Почти все фотографы знают о панорамах и HDR. Большинство также знает о стекинге фокуса. Но как часто вы слышите, как фотографы говорят о четвертом методе объединения фотографий - усреднении изображений?
Хотя в последние годы усреднение изображений приобрело немного большую популярность, оно до сих пор не особенно известно. Это позор; В зависимости от того, какие объекты вы фотографируете, усреднение изображений может значительно расширить ваши возможности съемки.
Позвольте мне продемонстрировать.
Что такое усреднение изображения?
Как следует из названия, усреднение изображений предполагает наложение нескольких фотографий друг на друга и их усреднение. Как правило, все рассматриваемые изображения сняты с одной и той же позиции камеры с использованием одинаковых настроек камеры.
Основная цель усреднения изображения - уменьшение шума. Однако его также можно использовать для имитации размытия изображения, аналогично использованию более длинной выдержки.
Как это улучшает качество изображения
Большая часть шума, который появляется на ваших фотографиях, случайна. Выглядит это совершенно хаотично, как на этом кадре с глухой стеной:
Если вы сделаете серию фотографий с одинаковыми настройками, характер шума обычно не будет коррелировать от фотографии к фотографии. Таким образом, яркий пиксель на одном изображении может быть темным на другом, и наоборот. Это означает, что когда вы усредняете несколько фотографий вместе, слишком яркие или темные пиксели начнут балансироваться, уменьшая общий уровень шума на изображении:
Чем больше фотографий вы усредните, тем меньше шума будет в конечном результате. Каждый раз, когда вы удваиваете среднее количество фотографий, вы повышаете уровень шума на одну ступень. Усредняя четыре, восемь, шестнадцать и т. д. фотографий, вы можете значительно снизить уровень шума на фотографиях.
Однако обратите внимание, что усреднение изображения подвержено движению на фотографии. Если вы хотите, чтобы все на вашей фотографии было резким в конечном среднем изображении, вы должны убедиться, что ни ваша камера, ни объект не перемещаются между фотографиями. Итак, как бы хорошо ни было, если бы этот метод работал для фотографий спорта или дикой природы, в большинстве случаев он просто не работает.
Метод усреднения изображений в Photoshop
Усреднение изображений довольно легко выполнить в Photoshop. Вы можете использовать два метода.
- Метод первый:Загрузите все отдельные фотографии в виде слоев. Непрозрачность нижнего слоя оставьте 100%. Уменьшите непрозрачность слоя над ним до 1/2 (50%). Перейдите к непрозрачности 1/3 (33%) для следующего слоя вверх. Затем 1/4 (25%), 1/5 (20%), 1/6 (17%) и так далее
- Метод второй: Загрузите все изображения в виде слоев. Выделите их все, затем перейдите к слою > Смарт-объекты > Преобразовать в смарт-объект. Затем перейдите к слою > Смарт-объекты > Режим стека > Среднее
Оба метода дадут одинаковый результат. Второй метод намного проще, если у вас есть большое количество изображений для усреднения. Однако первый метод оставляет отдельные слои нетронутыми, так что вы можете редактировать их отдельно друг от друга, если захотите.
Когда использовать усреднение изображения
Есть три основные ситуации, когда усреднение изображений особенно полезно:
- Использование сенсора камеры меньшего размера (включая дрон)
- Фотографирование Млечного Пути
- Имитация длинной выдержки
Давайте рассмотрим каждую из этих ситуаций более подробно.
Меньший датчик камеры
Одна из проблем с меньшим сенсором камеры заключается в том, что даже при базовом ISO на фотографии может оставаться высокий уровень шума. Усреднение изображения может быть способом имитировать более низкое базовое значение ISO на таких камерах.
Например, если фотография, сделанная компактной камерой, имеет нежелательный шум в тенях при базовом значении ISO 100, но ваш объект неподвижен, а вы находитесь на штативе, почему бы просто не сделать несколько фотографий уменьшить шум? Позже вы можете сделать серию изображений и усреднить их, что может значительно снизить уровень шума.
Я постоянно использую эту технику на своем дроне DJI Mavic 2 Pro. Среди дронов Mavic 2 Pro имеет относительно большой сенсор камеры размером 1 дюйм. Но это все еще не уровень даже зеркальной камеры начального уровня, и уровень шума довольно высокий даже при базовом ISO 100.
Однако Mavic 2 Pro также имеет встроенный «режим серийной съемки», в котором быстро последовательно создается пять изображений. Поскольку все пять фотографий сделаны примерно за одну секунду (и при условии, что дрон зависает, а не движется), по сути, композиция не меняется от кадра к кадру. Это означает, что усреднение изображения - отличный метод уменьшения шума. (Кстати, усреднение пяти фотографий вместе приводит к улучшению качества изображения примерно на 2,3 ступени, что приводит к примерно такому же качеству изображения, как при ISO 100 на полнокадровой зеркальной камере!)
Вот как выглядит одна из моих фотографий с дрона, необрезанная:
При увеличении масштаба можно увидеть шум на уровне пикселей. Чем больше постобработки я выполняю над изображением, тем сильнее это будет преувеличиваться:
Однако после усреднения пяти фотографий серии уровень шума становится намного ниже:
Это действительно впечатляющее улучшение! Я всегда стремлюсь к максимальному качеству изображений на своих фотографиях, и это позволяет мне получать аэрофотоснимки размером со стену, не покупая дрон стоимостью более 5000 долларов.
На самом деле, возможно, вам будет интересно узнать, что усреднение изображения также помогает сегодня многим смартфонам повысить качество изображения при слабом освещении. Вы держите телефон неподвижно в течение нескольких секунд, пока он делает много фотографий подряд, которые затем автоматически выравниваются и усредняются. В результате можно делать подобные фотографии на телефон, который выглядит вполне удобным (особенно на маленьком экране):
Млечный Путь и астрофотография
Одно из самых распространенных применений усреднения изображений - получение большого количества деталей ночного неба. Это популярный метод как среди любителей телескопов, так и среди тех, кто использует широкоугольный объектив на обычной зеркальной камере.
Метод телескопа должен быть достаточно очевидным. Если у вас есть следящая головка, позволяющая следить за звездами, вы можете объединить столько фотографий, сколько захотите, чтобы улучшить детализацию ночного неба. Таким образом, вы можете сделать более 100 фотографий с выдержкой по несколько минут каждая, а затем усреднить их по общей выдержке в несколько часов. Вы даже можете усреднить фотографии, сделанные в разные ночи!
Лично я ничего не делаю на этом уровне, но мне все равно нравится использовать усреднение изображений для базовой астрофотографии дальнего космоса. Например, вот одиночный снимок туманности Ориона, сделанный при ISO 12800:
Вот итоговая подборка, которую я собрал из 250 отдельных фотографий Ориона, которые я отслеживал вручную от кадра к кадру:
Огромная разница!
Вы также можете использовать аналогичную технику для наземных фотографий Млечного Пути. Вы можете подумать, что это не сработает, потому что звезды движутся по небу и поэтому при усреднении будут выглядеть размытыми. Однако на самом деле это работает, если вы используете программное обеспечение, предназначенное для выравнивания звезд независимо от переднего плана перед усреднением изображений. Эта функция позволяет вам делать снимки гораздо более высокого качества, чем обычно, ночью.
Здесь я использовал наложение изображений, чтобы сделать чрезвычайно четкую фотографию Млечного Пути с диафрагмой f/4. Фотография ниже представляет собой смесь 14 отдельных кадров, каждый из которых снят с ISO 6400:
Вы можете увидеть, как качество изображения сравнивается между одной из отдельных фотографий в стопке (первое изображение) и окончательной стопкой (второе изображение):
(Как видите, моя программа для смешивания изображений хорошо справилась с выравниванием звезд перед усреднением, несмотря на сложный передний план. У меня есть дополнительная статья на эту тему здесь.)
Вы также можете использовать эту технику, чтобы увеличить глубину резкости ночью и запечатлеть детализированный передний план. Это один из «Святых Граалей» фотографии Млечного Пути, которого обычно очень трудно достичь - большая глубина резкости. Но со смешиванием изображений это вообще не проблема.
Я сделал это ниже, сделав 33 фотографии с ISO 51, 200 и f/8, а затем использовал усреднение изображений, чтобы смешать их вместе:
Отдельная фотография в этой подборке содержит столько шума, что ее совершенно невозможно использовать:
И, наконец, я смог использовать эту технику, чтобы значительно улучшить качество изображений при фотографировании кометы NEOWISE в начале этого года. С помощью объектива 105 мм я сделал 53 фотографии с диафрагмой f/2,8, выдержкой 3 секунды каждая и ISO 16 000. Окончательное сочетание было бы невозможно запечатлеть резко на одной фотографии. 53 изображения имитируют примерно ISO 320 с точки зрения уровня шума, хотя я снимал каждую отдельную фотографию с ISO 16 000:
Наконец, усреднение изображений также позволит вам делать высококачественные фотографии Млечного Пути с помощью более простого фотоаппарата, такого как зеркальная фотокамера с сенсором asp-c и комплектным объективом 18-55 мм или даже «мыльница». стрелять. Здесь много хороших возможностей!
Однако вам понадобится специальное программное обеспечение, которое выравнивает звезды перед усреднением изображения, иначе ваши звезды будут размытыми. Двумя наиболее популярными такими вариантами являются Starry Landscape Stacker (40 долларов США, только для Mac) и Sequator (бесплатно, только для Windows).
Имитация длинной выдержки
До сих пор я рассматривал только ситуации, в которых вы хотите избежать усреднения изображения при движении. Так будет не всегда.
Иногда размытие в движении может выглядеть очень интересно на фотографии, например, на фотографии водопада или движущихся облаков. В такой ситуации типичное решение - просто использовать длительную выдержку, например, 30-секундную выдержку, чтобы запечатлеть размытие изображения. Однако усреднение изображения может имитировать тот же эффект, что может быть полезно, если у вас нет с собой фильтра нейтральной плотности.
Я сделал это здесь, чтобы добиться более плавного вида в воде. Это одиночное изображение, снятое без каких-либо специальных настроек камеры:
А затем смесь четырех таких изображений для имитации более длительной выдержки:
Вот как это выглядит в виде одного изображения с нейтральным фильтром - очень похоже на мой глаз, хотя немного более плавно:
Чем больше фотографий вы сделаете, тем более плавным будет эффект длинной выдержки. Вам наверняка понадобится нейтральный фильтр, если вы делаете много таких фотографий с длинной выдержкой, но усреднение изображения - надежный запасной вариант.
Вывод
Надеюсь, эта статья продемонстрировала, насколько эффективным может быть усреднение изображений в фотографии! Я использую его для каждой фотографии, которую делаю с дрона, а также для многих фотографий Млечного Пути, чтобы улучшить качество изображения или расширить глубину резкости. Вы также можете найти для него другие применения, например улучшение динамического диапазона вашей камеры при базовом ISO, о которых я не упоминал в этой статье. Но три основных применения, которые я рассмотрел, - это самые важные из них, с которыми вы, вероятно, столкнетесь.