

На этом этапе уже наглядно видны качественные изменения исходного изображения. Расширен динамический диапазон, выровнена экспозиция, увеличена насыщенность фотографии.

Рисунок 18. "До" и "После" произведённой цветокоррекции

Detail

Работа с резкостью изображения.