Как работает пленочное зерно в Dehancer Film

[this article in english]

Имитировать плёночное зерно в цифровом изображении можно разными способами. Так или иначе они сводятся к одному из двух принципов:

  1. Наложение сканированного зерна.
  2. Генерация зерна.

Оба подхода имеют право на существование, обладают своими плюсами и минусами. На первый взгляд, сканированное зерно максимально «честное». Но каким бы оно не было настоящим, существует такое зерно отдельно от изображения, никак с ним не связано, а значит всегда будет выглядеть как наложенное. Так же при наложении сканированного зерна возникают существенные ограничения по управлению его размерами, фактурой, плотностью и другими параметрами.

После многолетнего изучения свойств эмульсии кино/фото-пленок и экспериментов по их печати и сканированию, нам удалось создать достоверную математическую 3D-модель, которая позволяет генерировать «аналоговое» зерно и гибко им управлять.

Эта модель базируется на принципах, определяющих аналоговые свойства эмульсии. Вот некоторые из них:

  • Зерно не накладывается на изображение. Изображение состоит из зерна. Один из ключевых выводов (но не единственный), который из этого следует — детализация изображения зависит от размера зерна, и обычно видимые детали не превышают размер зёрен.
  • Эмульсия пленки имеет определенную толщину, то есть не является плоской. При прохождении через слои эмульсии свет определенным образом преломляется и переотражается.
  • Галогениды серебра (а также гранулы красителей) обладают объемом. Соответственно, по-разному повернуты относительно плоскости эмульсии и неизбежно отбрасывают тень.
  • Гранулы зерна бывают разной формы — классические округлые и «плоские» T-формы.
  • Распределение галогенидов серебра неравномерно в толще эмульсии. Галогениды не существуют по отдельности, образуя сложные формы конгломераций.
  • Зерно всегда присутствует в ярких светах, поскольку эти области соответствуют максимальному почернению негатива, то есть максимальному скоплению галогенидов серебра. Которые неизбежно оставляют след на позитивном изображении при печати с пленки на пленку (или с пленки на бумагу). При этом, в силу особенностей восприятия человека, в самом светлом тональном диапазоне зерно менее различимо (но не может отсутствовать вовсе).
  • Зерно всегда присутствует в глубоких тенях, поскольку эти области соответствуют минимальному почернению негатива, то есть минимальному скоплению галогенидов серебра (максимальной прозрачности негатива). Соответственно, при печати позитивного изображения с пленки на пленку (или с пленки на бумагу) печатный носитель максимально засвечивается в тенях. Тем самым проявляются зерновые свойства печатного носителя, в совокупности со следом исходного негатива.

Наш алгоритм генерит зерно на основе локальных цвето-яркостных характеристик изображения, таким образом оно всегда с ним связано.

Гранулы генерятся в 3D-модели в объемном виде. Каждая гранула поворачивается относительно плоскости изображения на определенный угол. Гранулы случайным образом смещаются в разные стороны и образуют кластеры. На полученную структуру «галогенидов» накладывается текстура исходного изображения (не наоборот) с учетом переотражения и рассеивания света в слоях «эмульсии». В процессе имитации печати исходно негативное зерно становится позитивным и встраивается в изображение как его неотъемлимая часть, то есть не выглядит как наложенное.

С одной стороны, генерация зерна позволяет избежать необходимости использования довольно больших по объему файлов сканов, которые необходимо включать в дистрибутив инсталлятора. Ведь в этом случае, чтобы не было визуальной повторимости, потребовались бы десятки или даже сотни сканов высокого разрешения. А также дополнительные ухищрения — их повороты, зеркальные отражения для каждого фрейма и т.д.

С другой стороны, генерируемое зерно требует вычислительных ресурсов и неизбежно замедляет работу плагина. Впрочем, нам удалось вместить эти потери всего лишь в пределы 5% от общей производительности плагина.

Как это работает?

На сегодняшний день плагин Dehancer Film позволяет управлять шестью основными параметрами зерна:

  • Size. Размер зерна. Этот параметр определяет размер гранул галогенидов серебра. Более высокое значение Size соответствует более светочувствительной (и, соответственно, более зернистой) пленке.
  • Amount. Количество зерна. Общая степень воздействия алгоритма, эмулирующая оптическую плотность.
  • Shadows / Midtones / Highlights. Количество зерна в тенях, светах и среднем тоне.
  • Chroma. Цветовой контраст (цветность) зерна. Этот параметр определяет плотность красителя в пределах гамута выбранной пленки.

Размер зерна автоматически рассчитывается исходя из геометрического размера изображения, с которым идет работа (размера проекта / таймлинии).

Продемонстрируем влияние параметров зерна на конкретном примере. Для того, чтобы воздействие было наглядным, мы будем рассматривать увеличенный фрагмент изображения. В котором присутствуют относительно глубокие тени, относительно яркие света и средний тон, а также мелкие детали.

Увеличенный кроп исходного изображения:

Параметры зерна по умолчанию предполагают относительно деликатное воздействие с минимальным значением размера зерна Size = 1 и примерно соответствуют высокочувствительной (то есть зернистой) кинопленке формата между 35 и 70 мм.

Так как зерно обладает фактурой и образует структуру, минимальный размер гранул имеет определенный размер и описывается группой пикселей. Зерно не может быть меньше определенного размера, так как это превратило бы его в шум.

Максимальное значение Amount = 100 увеличивает оптическую плотность зерна до его полной непрозрачности:

При больших значениях Amount хорошо видна неоднородность распределения зерна в слоях эмульсии и кластерные образования.

Мы можем управлять зерном раздельно в тенях, светах и среднем тоне. Например, вот так работает снижение зерна в тенях до минимального уровня (Shadows = 0):

При увеличении количества зерна в тенях до Shadows = 100 гранулы становятся более заметными в самых темных областях. При этом на изображении не появляются провалы в области чёрного — именно так работает настоящая пленка, без «клиппинга».

Соответственно, при значительном добавлении зерна в тенях, за счет появления новых деталей, роль которых играют гранулы, общая черная точка изображения может незначительно повышаться, если изначально она была абсолютно чёрной.

Точно также ведет себя зерно в самых ярких областях. При значении Highlights = 100 гранулы зерна становятся более заметными в области белого. При этом на изображении не появляются пересветы, а общая белая точка изображения может незначительно снижаться, если она была абсолютно белой.

Максимальный размер зерна Size = 10 примерно соответствуют высокочувствительной (то есть зернистой) кинопленке формата между 8 и 4 мм (если бы такая пленка существовала). Мы специально сделали максимальный размер довольно большим, чтобы было больше гибкости при управлении зерном.

При максимальных значениях Size = 10 и Amount = 100 хорошо видно, что гранулы зерна в Dehancer Film имеют объем. При этом общая текстура формируется не отдельными зернами, а кластерами. Это связано с естественными неравномерностями при поливе эмульсии, а также физико-химическими процессами экспонирования и обработки пленок.

В Dehancer Film гамут (цветовой охват), а также цветоконтрастные характеристики красителя пленки и зерна соответствует гамуту выбранной пленки. Если зерно используется без пленки, максимальное значение Chroma соответствует гипотетической цветной пленке со сверхнасыщенными красителями.

Вместе с тем вы можете управлять цветностью зерна с помощью параметра Chroma, который определяет цветовой микроконтраст гранул красителя.

Минимальное значение Chroma = 0:

Максимальное значение Chroma = 100:

Описанные параметры позволяют аккуратно настраивать зерно в очень широких пределах от почти чистого до сильно зернистого изображения. При этом любая их комбинация будет давать похожий на настоящее зерно результат — настолько, насколько это в принципе возможно при работе с цифровым изображением.

В рассмотренном примере до наложения зерна к исходнику был применен профиль легендарной фотопленки Adox Color Implosion 100. Эта пленка не только значительно искажает цвет, но и очень зернистая сама по себе.

Наше исходное изображение, которое мы взяли для экспериментов, выглядит так (нажмите на фотографию для увеличения):

После наложение профиля пленки Adox Color Implosion 100 так (нажмите на фотографию для увеличения):

После добавления зерна может выглядеть, например, так (нажмите на фотографию для увеличения):

Этот пример в динамике (не забудьте развернуть на всё окно, чтобы разглядеть зерно):

Более подробно о том, как работает Dehancer Film, можно почитать в других наших статьях:


Push/Pull — что это и как работает


Как мы строим пленочные профили


Современные кинопленки. Цветные негативные

Скачать актуальную версию Dehancer Film вы можете на нашем сайте:
https://www.dehancer.com

Для получения 2-недельной Promo лицензии пишите на mail@dehancer.com.

Как работает пленочное зерно в Dehancer Film: 2 комментария

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s