【剑桥摄影协会】局部对比度增强

      局部对比度增强算法主要用于提升画面中大范围的亮暗过渡效果，类似于使用USM算法进行小范围的边缘细节增强（请见《Photoshop中的USM算法（Unsharp Mask）》）。好的局部对比度，能够使画面呈现出一种凹凸有致的立体感，接近使用高端相机镜头自然产生的效果。另外，局部对比度增强能够最大程度地减少雾霾，镜头眩光，以及透过窗户玻璃拍摄所产生的暗淡效果，使得画面更为清晰。

局部对比度示例

       如何能够产生一幅细节丰富且立体感十足的图像？关键在于其分辨率和局部对比度。

       而对于一幅局部对比度较强的图像，即便其分辨率不足，在远处观看时，依然能够清晰地分辨出其中的大部分特征，如下图所示。

算法基本原理

       局部对比度增强算法，主要是通过直方图中的一些像素进行交叉操作，对局部区域的对比度进行调整，同时注意避免全局对比度的变化，从而保护大范围的阴影或高光细节区域。

       在Photoshop中同样使用USM算法进行局部对比度增强，类似于小范围的边缘细节增强，区别在于，这里会使用更大半径的低通滤波器，得到具有更大模糊距离的掩模，如下图所示。

       通常原始图像和处理后图像之间的差异会比较小，需要仔细观察画面对比度的变化，下图展示了局部对比度增强和全局对比度增强的效果差异。

       从图中可以看到，局部对比度增强使得岩石表面和树叶与阴影区域的对比度变大，岩石表面和树叶部分提亮，阴影区域略微压暗，从而提升了整个画面的层次感；而全局对比度增强虽然同样提亮了岩石表面和树叶部分，但是阴影部分压暗较多，损失了部分细节，且层次感不如前者的效果。

实际操作

       在Adobe Photoshop软件中，可以通过Filter > Sharpen > Unsharp Mask，打开Unsharp Mask调整页面，其中包含三个调整项：Amount，Radius，Threshold。

• Amount用于调整上冲的幅度，以及边缘处的对比度，设定值越大，对比度越高，通常设定为5%~20%。
• Radius用于调整模糊滤波半径，可以控制模糊掩模的细节多少，半径值越大，边缘越明显，通常设定为30~100。
• Threshold用于设定需要进行锐化处理的最小亮度变化，很少用于局部对比度增强的调整，通常设定为0。

       除了考虑边缘细节的锐化效果，Radius的设定通常还需要考虑分辨率和亮暗过渡调整的预期覆盖范围。高分辨率和亮暗过渡较大的图像，需要使用较大的半径值；分辨率很低的图像可能需要使用小于30的设定值。

可能导致的问题

    与边缘细节增强类似，如果对颜色通道进行局部对比度增强运算，可能会导致不必要的颜色变化。另外，局部对比度增强会显著增加色彩饱和度。同样，可以通过仅操作亮度通道来避免以上的问题。

    由于局部对比度增强算法在较亮和较暗的交界区域会进行高光剪切，所以该操作需要放在亮度等级调整之前。

    因为局部对比度增强会降低图像中色调的平滑度，所以在人像摄影领域需要小心使用。