Unsharp mask (که از این پس برای سهولت آنرا USM می نامیم) یکی از تکنیکهای قدیمی عکاسی است که امروزه به مدد نرم افزارهایی چون ادوب فتوشاپ در دسترس همگان قرار گرفته است.خیلی از عکاسان حرفه ای عقیده دارند که USM دیجیتال یکی از عجیبترین و رمزآلود ترین فرآیندهای جهان! است.هدف USM بازگرداندن Sharpness تصویر است.sharpness یا تیزی عبارتست از درجه دقت لبه های اجسام در عکس.این خصیصه در طول فرآیندهای زنجیره ای گرفتن یک عکس، ممکن است از بین برود.USM ،جزئیات از دست رفته ای را احیا میکند که در تصویر اصلی، باعث تعریف دقیق لبه های اجسام می شدند.

تصویر قبل از اعمال Unsharp Mask




تصویر پس از اعمال Unsharp Mask


اما اصطلاح UnSharp Mask از کجا آمده است؟برای فهم خاستگاه این اصطلاح و نیز برای درک بهتر USM دیجیتال، لازم است که به اتاق های تاریک قدیمی سری بزنیم.
در گذشته های دور کیفیت پایین فیلم و لنز باعث کاهش کیفیت عکسها می شد.با بهبود تدریجی کیفیت فیلمها و لنزها ، چشم مردم کم کم با تصاویری آشنا شد که نسبت به قبل دقت و وضوح بالاتری داشتند.اما گاهی بعلت سرعت پایین شاترهای دوربینهای اولیه یا مشکلات فوکوس، تصویر دچار کاهش sharpness می شد.USM در حقیقت پاسخی بود برای رفع این نیاز.
برای انجام USM در اتاق تاریک، نگاتیو تصویر را روی یک صفحه شیشه ای مخصوص می گذارند و زیر آن شیشه ،یک فیلم نور ندیده قرار می دهند.سپس یک کپی مثبت(Positive ) از نگاتیو اولیه روی فیلم زیرین تهیه می شود.به خاطر وجود شیشه این تصویر غیر دقیق و کمی محو است.

اگر کپی تهیه شده ۱۰۰ % دقیق باشد و دو تصویر روی هم گذاشته شود، به علت خنثی شدن طیفها در دو تصویر مثبت و منفی ،چیزی از ورای آنها دیده نمی شود.اما حالا که تصویر دوم یک کپی محو از تصویر اولیه است چه اتفاقی می افتد؟ از ورای دو تصویر یک سری خطوط محو دیده می شود که حدودا مطابق لبه های (اجسام) موجود در عکس اولیه است.اگر در عکس گرفته شده لبه ها واضح نباشد، در کپی دوم این عدم وضوح بیشتر خواهد شد وفضای بیشتری اطراف سایه های محو تصویر ایجاد می کنند.در مجموع وقتی دو تصویر را روی هم بگذاریم فیلتری حاصل می شود که حاوی همان قسمتهای غیر واضح در اطراف اجسام موجود در عکس می باشد.حال کافی است این فیلتر را روی نگاتیو اصلی گذاشته و عکس را ظاهر کنیم تا آن سایه های محو حذف شوند.

USM دیجیتال
USM دیجیتال بر اساس یک الگوریتم، کل پیکسلهای تصویر را بررسی می کند و در مواجهه با هر پیکسل تصمیم می گیرد که آیا روشنایی آن را تغییر دهد یا نه.برای این منظور باید بتواند تعیین کند که آیا هر پیکسل جزئی از یک لبه است یا خیر.USM دیجیتال از همان روشی که در اتاقهای تاریک استفاده می شد، سود می برد. USM دیجیتال یک کپی از تصویر اولیه در حافظهRam تهیه کرده و به آن فیلتر Gaussian Blur را اعمال می کند.سپس این کپی محو را با تصویر اولیه مقایسه می نماید.در مورد هر پیکسل مقدار روشنایی(Brightness ) را در دو تصویر مقایسه و از هم کم میکند.تصاویر زیر این موضوع را نشان می دهند.



تصویر اولیه




تصویر اولیه پس از اعمال فیلتر Gaussian Blur

نتیجه حاصل از قرار دادن دو تصویر قبل روی هم و تنظیم مد روی Difference

در این تصویر ،هر چه قدر نقطه ای روشنتر باشد، تفاوت روشنایی های آن پیکسل در دو تصویر بیشتر است و هر چه این تفاوت بیشتر باشد،احتمال اینکه آن پیکسل متعلق به یک لبه( Edge )باشد بیشتر می شود.(البته در عمل، USM هر کانال رنگ را به طور مجزا بررسی می کند)

چه تصاویری نیاز به USM دارند؟

میتوان گفت که تقریبا همه تصاویر دیجیتال به USM نیاز دارند.حتی اگر تصویر بسیار واضحی به فرمت مدیوم(Medium Format) داشته باشید و آنرا اسکن نمایید ،باز هم به USM احتیاج خواهید داشت.تمام سیستمهایی که تصاویر دیجیتال تولید میکنند(اسکنرها، دوربینهای دیجیتال و …)، ذاتا Sharpness تصاویر را کم مینمایند.

دوربینهای دیجیتال و USM

اگر می خواهید USM را بر عکسهای دوربین دیجیتال اعمال نمایید به این نکته توجه کنید که تقریبا تمام دوربینهای دیجیتال متوسط به طور خودکار تصاویر را sharp می کنند.چرا که کاربر متوسط تنها به تصاویر نهایی این دوربینها توجه دارد و اگر این تصاویر محو باشند، باعث نارضایتی وی می شود.در دوربینهای پیشرفته نظیر Canon EOS D30,Canon EOS D60 ,Nikkon D100، نه تنها مقدار این فیلتر به شدت دوربینهای متوسط نیست بلکه گزینه ای نیز برای خاموش کردن آن وجود دارد. هر چه قدر شدت فیلتر ذاتی sharpen دوربین کمتر باشد، تصویرحاصله برای اعمال فیلتر USM بهتر است.
در زمینه ترتیب انجام اصلاحات نرم افزاری، برخی در ابتدا از ویرایشهای اولیه نظیر اصلاح تصویر و دستکاریهای اولیه شروع می کنند و سپس USM را اعمال می نمایند و در نهایت تنظیمهای رنگ را انجام می دهند.برخی دیگر USM را در آخر اعمال می کنند.به هر حال به یاد داشته باشید که USM یک فرآیند قیر قابل برگشت، مانند فشرده سازی JPEG ،است و بهتر است که خودتان ترتیبهای مختلف را بیازمایید و مورد مناسب را انتخاب کنید.

طرز انجام USM دیجیتال

فایل مورد نظر را در فتوشاپ باز کنید.هر چه قدر فایل بزرگتر باشد، برای انجام USM مناسبتر است چرا که حاوی اطلاعات تصویری بیشتری است.عکاسان حرفه ای حداقل از تصاویر ۶ مگاپیکسلی ( که با فرآیند Interpolation آن را تا ۱۸ مگاپیکسل افزایش داده اند ) استفاده می کنند.
از منوی Filter به ترتیب گزینه های Sharpen و Unsharp Mask را انتخاب کنید. در پنجره USM ،سه کنترل Amount , Radius , Threshold را مشاهده میکنید.تمام قدرت USM در استفاده صحیح از این سه فاکتور نهفته است.


ابتدا Threshold را بررسی می کنیم.در اکثر اوقات مقدار صفر برای آن مناسب است.اما اگر تصویر شما نویز(Noise ) زیادی دارد( مثل فایلهایی که روشنایی آن افزایش پیدا کرده است و یا تصاویری که با مقادیر ISO بالا گرفته شده است) ، بهتر است که مقدار آن را بین ۱ تا ۵ قرار دهید.
کنترل Threshold باعث کاهش جزئیات تصاویر نیز می شود.در یک پرتره اگر از مقادیربالای این کنترل استفاده کنید ،تصویر نرمتر و یکنواخت تر به نظر می رسد اما وضوح موها از بین می رود.قبلا اشاره کردیم که USM از تفاوت روشنایی پیکسلها در ۲ تصویر اولیه و محو شده استفاده می کند تا یک پیکسل را روشن یا تاریک کند.شاخص Threshold این تفاوت مورد نیاز را کنترل میکند.بعبارت دیگر هر چه قدر Threshold بیشتر باشد، تفاوت بیشتری بین پیکسلها برای اعمال اثر USM لازم است.
شاخص Radius اثری مانند شاخص مشابه در فیلتر Gaussian Blur داردو کنترل کننده مقدار محوشدگی در مرحله تعیین لبه ها است.از لحاظ عملی هر چه پیکسلهای تصویر بیشتر باشد، مقدار آن نیز باید بیشتر باشد.در یک تصویر ۶ مگاپیکسلی مقدار ۳ تا ۶ مناسب است.اگر تصویر نسبت به حالت معمول محو تر است، باید از مقادیر بیشتر و اگر Sharp تر است(مثل تصویری که قبلا در دوربین، sharp شده است) از مقادیر کمتر آن استفاده کرد.
شاخص Amount در فیلترUSM، تابعی از Threshold و Radius است و معمولا باید در آخر تنظیم شود.در حالت کلی بهتر است مقدار بین ۵۰ تا ۱۵۰ درصد داشته باشد.

استفاده پیشرفته از USM

غیر از استفاده اصلی USM ،کارهای دیگری نیز می توان با این فیلتر قدرتمند انجام داد.


– استفاده از USM در فضای رنگی متفاوت:

تصویرتان را به حالت Lab Color ببرید(Image > Mode > Lab Color ) و USM را تنها به کانال Lightness اعمال کنید.


(کانالهای a وb تنها رنگ را کنترل می کنند).این عمل باعث اثرات دقیقتری نسبت به استفاده معمولی USM می شود .چرا که تصویر زمینه سیاه و سفید به خوبی Sharp می شود.


– ایجاد عمق میدان مجازی:

در تصویرتان ناحیه ای را انتخاب کنید که می خواهید در اطرافش ایجاد اثر عمق میدان نمایید.سپس انتخابتان را Feather نمایید(Selection > Feather ). مقدار Feather حدود ۲۰ تا ۶۰ پیکسل برای فایلهای با اندازه کامل مناسب است.حال USM را اعمال نمایید.این عمل سبب ایجاد عمق میدان در اطراف ناحیه انتخاب شده می شود و نسبت به اثر فیلترblur به اطراف ناحیه انتخاب شده، طبیعی تر و زیباتر خواهد شد.


– USM ناکامل:

ممکن است پس از استفاده از USM در مورد برخی تصاویر احساس کنید که بعضی از نواحی تصویر چندان جالب نشده اند.در این موارد ابتدا USM را Undo کنید و یک کپی از لایه تصویر گرفته و USM را به آن اعمال نمایید.حال در این لایه، یک ماسک لایه ایجاد کنید و در آن از ابزار Gradient Fill استفاده نمایید.
در نتیجه این کار یک قسمت از تصویر شما شفاف شده و تصویر اولیه از ورای آن دیده میشود.با این روش می توانید USM را در برخی از قسمتهای تصویرتان اعمال نمایید.


– بهبود موضعی کنتراست (Local Contrast Enhansement ):

در این تکنیک مقدار Radius را بسیار زیاد می کنند تا جنبه یافت لبه ها(Edge Finding ) در USM از بین برود.مقدار Amount را کم می کنند تا کمترین اغراق در نواحی تاریک و روشن ایجاد شود.نتیجه نهایی بهبود کنتراست در تصویر بدون تغییر قابل ملاحظه در Sharpness است.
مقادیر ,Amount = 20% ,Radius = 50 Threshold = 0 برای این منظور مناسب است.


استفاده USM به صورت دستی(Manual USM)

اگر می خواهید طرز کار USM را خودتان تجربه کنید و یا می خواهید که کنترل بیشتری بر مراحل آن داشته باشید ،می توانید این فیلتر را مرحله به مرحله اعمال کنید.

مراحل انجام USM به صورت دستی:

۱- ابتدا سطوح Level وColor تصویر را تنظیم کنید.
۲- دو کپی از تصویر در لایه های جدید تهیه کنید.(لایه background نقش پشتیبان را دارد و شما می توانید با مخفی کردن لایه های رویی، تاثیرات اعمال شده را با اصل تصویر مقایسه کنید.)
۳- لایه رویی را کمی Blur کنید.(بسته به دقت تصویر، ۵/۱ تا ۱۰ پیکسل مناسب است.در شروع عدد ۳ را انتخاب کنید)
۴- Brightness و Contrast را کاهش دهید.(مقدار تقریبی ۲۵ )
۵- تفاضل(Subtract ) این تصویر را از تصویر اولیه به دست آورید:از منوی image گزینه Apply image را انتخاب کنید و سپس در کادر Source ،تصویر اصلی را انتخاب کرده و Blending را روی Subtract تنظیم نمایید.این مرحله باعث ساخت Unsharp Mask می شود.
۶- لایه USM را به بالا منتقل نمایید.
۷- لایه USM را معکوس(invert) کنید.
۸- Channel Mode لایه USM را روی Multiply تنظیم نمایید.
۹- لایه ها را ادغام (Merge) کنید.
۱۰- مقادیر Level و Brightness را تنظیم کنید.
۱۱- تبریک ! شما موفق شدید که فیلتر USM را به صورت دستی بر تصویرتان اعمال کنید.


قدرت واقعی USM غیر خودکار، در امکان کنترل مقدار blur ، کنتراست لایه ها و اپاسیته لایه ها می باشد.

با تمام این توضیحات هنوز نتوانسته ایم تمام اسرار! USM را روشن کنیم.بهتر است که خودتان دست به کار شوید و این تکنیک قدرتمند را در تصاویر مختلف و با انتخابهای مختلف آزمایش نمایید.
در ضمن ، اندازه فایلتان را قبل و بعد از اعمال USM با هم مقایسه کنید.به چه نتیجه ای میرسید؟؟


منابع:


۱٫ Photocritic.com : Unsharp Mask
۲٫ Luminous Landscape : Understanding Unsharp Mask
۳٫ Luminous Landscape : Local Contrast Enhancement
۴٫ Largeformatphotography.info : Unsharp Masking , A beginners primer, by James Phillips