Каковы конкретные способы использования различных способов преобразования в черно-белое изображение?

В этом уроке объясняется шесть способов преобразования изображения в монохромное:

1. «Стандартная» операция преобразования оттенков серого.
2. Опасная операция.
3. Разложение на RGB и использование любого из каналов.
4. Разложение на HSV и использование канала Value (V).
5. Разложение на LAB и использование канала Lightness (L).
6. Использование фильтра Channel Mixer.

Различаются ли методы только в степени контроля, которую каждый из них обеспечивает над преобразованием, или они дают существенно разные результаты?

Существуют ли конкретные ситуации, когда один из них предпочтительнее другого, или это вопрос личных предпочтений?

Теоретически, правильным способом преобразования цветного изображения в черно-белое должно быть использование канала яркости . Яркость - это показатель того, насколько наши глаза чувствительны к определенному цвету, и, следовательно, насколько «яркими» мы его видим. Увы, Gimp предоставляет много способов конвертировать в B & W, но не самый подходящий. :-(

Вот тестовое изображение, которое я использовал для сравнения различных методов. Вы можете скачать его и убедиться в этом:

Треугольник слева - это сечение цветового куба в плоскости, содержащей основные цвета R, G и B. Я сделал сечение в линейном пространстве -RGB, затем гамма-кодировал его в sRGB . Треугольник справа - это «правильный» черно-белый рендеринг, то есть гамма-кодированная яркость. Преобразуя это изображение в черно-белое, я делаю следующие наблюдения:

• Зеленый цвет светлее синего, но многие методы преобразования не признают этого и делают все праймериз равными по яркости.
• Обесцвечивание / легкость имеет эту проблему (одинаковый вес для всех основных цветов) и, кроме того, создает некоторые искусственные линии в треугольнике
• обесцвечивание / усреднение также одинаково взвешивает все основные цвета, но дает более плавное изображение; только он имеет тенденцию делать насыщенные цвета темнее, чем менее насыщенные
• обесцвечивание / яркость становится довольно близким, но насыщенные синие и красные цвета становятся слишком темными; технически это канал яркости , то есть «правильная» вещь, за исключением забытия гамма-декодирования / кодирования
• преобразовать в оттенки серого аналогично обесцвечиванию / светимости
• сохранение одного канала R, G или B выглядит очень странно, если у вас насыщенные цвета
• канал V от HSV отображает все основные цвета как белые, что очень неестественно
• L-канал от LAB ужасен, так как он не сохраняет серые цвета (они становятся слишком светлыми)
• Y-канал из ITU R709 имеет ту же яркость, что и обесцвечивание / яркость
• Y-канал из ITU R470 также является своего рода яркостью, но он использует веса для R, G и B, которые отличаются от весов sRGB; на самом деле я думаю, что это самый естественный рендеринг.

Хорошо, теперь это теория о получении наиболее «естественного» рендеринга. На практике вы можете вместо этого использовать любой рендеринг, который лучше подходит для изображения под рукой. Например, вы можете перевесить красные в микшере канала, чтобы осветлить и сгладить тона кожи или увеличить контраст между голубым небом и белыми облаками. Мои личные выводы:

• Если изображение не имеет сильно насыщенных цветов, то любой метод должен обеспечить разумную визуализацию, за исключением L из LAB; Я бы тогда не заботился слишком сильно и использовал бы любой из них, вероятно, преобразовал бы в оттенки серого или обесцвечивал бы / яркость (которые одинаковы)
• Если есть насыщенные цвета и я хочу наиболее естественный рендеринг, я бы выбрал канал Y из ITU R470
• Если я хочу больше контроля, я бы использовал микшер канала, начав примерно с (1/3 R, 1/2 G, 1/6 B), затем настроившись по вкусу
• В любом случае, я бы отредактировал изображение с помощью инструмента кривых прямо после преобразования, просто чтобы получить приятный контраст и яркость.

Различаются ли методы только по степени контроля, который они обеспечивают над преобразованием, или они приводят к различным результатам?

Существует образец преобразованного изображения для каждого из методов, для того же самого исходного изображения. Легко видеть, что результаты действительно разные, так что это не просто степень контроля.

В частности, например, разложение RGB против разложения HSV: в первом BW - это конкретное значение цвета канала. В последнем - это значение V (значение или яркость) пикселя. Значение V является функцией компонентов R, G и B, поэтому очевидно, что разница будет!

Различаются ли методы только по степени контроля, который он обеспечивает над преобразованием, или они приводят к различным результатам.

Они работают по-разному, сохраняя различные части оригинальной информации о цвете, присутствующей на изображении. Они обычно дают разные результаты, но выбор одного из другого полностью зависит от фотографа, в зависимости от характера исходного изображения и его / ее намерений.

Один не лучше, чем другой, но 1 и 2 обычно дают своего рода «бежевые» результаты.

Недавно я экспериментировал с некоторыми цветными фильтрами на моей DSLR. Набор состоит из красного, оранжевого, желтого и зеленого. Обычно я снимаю необработанные файлы и использую модуль микшера каналов darktable с предустановкой, затем связываюсь с ползунками, чтобы получить баланс тонов, который я хочу при обработке для монохромного изображения. Проблема в том, что, особенно с красным фильтром, микшер каналов вносил настоящий беспорядок в данные, теряя много деталей или внося артефакты в зависимости от того, что я пробовал.
Так что добавьте скромный слайдер насыщенности в модуль контраст / яркость / насыщенность. Установите ползунок на 0, затем используйте кривые тона, чтобы отрегулировать тоны как глобально, так и локально с помощью выбора. Результаты были намного лучше, чем с микшером канала.