17 de junio de 2011

Técnica fotográfica. Modo de fusión Sobreexposición lineal Photoshop

TÉCNICA FOTOGRÁFICA. MODOS DE FUSIÓN EN PHOTOSHOP
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Fecha última modificación: 24/03/2012
Fecha creación: 18/06/2011
Versión: 1.1

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MODO DE FUSIÓN SOBREEXPOSICIÓN LINEAL (AÑADIR)

Según la ayuda de Photoshop el modo de fusión Sobreexposición lineal (añadir) busca la información de color de cada canal e ilumina el color base para reflejar el color de fusión aumentando el brillo. Fusionar con negro no produce cambios.

Pincel en modo Sobreexposición lineal

Si dibujamos trazos sobre la capa inferior de un degradado de color rojo con un pincel usando los colores primarios RGB, sus complementarios CMY y tres grises de densidades 64, 128 y 192, según orden de arriba a abajo, obtendremos el resultado respecto al modo Normal (figura 1) de la figura 2.

Observamos inicialmente que los resultados son muy agresivos y se producen cambios importantes de color y luminosidad resultando que:

1.
La respuesta es diferente en la mitad izquierda (color rojo de la capa inferior con brillo máximo y saturación variable) y derecha de la imagen (color rojo totalmente saturado y brillo variable)
2.
En la parte izquierda algunos colores primarios puros provocan cambio de tonalidad y otros imponen su color dependiendo de la componente R (magenta y amarillo)
3.
El pincel de color rojo no afecta a los colores más luminosos de la capa inferior (mitad izquierda) e impone su color en la parte derecha
4.
Los colores grises no afectan al tono pero aclaran toda la imagen de manera directamente proporcional a la luminosidad del pincel, por lo que afectan más los más luminosos

Pintando con varios colores rojos de valores R=192, 128 y 64 y G=B=0, aplicándolos respectivamente en la izquierda, centro y derecha de la imagen vemos que, dependiendo de la luminosidad, se tiñe más o menos la imagen con el color de fusión (figura 3). En todas las imágenes la sombra más profunda queda limitada a un valor más claro dependiente del color de fusión y a partir de un umbral las luces son asignadas a la máxima luminosidad por lo que al recalcular el resto de valores resulta un aclarado general y una disminución importante en el contraste, siendo el efecto mayor cuanto más claro es el color de fusión.

Si sobre la imagen de una cara dibujamos con los colores primarios RGB y CMY (figura 4) observamos que el color primario G y los complementarios C e Y tiñen totalmente la imagen con el color mientras que el B es el que menos afecta, esto se debe a la luminosidad relativa del el color respecto a la de la imagen fusionada. En todos los casos se tiñe la imagen, en mayor o menor medida, con el color del pincel que estamos usando. También vemos con claridad cómo el cambio es mayor cuanto más luminoso es el pincel y cómo, según la zona, pueden producirse mezclas (naranjas con la capa roja). Con esta prueba el resultado es bastante parecido al obtenido con los modos anteriores del este grupo: Trama, Aclarar y Sobreexponer color.

Fusionar con una capa de relleno

En las figuras 6 y 7 se han utilizado capas de relleno de color gris sobre la capa base (figura 5) fusionando con el modo Sobreexposición lineal. Se puede observar que el efecto resultante es una sobreexposición profunda y general, mayor cuanto más claro es el color de fusión, que produce pérdida total o muy importantes de detalle en las zonas de luces alcanzando incluso hasta las sombras. A título comparativo, el efecto es mucho más intenso que con el modo Sobreexponer color.
Fusión entre dos capas iguales o con una capa de ajuste (Niveles)

Fusionar dos capas iguales produce también un efecto de sobreexposición como podemos comprobar con la imagen de la figura 8, en la que muchas zonas de luces y tonalidades grises llegan a reventarse y en otras se producen cambios de tonalidad (luces brazo).

Podemos cuantificar más el efecto si partimos de una plantilla de prueba, imagen creada con una escala de grises, un mapa del color rojo y varios parches de diferentes densidades con los colores primarios RGB y sus complementarios CMY, como puede verse en la figura 9. Si esta plantilla la fusionamos consigo misma, se obtiene el resultado de la figura 10 donde se puede corroborar de nuevo el efecto de sobreexposición y a simple vista apreciar que:

1.
Las luces se aclaran bruscamente y adoptan el valor máximo hasta la mitad de escala y las sombras lo hacen de forma progresiva
2.
No parece afectar a las sombras profundas ni a los colores primarios puros, RGB=(255,0,0) o RGB=(0,255,0) o RGB=(0,0,255)  que adoptan su máxima luminosidad
3.
En el mapa del color rojo se aprecia con claridad que las zonas asignadas a la máxima luminosidad se extienden desde la zona de luces hasta los grises medios (lado superior) y como las sombras pierden su profundidad
               
Si sobre una imagen base (imagen grande de la figura 11) aplicamos Niveles, sin mover ningún cursor, con este modo se produce el mismo resultado que al fusionar dos capas iguales, con pérdida importante de detalle en luces y grises medios (imagen pequeña de la figura 11) además de un cambio de tonalidad y saturación.

Desplazando el cursor central hacia la izquierda del valor 1 podemos variar el resultado y provocar una mayor sobreexposición (figura 12). Pero si el cursor lo desplazamos hacia la derecha compensamos progresivamente el efecto inicial hasta pero no se consigue anular ya que se pierde el detalle en las altas luces. El movimiento del cursor blanco (figura 13) aumenta siempre la sobreexposición, llegando prácticamente a dejar la imagen en blanco al situarlo en el extremo izquierdo aunque nos quedarán algunos residuos de color, que para la imagen de ejemplo resultan ser amarillos.  

Aunque hemos utilizado una capa de Niveles, se produce el mismo efecto inicial de sobreexposición si la capa es de Curvas, Equilibrio de color..., o incluso si es un duplicado de la capa fondo. La ventaja de crear una capa de ajuste es que podemos utilizarla para regular el resultado mediante los cursores de control o la opacidad.  
Fusión entre dos imágenes muy distintas

Si fusionamos dos imágenes muy distintas se produce un mezclado de las mismas prevaleciendo las zonas claras (figura 14), con un efecto de sobreexposición y pérdidas en una u otra imagen, por lo que su utilidad para aplicaciones de combinación es limitada.

Se puede cuantificar mejor el efecto obtenido partiendo de una capa con una escala de grises, en bandas verticales y con variación de luminosidad entre ellas de 25 o 26, y creando encima otra capa con unas bandas horizontales de blanco máximo, gris medio y negro máximo en modo Normal (parte superior de la figura 15).

Si cambiamos la capa superior al modo de fusión Sobreexposición lineal (añadir), obtendremos el resultado de la parte inferior de la misma figura en el que podemos observar:


1.
La banda negra no modifica la imagen base
2.
La banda blanca transforma al blanco máximo cualquier luminosidad incluso el negro máximo
3.
La banda del gris medio convierte un tramo (justo hasta el gris medio) al blanco máximo y el resto se aclara asignando al negro máximo el valor del pincel de fusión


Midiendo las luminosidades resultantes en la banda horizontal del gris medio resulta:


Luminosidad inicial:
>128
128
102
77
51
26
0
Luminosidad resultante:
255
255
230
205
179
154
128


Por ejemplo, el color RGB=(130,97,55) se convertiría a RGB=(255,225,183) si le añadimos el gris medio y el color RGB=(36,48,130) si le añadimos RGB=(163,183,202) resulta RGB=(199,231,255). Está claro que si la suma sobrepasa el valor 255 queda limitada a este valor y que los valores se suman independientemente para cada componente de color.

Si aplicamos una capa de relleno con RGB=(128,128,128) sobre la figura 16 (patrón) obtenemos el resultado de la figura 17 y si posteriormente modificamos Niveles ajustando el cursor negro al extremo izquierdo del histograma obtendremos la figura 18.

Por otro lado desde la imagen original aplicando Niveles desplazando el cursor blanco al valor 128 se obtiene la  imagen de la figura 19. Aunque vemos claramente que se producen resultados distintos con ambos métodos en los tonos medios la pérdida de detalle en las luces es prácticamente la misma.

Con las pruebas realizadas podemos establecer el funcionamiento de este modo de fusión, es decir:


1.
El filtro combina luminosidades de las dos capas limitando el valor máximo de las sombras
2.
Si la capa superior es de ajuste (Niveles, Curvas...) y no se ha modificado ningún parámetro funciona como si hubiéramos duplicado la capa inferior (fusión de dos capas iguales).
3.
Debido al efecto de aumento de luminosidad muchos tonos pueden convertirse al blanco máximo (255)
4.
Cuánto más oscuro es el pincel superpuesto menos afectamos a las luminosidades y si es el negro máximo no afecta en absoluto (sumamos valor 0)


Comparativa Sobreexposición lineal y Sobreexponer color

En el estudio realizado para el modo Sobreexponer color vimos que aparecía un factor variable (f) dependiente de la luminosidad del pincel.

La Sobreexposición lineal es más sencilla ya que suma directamente la luminosidad de la capa inferior con la del pincel, es decir, su funcionamiento es aditivo en lugar de multiplicativo como en el caso de Sobreexponer color.

Lo que es evidente es que ambos modos aclaran, pero mientras el Sobreexponer color afecta más a los tonos de las luces que a las sombras y el negro máximo permanece invariable por lo que aumenta el contraste, en el otro modo se afectan mucho más a estas últimas pudiendo incluso, según el pincel utilizado, perder la profundidad de las mismas.

Aplicaciones

Aclarar detalles y zonas

Las aplicaciones en cuanto al aclarado o iluminación de zonas o detalles son similares al modo Sobreexponer color aunque en este caso el efecto final es de un menor contraste.

Según la luminosidad del pincel el aclarado en zona de sombras será menor o mayor y podemos provocar un cierto efecto de empastamiento en las mismas.

En cuanto a las luces debemos de tener la precaución de no reventarlas por lo que los pinceles en general deben ser oscuros y aplicarlos en zonas donde el margen hasta el blanco máximo sea suficiente, salvo que deseemos eliminar el detalle en una zona.

Es lógico pensar que este modo es más apropiado para aplicar cuando no queramos aumentar el contraste en zonas poco contrastadas, por ejemplo con texturas, o cuando con imágenes poco contrastadas no deseamos que el resultado final sea exagerado con relación al resto de la imagen.  

Recordemos que si aplicamos una capa de relleno de color gris, afectamos a toda la imagen y que además podríamos reajustar el efecto aplicando sobre la capa creada un ajuste de Niveles... o cambiar la profundidad de los efectos de forma local con una máscara de capa.

Otras aplicaciones

En el documento 'MODO DE FUSIÓN SUBEXPOSICIÓN LINEAL' hay otras aplicaciones que, con el modo Subexposición lineal, podemos usarlas de forma opuesta, es decir, en lugar de uso con las luces con las sombras o viceversa.

Gráfico y fórmula final

Si observamos el gráfico de la figura 20 obtenido fusionando dos capas según se describe en el documento 'MODOS DE FUSIÓN GRÁFICOS' podemos comprobar cómo las líneas de colores siguen un comportamiento rectilíneo en dos tramos: uno donde las luminosidades toman el máximo valor (255) hasta un umbral y otro donde se redistribuyen todas las luminosidades proporcionalmente hasta un valor mínimo de luminosidad, ambos dependientes del pincel de fusión.
Por ejemplo, si aplicamos el pincel de color gris medio (línea verde) todos los valores de la capa inferior superiores a 127 son asignados a la máxima luminosidad (255) y el resto se recalculan quedando la sombra más profunda en el valor 127 por lo que claramente se observa el efecto aditivo del modo.

De acuerdo con lo anterior, el color resultante se obtiene al sumar individualmente las componentes primarias R, G y B de las capas que se fusionan, por lo que pintar con el negro máximo no se produce ningún cambio ya que sumamos 0.

La línea negra representa el resultado cuando se fusionan dos capas iguales y tiene un comportamiento en dos tramos muy distinto, ya que en el tramo de las luces (luminosidad > gris medio) se asignan todos las luminosidades al valor 255 mientras que en el de las sombras se aclaran proporcionalmente desde el valor máximo de las sombras (0) hasta el blanco máximo.

A partir de las tablas de datos se deduce la fórmula que caracteriza el comportamiento a nivel de luminosidad para este modo y en ella se puede comprobar que el valor resultante es el de la capa inferior sumado al de la capa superior, por lo que ambas capas pueden intercambiarse siendo el resultado el mismo.

Conclusiones

El modo de fusión Sobreexposición lineal, debido al comportamiento aditivo, presenta como principales características las siguientes:
1.
Limita la máxima profundidad de las sombras, por lo que pueden perder su profundidad
2.
Puede reventar (asignar al máximo de luces) todos los valores a partir de un umbral
3.
Puede producir cambio de tonalidad, por ejemplo si fusionamos el rojo puro con el verde puro nos resultará el amarillo
4.
La fusión entre dos capas distintas produce un aclarado general predominando los píxeles más claros y en algunas zonas de valores oscuros las transiciones pueden ser progresivas
5.
La fusión entre dos capas iguales produce la asignación del tramo entre las luces y el gris medio al valor máximo (255), por lo que se pierde totalmente el detalle; mientras que en el tramo del gris medio hasta las sombras  se separan los tonos linealmente, con un efecto global de aclarado


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