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第8章 光影魔術:後期處理

進入數碼時代以來,數碼照片的後期處理變得越來越重要,雖然不至於像有人說的“三分拍攝,七分後期”那麼誇張,不過筆者覺得“七分拍攝,三分後期”還是必須的。而在某些天文攝影領域,拍攝和後期的比重甚至能夠達到五五開。因此,掌握必要的後期處理技巧非常重要。在這裡介紹一下最常用到的一些後期處理方法。

1.為什麼需要後期處理?

攝影,說得藝術點,就是用鏡頭和數字圖像傳感器(以前用膠片),記錄下美好的畫面和光影。說得技術點,就是對光信號的獲取與處理。因此,攝影這個概念從一開始就包括了後期處理。膠片時代在暗房裡的沖洗技術就是典型的後期處理。而選擇不同性能的膠片,以及運用高端膠片相機的重複曝光功能,從某種意義上說也是一種後期處理,或者說,在數碼時代,這些都可以通過後期來實現。

有人對後期處理很反感,認為一張真實的照片必須是相機直接拍成的,不能進電腦用以Photoshop(簡稱PS)為代表的圖像處理軟件進行調整。殊不知,你在相機內也可以設置所謂的“照片風格”,即在拍照前就設置好照片的清晰度、對比度、顏色飽和度、色彩平衡等,而所謂的原始圖像文件R AW格式,更是號稱“數碼底片”,其存在的目的就是給攝影師後期處理用的。

實際上,根本不存在所謂的完全不進行後期處理的照片,因為數碼相機實際上接收的是光子打在傳感器上產生的光電子的讀數。只要把這些讀數轉化成可視的圖像,就必然經過了後期處理,區別只在於這些處理是拍照時由相機完成的還是拿回去用電腦完成的。而即便是光電子讀數,也混入了電子設備本身的各種“噪聲”,不能算真正純淨的信號,也是被“處理”過了的。

對天文攝影而言,後期處理顯得更為重要。除了電子設備產生的噪聲,天文攝影還要面對許多別的噪聲,如高感光度(實際上是較高的電子增益)產生的噪聲、天光背景產生的噪聲、光學系統的缺陷產生的噪聲(比如漸暈)、讀出噪聲等。這些噪聲體現在可視圖像上就是紅紅綠綠的噪點、圖像細節的劣化、圖像亮度對比度的劣化等,導致我們希望體現的目標(或者說我們真正想接收的信號)隱藏在噪點(或者說噪聲)中,看不清楚,細節模糊。

要對付這些噪聲,將噪聲盡可能去除,凸顯信號,提高信噪比(信號和噪聲的強度之比),需要進行科學的後期處理。這其實是一門專門的學問——信號處理。因此,對攝影,尤其是天文攝影而言,合理而科學的後期處理不僅僅只是“可以做的”,而且是“應該甚至必須做的”。一個好的天文攝影師,必然也有一套自己的很好的後期處理方法。

●這張照片,是關閉相機的鏡頭蓋,設置較高的 ISO,較長的曝光時間拍攝得到的。它本來應該是純黑的,但實際上卻佈滿了紅紅綠綠的小點,這些小點就是噪點。後期處理的一個重要任務,就是將這類噪點盡可能消除。

小貼士

有一種後期處理是錯誤的,那就是把明明沒有的物體通過PS類軟件複製粘貼進畫面。比如,你拍了一座雪山,空中明明沒有月亮,卻從別的月亮照片裡把月亮複製粘貼到了雪山照片的天空中,這種行為就屬於作假,是要堅決反對的。

現在,越來越多人接受了後期處理。許多攝影比賽的要求裡也明確寫著:可以對圖像進行適當的亮度、對比度等方面的調整。相信隨著時間的推移,正確的後期處理理念終將深入人心。

2.色階和曲線

這裡推薦的圖像後期處理軟件是時下非常流行的PS。有人可能會覺得此軟件複雜,但我要說,你也許學習時會稍微費點勁,但學會後你會發現,它的能力真的是普通圖像處理軟件所不能比擬的。在這裡,筆者用此軟件的CS6版來做介紹,其餘版本可以參考,基本功能和操作是差不多的。

在這裡我們使用下圖來進行介紹。這是一張銀河的照片,但是因為某些原因曝光有些不足,銀河不是很明顯。不過,經過簡單的幾步處理,就能讓銀河變得很燦爛。

●一張曝光不足的銀河照片實例。

運行PS 軟件以後,首先要打開圖像。點擊菜單欄“文件”-“打開”,或者在軟件的主窗口的空白處雙擊,都可以打開“圖像打開”對話框。更方便的做法是直接將要打開的圖像拖進 PS的主窗口。

● PS CS6打開圖像後的界面。

接下來,就是針對圖像進行操作。在這裡,最簡單的做法是嘗試使用菜單欄的“圖像”-“自動色調”,或者“圖像”-“自動對比度”,或者“圖像”-“自動顏色”這三個自動選項,一個一個嘗試,有時可以直接得到還不錯的效果。

如果自動功能無法得到你想要的效果,就需要我們手動進行調整。首先,我們可以通過右側的“歷史記錄”窗口,令圖像回到剛打開時的樣子——越靠上的步驟越早。然後,可以通過調整色階和曲線讓星空變得更亮,銀河變得更明顯(如果找不到“歷史記錄”窗口,可以嘗試在菜單欄的“窗口”下將“歷史記錄”勾上)。

點擊菜單欄“圖像”-“調整”-“色階”,可以打開色階對話框。如下頁圖所示,調整色階只需要拖動中部“輸入色階”下的左、中、右三個滑塊就能完成。將右邊滑塊向左拖,可以令圖像整體變亮,並且圖像中本來就亮的部分會變亮得更快;將左邊滑塊向右拖,可以令圖像整體變暗,並且圖像中本來就暗的部分會變暗得更快;將中間滑塊向左或向右拖,可以令圖像亮度居中的部分變亮或變暗,而最亮和最暗的部分亮度不發生變化。滑塊上方黑色的像山峰一樣的圖案是這張照片的亮度直方圖,一般來說無論怎麼調整,左邊滑塊應始終保持在直方圖左下端點的左邊,右邊滑塊應始終保持在直方圖右下端點的右邊,這樣可以保證圖像中的有用信息不至於丟失。不過,有時為了將特別闇弱的信號處理出來,不得不丟失一部分信息時,這兩個滑塊也是可以“越界”的。至於中間滑塊,倒是沒有特別硬性的界限規定。

一般來說,建議先將右邊滑塊向左拖(下圖畫紅圈處),讓圖像亮起來。在滑塊不越界的前提下,觀察圖像亮度,保證本來就比較亮的部分不要過亮一片慘白,然後點擊確定。

●通過調整右滑塊使圖像整體變亮。

●通過調整左滑塊使圖像變得稍暗。

接下來,再次打開色階對話框,將左邊滑塊向右拖(下圖畫紅圈處),讓圖像稍微暗一點。在滑塊不越界的前提下,觀察圖像亮度,保證本來就比較暗的部分不要暗到死黑一片,然後點擊確定。中間滑塊根據你的需要可以保持不動或者略微移動一點,但不宜移動太多。必要時,可以反覆做類似的色階操作多次,最後得到如下圖所示的圖像。怎麼樣,銀河以及其中的星雲和暗帶明顯多了吧?

●經過多次色階調整後的銀河圖像。

然後,我們還可以通過調整曲線,讓銀河變得更明顯。點擊菜單欄“圖像”-“調整”-“曲線”,可以打開曲線對話框。如下頁圖所示,曲線對話框的主體也是山峰狀的直方圖,一條從左下到右上的對角線是初始的曲線(此時實際上還是直線),我們要做的,就是用鼠標在這條線上點擊以增加“錨點”(圖中紅圈圈出來的3個錨點就是筆者添加的),然後將錨點向上或向下拖,改變曲線的形狀,從而調整圖片的亮度分佈情況。

在直方圖上,越往左,對應的是圖像上亮度值越低的部分。越往右,對應的是圖像上亮度值越高的部分。在某個位置增加錨點,這個錨點就控制該位置對應的亮度值,以及其附近的亮度值。將錨點向上拖,相當於將該位置附近的亮度值提高。將錨點向下拖,相當於將該位置附近的亮度值降低。上圖所示的曲線,有3個錨點,左下那個相對於對角線略微向下拖了一點,意味著將亮度值較低的部分的亮度進一步壓暗了一點;中間那個相對於對角線顯著向上拖了一些,意味著將亮度值中等到中等偏上的部分的亮度顯著提高;右上那個基本位於對角線上,意味著亮度值最高的部分亮度基本保持不變。

●曲線示意圖。

這樣,我們相當於將背景壓暗,將銀河、星雲等所對應的中等亮度值凸顯,同時避免了高亮度值的過曝。這樣調整後畫面對比度更強烈一些,銀河和星雲等更加突出。這個曲線形狀是筆者比較喜歡的形狀,供大家參考。

下頁圖是在上頁圖基礎上調整完曲線後的樣子,跟未處理的圖對比一下,效果提升很明顯吧?

當然,並非所有圖片的直方圖都是這樣簡單的“一座山峰”,也有一些其他形式的直方圖。比如,216頁的上圖是筆者拍攝的一張星空、銀河、氣輝的照片,地景有一座山。這張照片的直方圖如該頁下圖所示,在中部“主山峰”的左邊,還有一座“小山峰”,這座小山峰其實對應的是圖像下部作為地景的那座山的亮度信息。因為這座山沒有光照,所以呈剪影狀。但因為這張照片曝光時間較長,所以這座山並非死黑一片,仍然是有亮度信息的,這些暗部的亮度信息就在直方圖上左側這座“小山峰”裡。通過“暴力”的調整色階(就是大幅度把色階右滑塊和中滑塊向左拖),大山是可以調亮的,如217頁圖所示,不過這時本來較亮的星空就慘白一片了。

●調整曲線後的樣子。

●具有較多暗部地景的星空照片。

●具有較多暗部地景的星空照片的直方圖。

●“暴力”處理可以讓下方本來黑暗的大山顯露出來,但星空就慘白一片了。

所以,調整這種圖像時,可能就需要取捨。如果你想突出星空和氣輝,也許就不得不捨去大山對應的暗部信息,即在直方圖上截去左邊那座“小山峰”,將左邊滑塊拖到中部“主山峰”的左下角附近,如218頁上圖所示。這時大山真的成為一片死黑,但星空的對比度強烈了。然後,再進行進一步的調整(見後文),最終得到該頁下圖的效果,綠色的氣輝充滿整個畫面,右側淡淡的秋夜銀河縱貫而過,右下角北京城的光污染導致的金色也挺好看。與一開始的圖對比,效果是不是天壤之別呢?

小貼士

氣輝是地球高層大氣暗淡的發光現象,由太陽的電磁輻射激發地球高層大氣中的某些成分,引起發射和散射而造成,與極光的原理有些類似,但又頗有不同。氣輝在低緯度地區也能觀測到,但極其闇弱,肉眼一般無法察覺,通過相機長時間曝光才能拍攝出來。氣輝因參與作用的成分和過程的不同而呈現不同色彩,常見的有綠色、紅色等。氣輝一般出現在低空,但有時氣輝強烈時,滿天都能拍到。

●截去左邊的“小山峰”雖然令暗部死黑,但星空的對比更強烈。

●處理後的星空與氣輝照片。

3.設置灰場和保存

調整完曲線後,對圖片亮度、對比度方面的調整基本就到位了。不過,你可能還對圖片的總體色調不是很滿意,比如筆者就覺得215頁的銀河圖的背景有些發黃,讓人想到光污染。而筆者更喜歡背景接近中性灰,略微偏一點點藍。這時,我們可以通過設置灰場,簡單地解決這一問題。

設置灰場的功能也在“色階”對話框中。如下圖所示,點擊“色階”對話框右下方三個吸管中的中間那個(紅圈位置),然後將鼠標移到圖像上,鼠標會變成一個吸管。在你認為天光背景比較均勻的地方點一下,軟件就會將你點擊的那個像素的顏色設置為灰色,整個畫面的紅色背景就去除了。有時,只點一下可能得不到較好的效果,沒關係,在天光均勻的地方找不同位置多點幾下,總能得到你想要的效果。

●設置灰場前。

●設置灰場後。

●示例圖調整完成後的最終版本。

調整完畢後,基本就可以保存出圖了。建議使用“文件-存儲為”功能保存成一個新的JPG文件,盡量不要貿然覆蓋原始文件。因為,隨著你後期處理技術的進步,以前處理的圖像你可能會覺得不滿意,於是會找出原始圖像進行重新處理。至於保存時J P G文件的“品質”選項,建議選“11”,用不著選擇最高的“12”。其實選擇“10”已經可以滿足普通使用了,PS的圖像壓縮算法還是令人信賴的。下圖是示例圖調整完成後的最終版本,和210頁未調整前的圖片對比一下看看效果吧!

4.調整色彩平衡和飽和度

如果你對設置灰場之後的色彩還有那麼一點點不滿意,還想進一步微調,或者覺得顏色不夠鮮艷濃郁,那麼,可以調整色彩平衡和飽和度。

點擊菜單欄“圖像”-“調整”-“色相/飽和度”,可以打開色相/飽和度對話框,如下圖所示。中間那個“飽和度”滑塊可以調節顏色飽和度,往右調,顏色會變得更濃郁鮮艷(注意不要調得過於艷麗),往左調則會變得更淡。上方那個“色相”滑塊可以改變圖像的色調,但這個改變比較“暴力”,也不好控制,所以一般不調整,非要調也只是微調一點兒即可。

●色相/飽和度對話框。

更“溫柔”,也更精細的調節圖像色調的方法,是使用“色彩平衡”對話框。點擊菜單欄“圖像”-“調整”-“色彩平衡”,就可以打開該對話框,如下頁上圖所示。三個滑塊,向左向右分別是往哪個方向改變顏色,一目瞭然。下方的“色調平衡”選項,可以選擇這些調整是針對陰影(亮度值較低的部分)、中間調(亮度值居中的部分)還是高光(亮度值較高的部分),大家可以自己多嘗試。也只能自己多嘗試,才能體會不同的調整對圖像帶來的不同的改變。

調整顏色飽和度還有一個更精細的方法,就是使用“自然飽和度”對話框。點擊菜單欄“圖像”-“調整”-“自然飽和度”,就可以打開該對話框,如下圖所示。下方的“飽和度”與之前介紹的類似,而如果增強上方的“自然飽和度”,軟件會自動分析圖像,將飽和度不足的地方增強,飽和度已經很充分的地方則基本不變,這樣調整出來的飽和度可能會更自然。不過,對天文照片而言,增強自然飽和度很可能意味著增加暗部的飽和度,這樣噪點也會更明顯,因此這兩項要結合使用才會效果更好。

●色彩平衡對話框。

這一節對色彩平衡和飽和度的調整並非必須,如果之前調整出來的圖像已經很好了,那麼這些步驟可以省略。

●自然飽和度對話框。

5.降噪

如果你的相機不是特別好,或者使用了過高的感光度,照片上,尤其是暗部,就會有各種紅紅綠綠的小色塊,這些就是噪點。下圖就是一張有明顯噪點的星空照片的局部圖。為了讓圖像更好看,我們需要降噪。如果你拍攝的是R AW格式,那麼各廠商自己處理R AW格式的軟件裡都有降噪選項,你可以參閱軟件說明進行操作。如果你拍攝的是JPG格式,或者把 RAW轉成JPG以後覺得還需要進一步降噪,那麼筆者推薦使用PS的一個很強大的降噪插件——Noiseware Professional。

●有明顯噪點的星空照片局部圖。

PS的這類插件是作為“濾鏡”使用的(一般是直接將插件文件拷貝到相應的目錄,然後重啟P S,具體做法請大家自行上網查詢)。將此插件裝好後,就可以點擊菜單欄“濾鏡”-“Imagenomic”-“Noiseware Professional”,打開這一插件。下圖是該插件的截圖,使用非常簡單,左上方的“設定”旁的下拉箭頭處可以選擇一些已經設置好的設定,比如“較強噪點”、“較弱噪點”等,一目瞭然,可以根據自己照片的噪點情況選擇不同的設定。選擇“較強噪點”,降噪比較“狠”,效果比較明顯,但降噪後圖像的細節丟失也會比較嚴重。選擇“較弱噪點”,降噪比較“溫柔”,但降噪後圖像的細節保留得更多。如果你對這些預設設定不滿意,還可以自己調節下方的各個選項,並保存為自定義設定。多多嘗試,慢慢你就能找到最適合自己照片的降噪設定了。

降噪並非萬能,它會引起圖像細節的劣化。如果你的照片一開始就曝光不足,或者感光度過高,即使用了降噪,圖像質量也不會太好。所以,最重要的還是要做好前期的拍攝,以及前面的各種調整,降噪只是最後階段錦上添花的舉動。

● Noiseware Professional降噪插件界面。

●經過 “較弱噪點”降噪後的效果圖,仔細看,背景那些紅紅綠綠的噪點不見了,但圖像細節出現了一定的劣化。

6.銳化

在天文攝影領域,銳化一般只用於月亮、太陽和行星的特寫照片,可以一定程度增強細節。星野照片則對精細的細節沒有這麼高的要求,而是主要展示一個整體場景,並且進行不必要的銳化還會增加噪點,得不償失。

下頁上圖是一張月亮照片的局部截圖。點擊菜單欄“濾鏡”-“銳化”-“智能銳化”,可以打開智能銳化對話框,如該頁下圖所示。主要調整的是“設置”下的“數量”和“半徑”兩個滑塊。筆者建議,通常情況下,數量範圍在25%~100%之間,數量設置越大,銳化程度越強;半徑在1.0~5.0之間,取決於圖像的尺寸,如果尺寸很大(比如大於3000×2000),半徑可以設置在3.0 ~5.0,如果尺寸較小 (比如 1200×800),半徑最好在 1.0 ~2.0 之間。銳化不宜過度,過度了會產生較多的細碎噪點,或者一些難看的線條。所以,還是要多嘗試,多跟高手交流,慢慢找到最合適的銳化程度。另外,確認“移去”旁邊是“高斯模糊”,下方的“更加準確”已經勾上。228頁的圖片是銳化後的效果圖。

●銳化前的月亮照片局部。

●智能銳化界面。

和降噪一樣,銳化也只是錦上添花的手段,不可能令圖像質量發生質的提升。所以,前期拍攝時精確的對焦,以及保證拍攝系統穩定等,才是獲得優質圖像的根本。

●銳化後的月亮照片局部。

7.高端後期處理簡介

前文所說的後期處理,都是針對單張圖片進行的。而對於某些天文攝影題材,比如拍攝銀河或者星座,如果想追求更高的圖像質量,將各種噪點盡量降到最低,將天體的細節盡量細膩地展現出來,就需要用到更加複雜的攝影技巧和後期處理方法。

這個方法,就是所謂的多幅疊加。用同樣的器材和參數,連續拍攝多張圖片(比如9張以上),後期用軟件將這些圖片疊加起來,就能大大降低噪聲,凸顯信號,提高信噪比。這樣得到的照片的細節和背景的乾淨程度是單張照片無法比擬的。

要想精益求精,在疊加之前,還要進行一些預處理,比如減暗場、除平場等。暗場是長時間曝光下相機的電子器件和傳感器所產生的熱噪點。拍攝天體照片時,需要同時拍攝一些蓋著鏡頭蓋的曝光參數完全一樣的暗場照片,用於後期處理。而平場就是鏡頭的漸暈,如果用的是鏡頭,可以後期用類似“周邊光量校正”的功能解決;如果用的是望遠鏡,則需要面對合理的均勻光源拍攝平場照片,用於後期處理。

●天文照片單張 (左)和減暗場、除平場、多幅疊加後 (右)對比。可以看到,經過一系列處理以後,照片的細膩程度大大提升,噪點大幅度減少。

在眾多的天文攝影領域中,有一個比較高端的領域,叫作深空天體攝影,可以說是天文攝影的“金字塔尖”,主要拍攝星雲、星團、星系等深空天體。要想在這個領域有所建樹,這些高端處理技巧是必不可少的。

同時,這個領域對器材質量、天氣狀況、觀測地的光害條件、拍攝者的技術和耐心、拍攝時遇到的狀況、後期圖像處理水平等多種因素都有很高要求,缺一則難出佳作!所以,建議一般愛好者不要太急於嘗試,否則可能會深受打擊,或者走火入魔,陷入燒器材的尷尬境地。即使嘗試,也要根據自己的經濟狀況、時間精力等因素,適可而止。因此,在這裡就不詳細介紹了。

●仙女座大星系 M31照片。這種漂亮的深空天體照片是經過了一系列複雜的前期拍攝和後期處理才得到的,需要大量的經濟和精力的投入。

8.流星雨照片後期處理技巧

本章的最後,筆者再簡單介紹一下流星雨照片的後期處理技巧,即如何得到第6章的章首的圖片那樣的流星雨效果。

首先明確一點,該頁上的這張照片不是拍到的一個瞬時情況,而是一晚上累積拍攝了近4小時,才拍到的68顆群內流星。相機只能拍到比較亮的流星,所以肉眼看到的比這個多得多。

那麼,結合你之前學到的拍攝方法仔細想想,你能不能發現這張照片的問題?如果我採用固定攝影,把近4小時的照片直接疊加在一起,類似疊星跡那樣的方法,那麼背景的星空肯定會拉出長長的星跡,不會是像現在這樣的星點。如果我用赤道儀跟蹤拍攝了4個小時,同時赤道儀跟蹤精度極高,那麼的確可以簡單地疊加出這樣的照片,但是,照片中的那棵樹應該是模糊的,不應該這麼清晰,因為星空不拖線地景就必然會拖線。

所以,這張照片用的是一個特殊方法,是在尊重科學的前提下,用了真正的“PS”。

其實,這些照片確實使用了赤道儀跟蹤,不過是一台小巧的星野赤道儀,也沒有認真對極軸,跟蹤也不太準,時間一長,星點也是有明顯移動的。所以,這個方法同樣適用於固定攝影。

●在你一晚上連拍的成百上千張照片中,挑出拍到了流星的照片。

●用PS 打開你認為地景拍得最好的一張照片,作為背景。

●打開另一張照片,將該照片複製-粘貼到背景照片上。粘貼過來的這張照片會成為背景照片上面的一個新的圖層。

●將該圖層不透明度設置為50%。這樣你就能同時看見兩個圖層的照片了。

●對上面的圖層進行平移和旋轉,讓上下兩個圖層的星點盡可能重合。這樣相當於把兩張星空照片對齊了。

●將上面圖層的不透明度設置回10 0%。

●將上面圖層的流星選出來單獨保留,刪除該圖層的其餘部分。這樣,上面圖層的流星就落在了背景照片上,但是它待在了它應該在的位置。

●重複上述步驟,直到將所有流星都放在背景照片上的正確位置。

●將背景照片上的流星也選出來作為一個新的圖層。

●將所有流星的圖層合併為一個圖層。然後,對這個圖層適當的用色階和曲線進行提亮,這樣流星會相對於背景星空更明顯。這樣做也並不違背科學,因為流星一閃即逝,而背景恆星都是十秒甚至幾十秒累計出來的亮度。所以,如果不提亮,一顆0 等的流星,在照片上看可能還不如一顆2等恆星亮……

●最後,將流星圖層和背景圖層合併,再進行整體的調整色階、曲線、設置灰場、設置色彩平衡和飽和度、降噪等操作,最後出圖。

這項工作是非常考驗耐心和毅力的,因為幾乎全是重複的單調勞動,但又要求很細緻,必須一絲不苟,所以,很花時間精力。筆者完成這張照片,足足花了近4個小時。

為了避免出現中途出錯或者死機之類的狀況導致前功盡棄,請養成在過程中經常保存的好習慣,且一定要保存成PSD格式文件,最後出圖再出JPG。

因為篇幅的關係,對所涉及到的操作我就不做太詳細的介紹了,因為這些都是 PS相關的操作,對某些操作不太明白的話請自行查詢PS的相關教程。

關於基本的天文照片後期處理技巧就介紹到這裡。說到底,後期處理並不是真的變魔術,只能令照片錦上添花,而無法做到化腐朽為神奇。所以,踏踏實實做好前期的拍攝永遠是天文攝影的根本。