La Maschera di contrasto: cosa è e come funziona



Dopo avere visto gli svariati modi in cui una immagine può essere convertita in bianco e nero, parliamo di filtri. La “Maschera di Contrasto” è uno dei filtri più interessanti, potenti e allo stesso tempo meno conosciuti che programmi di fotoritocco professionale come Gimp o Photoshop mettono a disposizione dei propri utenti. E’ convinzione personale di chi scrive che il principale motivo per il quale questo filtro è considerato così ostico, è da imputare alla infelice scelta del nome: poichè, in effetti, lo strumento maschera di contrasto opera sì localmente sul contrasto, ma per altri scopi! L’effetto della maschera di contrasto, infatti è quella di rendere più nitide le immagini.

I colori presenti in natura sono infiniti, le macchine fotografiche digitali ne riescono a percepire “soltanto” 16.777.216 (256 tonalità di rosso * 256 tonalità di verde * 256 tonalità di blu). Questo implica che tutti i colori presenti in ogni immagine vengano classificati necessariamente come uno dei 16 milioni di cui sopra, capita quindi che per necessità tecnologica due colori ad occhio diversi, ma vicini per tonalità vengano resi dalla macchina come lo stesso colore; questo può provocare una fastidiosa sfocatura dei bordi delle figure rappresentate nell’immagine, rendendole sfumate, poco nitide. La maschera di contrasto serve proprio a rendere più nitidi i bordi delle figure in una immagine, quando va usato quindi? Quasi sempre:

  • per correggere la sfocatura insita nelle macchine digitali, causata dai limiti tecnici dei sensori;
  • per correggere errori di messa a fuoco veri e propri;

Prima di continuare alcune avvertenze:

  1. Il filtro maschera di contrasto è un filtro che comporta delle modifiche nelle immagini e delle perdite di dati. Usatelo solo al termine di tutte le altre modifiche (regolazione dei livelli, luminosità, correzioni, ritaglio…), come tocco finale; molti professionisti, addirittura, mantengono memorizzate le immagini senza il filtro applicato per poi usarlo, di volta in volta, con dei parametri scelti ad hoc in funzione dell’utilizzo della foto (stampa su carta, video…);
  2. Tutte le macchine digitali di acquisizione immagini, siano esse macchine fotografiche compatte o reflex (persino gli scanner) hanno un dispositivo automatico hardware che applica alle immagini un fitro maschera di contrasto: disabilitatelo! Modifichereste irrimediabilmente l’immagine: una volta scaricate le immagini nel computer usate i filtri di Gimp o Photoshop, usati con il vostro controllo sono senz’altro migliori!
  3. Non è la panacea di tutti i mali: se avete sbagliato la messa a fuoco, non c’è filtro che tenga;
  4. Non abusatene: non tutti gli sfocati sono negativi, quel che conta è l’emozione che trasmette l’immagine.

Applicare questo filtro non è complesso, tre parametri da regolare (o nella migliore delle ipotesi da lasciare sui valori di default) e una finestra di anteprima in tempo reale aiutano parecchio; applicarlo bene e con risultati apprezzabili , indipendentemente dal programma scelto, richiede invece, a mio avviso, la conoscenza di quello che avviene dietro le quinte del filtro: si può capire, in questo modo come i singoli parametri agiscono sull’immagine finale.

Come fa questo filtro a rendere più nitida l’immagine? Ovviamente non può ricreare dal nulla dettagli che si sono persi, ma sfrutta un effetto ottico noto da tempo ai fotografi i quali già operavano sulle immagine un laborioso procedimento in grado di restituire nitidezza: il filtro maschera di contrasto implementa lo stesso procedimento in maniera digitale. Ho creato questa immagine per rendere meglio l’idea di quello che avviene: i quadrati hanno lo stesso colore, ma se quello di sinistra sembra avere i bordi più sfumati quello di destra no.

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Semplicemente è bastato rendere, lungo i bordi, più chiari i pixel chiari disegnando lungo il bordo una linea larga un pixel di un grigio più chiaro; insomma ho aumentato, localmente, il contrasto… ecco il perchè del nome del filtro.

20090610img-0b(clicca per ingrandire)

Il risultato è che il quadrato a destra si staglia sullo sfondo in maniera più netta: ma come operare con immagini più complesse? Ho creato un’altra immagine ad hoc per capire il lungo processo che serve per ottenere lo stesso effetto, sappiamo già che lo scopo è aumentare il contrasto tra pixel di tonalità simile lungo i bordi dell’immagine, rendendo i pixel di colore più chiaro ancora più chiari (puoi cliccare su tutte le immagini per ingrandirle a dimensione originale).

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duplichiamo l’immagine tramite il comando Immagine > Duplica

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creiamo nella copia un duplicato del livello corrente tramite Livello > Duplica livello

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e applichiamo un filtro sfocatura con il comando Filtri > Sfocatura > Gaussiana…

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Impostiamo i parametri del filtro: io ho usato Raggio 50 e Metodo IIR.

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e impostiamo nella finestra livelli la modalità sottrazione

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ora fondiamo i due livelli tramite il comando Livello > Fondi in basso

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otteniamo un solo livello che tramite un operazione di drag & drop, possiamo trascinare sopra la prima immagine che adesso avrà due livelli: selezioniamo la modalità somma

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e come per magia otteniamo un’immagine dai contorni più netti di quella di partenza

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che cosa abbiamo fatto? Concentriamoci sulla prima fase: abbiamo creato una copia dell’immagine e da questa abbiamo ricavato una maschera combinandola con la sua versione più sfocata. La sfocatura di una immagine avviene sostituendo ad ogni pixel un valore ottenuto dalla media dei valori dei pixel che gli stanno intorno entro un certo raggio; se il pixel si trova dentro un cerchio di colore omogeneo, non altera di molto il suo valore, ma i pixel che si trovano lungo i bordi delle figure (dove avviene un cambio evidente di colore) hanno, all’interno del proprio cerchio, pixel di colori contrastanti, la cui media differisce in maniera cospicua dal valor originale del pixel. Sottraendo all’immagine originale l’immagine sfocata si ottiene un’immagine in cui i pixel che non hanno mutato il proprio valore (cioè quelli all’interno di aree di colore uniforme) sono neri essendo la differenza prossima o uguale a zero, invece i pixel che hanno cambiato il proprio valore (cioè quelli che si trovano lungo i bordi) sono via via più chiari in funzione dell’intensità del cambiamento. Quello che si è ottenuto è una maschera con informazioni sui bordi dell’immagine di partenza. Abbiamo anche informazioni sulle tonalità, nella versione sfocata i pixel tendono ad assumere, generalmente, un valore medio, quindi pixel più chiari diventano più scuri e quelli più scuri diventano più chiari (in generale); i pixel scuri sono rappresentati da scalari minori di quelli chiari ragion per cui nella sottrazione:

pixel scuro – pixel medio (più chiaro) = valore negativo che il programma setta a zero

pixel chiaro – pixel medio (più scuro) = valore positivo

Nella seconda fase abbiamo sommato all’immagine originale i valori della maschera con il risultato che i pixel che si trovano all’interno di aree omogenee o lungo i bordi ma scuri, non vengono toccati, gli altri (i pixel più chiari che si trovano lungo i bordi) aumentano il proprio valore diventando ancora più chiari: il risultato è l’illusione ottica di un’immagine dai contorni più definiti.

Ebbene il comando maschera di contrasto non fa altro che eseguire tutto il processo visto sopra automaticamente!  Vediamolo applicato ad un’immagine; questa è l’immagine di partenza (clicca su ogni immagine per vederla ingrandita)

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Si accede al filtro tramite il menù: Filtri > Miglioramenti > Maschera di contrasto…

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ora sappiamo il significato dei tre parametri della finestra di comando

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Il parametro raggio è quello del raggio di sfocatura della prima maschera e in ultima analisi gestisce lo spessore della fascia centrata sul bordo all’interno della quale avverrà la variazione di contrasto ( se ricordate il primo esempio rappresenta lo spessore della linea chiara disegnata attorno il quadrato): un raggio minore permette di operare su elementi più piccoli (pensate all’immagine di un albero e al profilo delle foglie dello stesso), ma allo stesso tempo rende meno avvertibili le modifiche su l’immagine nel suo complesso.

Il parametro ammontare indica quanto delle maschera aggiungiamo all’immagine originale, con 1 ( o 100% in Photoshop) usiamo tutta la differenza di valore tra il pixel reale e la maschera con valori inferiori ad 1 soltanto una frazione verrà addizionata, con valori superiori la differenza verra aumentata dello stesso fattore

Il parametro soglia indica qual è il livello minimo di differenza tra i pixel per applicare la modifica di contrasto, in sostanza se nella creazione della maschera la differenza tra il valore del pixel sfocato e quella del pixel originale è minore di questo numero la maschera considererà questa differenza pari a zero. I pixel in questione non verrano dunque modificati.

Capite subito che i valori di default non sono di per sè buoni valori, perchè il tutto dipende dall’immagine. Qui ho usato raggio 1.5, soglia 2, ammontare 1.5.

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Valori troppo alti portano a distorsioni di colore e a un aumento del rumore dell’immagine principalmente nelle aree di colore uniforme (vedi lo sfondo scuro dell’immagine seguente).

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In rete si possono trovare diverse tabelle con valori medi, ma capite benissimo che il tutto dipende dal tipo di soggetto oltre che dalla risoluzione dell’immagine, riporto comunque questi valori:

tipo macchina: 2 Mpixel

ammontare: 0,5- 0,6

raggio: 0,8 – 0,9

soglia: da 3 a 5

tipo macchina: 3 Mpixel

ammontare: 0,7-0,9

raggio: 0,9 – 1,0

soglia: da 3 a 5

tipo macchina: 4 Mpixel

ammontare: 0,8 – 1

raggio: 1,0 – 1,1

soglia: da 3 a 5

tipo macchina: 5 Mpixel

ammontare: 0,9 – 1,2

raggio: 1,1 – 1,2

soglia: da 3 a 5

tipo macchina: 6 Mpixel

ammontare: 1,3 – 1,8

raggio: 1,2

soglia: da 3 a 5

tipo macchina: 8 Mpixel

ammontare: 1,5 – 2

raggio: 1,3 – 1,4

soglia: da 3 a 5

Personalmente preferisco operare così: imposto i valori di raggio e soglia all’incirca prossimi ai valori indicati, porto l’ammontare al massimo e cerco una porzione dell’immagine dal colore omogeneo (è lì che il rumore si forma) quindi comincio ad abbassare il valore dell’ammontare fino a che il rumore non è completamente sparito. Se il rumore non è sparito ma abbiamo raggiunto il livello minimo di nitidezza cercata, mantenendo fisso il valore dell’ammontare, provo prima  ad aumentare di uno, massimo due unità, il valore di soglia, altrimenti riporto la soglia al valore originario e aumento gradatamente il raggio.

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  • andrea

    molto utile il tuo post… grazie

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