20 de noviembre de 2011

Técnica fotográfica. Ajuste niveles Photoshop

TÉCNICA FOTOGRÁFICA. AJUSTE DE NIVELES EN PHOTOSHOP
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Fecha última modificación: 15/04/2012
Fecha creación: 19/11/2011
Versión: 1.1
 
NIVEL:      
Iniciación - Bajo - Medio - Alto – Avanzado

AJUSTE DE NIVELES
 
Por su comodidad y efecto inmediato, uno de los ajustes más utilizados en Photoshop es el de Niveles. Su uso es sencillo, ya que solamente con deslizar cursores o introducir valores se producen grandes cambios en la imagen.

Dispone de dos escalas: una denominada Niveles de entrada con tres cursores (negro, gris y blanco situados a la derecha, centro e izquierda respectivamente), que está situada en el eje horizontal inferior del histograma; y otra de salida con sólo dos cursores (negro y blanco situados a la derecha e izquierda respectivamente), sobre una banda de un degradado del negro al blanco máximos y que sirve para comprimir o expandir un rango de valores de entrada en otro distinto de salida.

El uso de ambas escalas implica ciertas precauciones, ya que si seleccionamos una parte pequeña del histograma podemos provocar pérdida de valores de densidades, más acusadas si la imagen es de 8 bits, por lo que siempre es recomendable para estas manipulaciones trabajar con 16 bits.

Efectos en la imagen de los ajustes en los Niveles de entrada y de salida

El la figura 1 tenemos una imagen con un histograma con valores que cubren prácticamente todas las luminosidades. Si movemos los cursores negro y blanco de los Niveles de entrada (figura 2) perdemos detalle en las sombras y en las luces por lo que, salvo que este sea el resultado deseado, este tipo de ajuste sólo es válido cuando en el histograma los valores no alcanzan los extremos.

Partiendo de nuevo de la figura 1, hemos desplazado solamente los cursores de Niveles de salida comprimiendo la escala de valores a un nuevo rango que no alcanza ni el negro ni el blanco máximos, resultando un efecto de agrisamiento por la pérdida de contraste y profundidad de sombras y de luces (figura 3).

Si aplicamos a la vez todos los reajustes de cursores mencionados anteriormente, obtendremos como resultado una imagen menos contrastada con pérdida de detalle en las altas luces y en las sombras profundas (figura 4).
Si observamos la imagen de la figura 5, vemos que en el histograma no se alcanzan los extremos - no existen valores situados en la sombra más profunda (0) ni tampoco en la luz mas alta (255) - por lo que la escena tiene poco contraste. Si desplazamos los cursores negro y blanco, pinchando el ratón sobre ellos y moviéndolo, hasta situarlos justo en los límites de los extremos derecho e izquierdo del histograma, la imagen cambia recuperando el contraste (figura 6). Esta operación puede realizarse manualmente o con el botón Automático.

Si de nuevo reajustamos, y situamos el cursor negro en el valor 32 y el blanco en el 223, obtendremos el resultado de la figura 7. En ella observamos que muchos píxeles se han asignado al negro máximo, exactamente todos los aquellos cuyos valores estaban antes del reajuste situados entre 0 y 32, y análogamente ocurre lo mismo con el blanco por lo que hemos perdido zonas importantes de detalle.

De lo visto hasta el momento podemos concluir que los cursores blanco y negro de los Niveles de entrada pueden utilizarse para dos propósitos diferentes: por un lado recuperar contraste con el ajuste de los valores máximos de luces y de sombras en aquellas imágenes, o zonas de imágenes, donde el rango de luminosidades no cubre toda la amplitud del histograma y por otro reducir o perder deliberadamente detalle de las altas luces o de las sombras profundas.

Anteriormente hemos comprobado que con un histograma que no ocupa la totalidad del rango de luminosidades, como por ejemplo el de la figura 8, podemos expandir la entrada desplazando los cursores y obtener el resultado de la figura 9, pero con ello se puede producir el efecto típico de peine que indica la ausencia de valores de luminosidad (líneas verticales de color claro) con asignación a algún píxel.

De hecho, con un reajuste extremo, podríamos alcanzar los resultados de la imagen de la figura 10 donde existe un número recortado de tonos que son visibles en zonas claramente delimitadas. Este efecto puede aparecer más fácilmente cuando aplicamos el tratamiento de niveles por zonas.
Con los niveles de salida decidimos que valores extremos vamos a asignar a los situados en los cursores blanco y negro de los Niveles de entrada.

Si partimos de la imagen de la figura 7, cuyo histograma resultante (recortado) lo podemos apreciar en la figura 11, y movemos los cursores de salida a las posiciones 23 y 223 se obtiene la imagen de la figura 11 con los colores más oscuros y más claros situados en los valores mencionados. El histograma resultante tras las operaciones indicadas lo podemos observar en la figura 12, y ha visto reducido de manera drástica el número de tonos inicialmente existentes con la consiguiente degradación de la calidad en la imagen.

Para comprobar el efecto del cursor gris si partimos de la imagen expandida de la figura 6 y lo desplazamos por ejemplo hasta el valor 2 (admite valores entre 0 y 10) obtendremos el resultado de la figura 13. La imagen se ha aclarado ya que se asigna el valor del gris medio a un tono que inicialmente era más oscuro, y se recalculan el resto de los valores aumentando con ello el número de tonos más claros (mayor abanico entre el cursor gris y el blanco) y disminuyendo el de los más oscuros.

Otro aspecto a tener en consideración para la aplicación de Niveles es el efecto de cambio en la saturación de los colores (rectángulo central de la figura 15). Ello puede evitarse editando la transición al modo de fusión Luminosidad (figura 16) o si se ha creado una nueva capa de Niveles seleccionando dicho modo. Para mayor detalle ver documento relativo al 'MODO DE FUSIÓN LUMINOSIDAD'.

Con todo lo visto hasta el momento nos hemos hecho una idea bastante visual de cómo afectan los cursores, pero ¿cuando los aplicamos conocemos numéricamente como se recalculan las nuevas luminosidades?. Todavía no, pero ese será el objetivo de los apartados siguientes.
Niveles de entrada

Hasta el momento hemos comprobado como se afecta una imagen con la aplicación de un ajuste de Niveles de entrada mediante los cursores central, izquierdo o derecho.

También hemos comentado que este proceso puede ser destructivo, como la mayoría de los procesos aplicados en una imagen, ya que implica una nueva asignación de valores a los píxeles y esto se realiza por aplicación de fórmulas con su correspondiente redondeo.

Para dar respuesta a la cuestión anteriormente planteada partiremos de una escala de grises confeccionada como hemos descrito en otras ocasiones (parte inferior figura 17). Si sobre toda ella aplicamos un ajuste de Niveles de entrada moviendo solamente el cursor central (gris) hasta el valor 0'5 la imagen se oscurece (parte superior figura 17) afectando a todas las luminosidades salvo al blanco máximo.

Midiendo las luminosidades resultantes podemos dibujar la curva representativa para dicho ajuste (línea magenta de la figura 18) que, como era de esperar, expande suavemente las luces y tonos medios a consta de comprimir las sombras. Si el valor aplicado es más extremo, línea azul, provocará que muchos valores de sombras se asignen al negro máximo (0), por lo que se perderá bastante detalle.

Un comportamiento similar se produce desplazando el cursor a la izquierda, en este caso se comprimen las luces y se expanden las sombras con un resultado que no es totalmente simétrico respecto al caso anterior.

El desplazamiento del cursor negro oscurece la imagen y con su valor fijamos un umbral que por un lado asigna todas las luminosidades al negro máximo (valor 0) y por el otro recalcula los valores expandiéndolos de manera lineal (figura 19). De forma análoga el cursor blanco produce el efecto inverso asignado en este caso un tramo al máximo valor de las luces (255). En ambos casos se puede producir una pérdida de detalle si existía información en las zonas asignadas a los valores máximos.

Con los resultados obtenidos podemos concluir que los cursores blanco y negro redistribuyen los valores de manera rectilínea mientras que el cursor gris los somete a una forma suave y curvilínea.
En la figura 20 tenemos una imagen con poco contraste y una representación de su histograma que como vemos no llega a los extremos. Esta imagen no tiene valores en el negro máximo ni en la máxima luminosidad, pero resulta muy fácil corregir el contraste aplicando Niveles en modo automático o moviendo los cursores blanco y negro manualmente.

A título comparativo ya que también se pierde detalle en sombras, en la imagen pequeña de arriba de la figura 21 se muestra el resultado obtenido -  podemos suavizar regulando la opacidad - si aplicamos la fusión de dos capas iguales con el modo de fusión Superponer frente a un ajuste de Niveles. En el primer caso tanto los negros como los blancos se contraen y los tonos medios se expanden debido a la forma de la curva aplicada (ver documento 'MODO DE FUSIÓN SUPERPONER').

Niveles de salida

Nos falta conocer que respuesta existe al aplicar los cursores de Niveles de salida. Se han hecho pruebas moviendo sólo el cursor negro (líneas azul y magenta), sólo el blanco (líneas roja y verde) y los dos a la vez (línea morada central) y como podemos comprobar en la figura 22 el comportamiento en todos los casos es rectilíneo.

Resumen de gráficos resultantes al aplicar los cursores de Niveles

La asignación de los nuevos valores de Niveles de entrada a la imagen moviendo los cursores blanco y negro  sigue un comportamiento lineal, gráficos de las figuras 23 y 24, debido a que este movimiento ocasiona también el re-posicionamiento del cursor central.

Pero si movemos el cursor central los de color blanco y negro no se desplazan y la nueva asignación de valores se realiza según las curvas de la gráfica de la derecha de la figura 25, que muestra un comportamiento no rectilíneo con cambios más acentuados en la zona de las sombras. El primer tramo de la derecha de las curvas azul y magenta no es en realidad rectilíneo y su representación es así porque han sido confeccionadas sólo con los datos de los extremos y hubieran requerido de algunas muestras intermedias.

Por último indicar que la gráfica de la derecha de la figura 25 se ha confeccionado respecto a un eje de coordenadas logarítmico para comprobar la uniformidad del comportamiento.

No hay comentarios:

Publicar un comentario

Te agradezco de antemano tus comentarios. Si requieren una respuesta por mi parte y la conozco, la publicaré lo antes que pueda en esta misma entrada.