Устранение марева на фотографиях

Устранение марева на фотографиях

Эта статья будет особенно полезна для тех, 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 будет выглядеть существенно лучше. Однажды на авиасалоне МАКС я решил провести небольшой эксперимент по устранению марева с изображения. Ниже будет пошаговое руководство, как выполнить устранение марева на фотографиях, если требуется запечатлеть статичную сцену с большого расстояния сквозь толщу «кипящего» воздуха.

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 и марево подчиняются нормальному распределению, их можно усреднить и они исчезнут. 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 15-20. 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 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.
Если кратко, то все операции сводятся к трем пунктам:

  • съемка серии,
  • выравнивание (в данном случае средствами Фотошопа),
  • стекинг.

2. 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.
Окно загрузки файлов с стек программы Photoshop

3. Нажимаем на кнопку Browse и загружаем все наши изображения.
Выбор файлов в стек

4. 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. Включаем Create Smart Object after Loading layers.
Диалог загрузки в стек

5. 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 после загрузки файлов

6. Так выглядит одиночный кадр. Марево очень сильно искажает детали. Даже при ресайзе под веб это будет заметно, особенно на прямых линиях.
Одиночный кадр с маревом

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.

7. Выбор режима Mean.
Выбор режима стека Mean

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

9. Выбор режима Median.
Выбор режима стека Median

10. Сложение 6 кадров в режиме Median. Подавление марева немного слабее, чем в Mean, но картинка резче. Если сделать серию из 15-20 кадров, а не из 6, как здесь, то можно получить более гладкое и детализированное изображение.
Устранение марева в режиме Median

11. Сравнение первоначального изображения и двух вариантов стекинга.
Сравнение одиночного кадра и двух вариантов стекинга

Заключение

В заключение важно отметить, что в отличие от шума, 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. Кроме того, в любой ситуации, если, по каким-то причинам, нет возможности сделать фотографию на минимальном ИСО, нужно смело включать серийную съемку и делать один-два десятка кадров с такими параметрами, которые позволяет выставить сцена.

Следующий пост
КОММЕНТАРИИ: 0