Úprava RAW fotek z digitálních zrcadlovek v Linuxu — UFRaw #1

ikona-fotoaparatUFRaw je prvním ze dvou programů pro zpracování RAW snímků, které si v tomto seriálu představíme. Jedná se o grafickou nástavbu konzolového programu dcraw. V tomto článku se podíváme na něco z toho, co UFRaw nabízí.

UFRaw se nachází v repozitářích Mandriva Linuxu. Pro instalaci tohoto programu proto stačí nainstalovat balíček ufraw. Doporučujeme spolu s tímto nainstalovat i balíček ufraw-gimp, čímž získáte integraci tohoto programu do GIMPu. UFRaw je, jak jsme již psali, grafickou nástavbou programu dcraw. DCRaw je nástroj pro terminál a tím pádem je vhodný pro hromadné, chcete-li dávkové, zpracování fotek ve formátu RAW. Vzhledem k tomu, že pro zpracování každé fotky je vhodný individuální přístup, kdy je velmi vhodné na zmíněné úpravy vidět, stává se samostatné spouštění dcrawu spíše výjimečnou záležitostí. V tomto článku si proto jednotlivé možnosti dcrawu popisovat nebudeme a budeme se plně věnovat programu UFRaw.

Spustíte-li UFRaw bez parametru, zobrazí se dialogové okno pro otevření nového souboru. Otevřete ten správný RAW soubor, který chcete editovat. Vzhledem k tomu, že UFRaw nemá při otevírání souboru žádný náhled k obrázku, je vhodné soubory RAW prohlížet ve vhodném prohlížeči a z něj poté volat UFRaw. Takovým vhodným programem může být jak Gwenview, tak i například Geeqie.

Základní rozhraní programu UFRaw

Základní grafické rozhraní programu UFRaw

GUI programu je rozdělené do několika zón — panelů. První je levý nástrojový panel. Zde se nachází dva histogramy, posuvník s kompenzací expozice a hlavně několik záložek s nástroji pro zpracování fotek. Druhá část je vlastní obrázek a poslední část se nachází pod obrázkem — ovládání zvětšení obrázku, nastavení programu (Volby), uložení obrázku a nakonec tlačítko s ikonou GIMPu, která ukončí zpracování RAW souboru a tento pošle do GIMPu, kde je možné použít další filtry, například doostření atd. V tomto článku se ovšem GIMPu věnovat nebudeme.

Histogramy

V nástrojové části programu jsou dva histogramy. Horní histogram je RAW histogram s konverzními křivkami. Je třeba si uvědomit, že při práci s RAW snímkem se nikdy RAW soubor samotný neupravuje, vždy se ukládá dočasný soubor, který je poté převede na požadovaný výstupní formát (jpeg, png…). V tomto okně je vidět histogram původního RAW snímku spolu s křivkami, které značí konverzi barev. Tento histogram obvykle nemá o výsledném snímku žádnou valnou vypovídací hodnotu. Podstatnější je Aktuální histogram a tamní hodnoty. Zde se zobrazuje histogram právě upraveného obrázku tak, jako jej vidíte na svém monitoru. Neexistuje žádný “správný tvar” průběhu histogramu; až na dvě místa — pravý a levý okraj histogramu. Zde se zobrazuje počet (relativní zastoupení) podexponovaných a přeexponovaných pixelů na snímku. V praxi je každý z těchto dvou stavů známkou o nevhodném nastavení kombinace clona — uzávěrka — citlivost (ISO) — ačkoli do jednotek procent je to ještě “v rámci tolerance”. Mnohdy je přeexponována či podexponována pouze jedna barva a díky tomu, že v RAW snímku jsou jednotlivé barvy nezávislé, je možné barvu třetí pomocí matematických metod zrekonstruovat.

Aktuální histogram -- v červené barvě je obrázek na 0,1 % přeexponován

Aktuální histogram -- v červené barvě je obrázek na 0,1 % přeexponován

Pro informace o přeexponování a podexponování slouží také dva poslední řádky v této části. Je zde ve sloupcích uveden poměr vadných pixelů v jednotlivých barvách. Zatržítko poté způsobí, že tyto pixely budou problikávat bílo-černou barvou. Tlačítko Ukázat na konci řádku poté skryje všechny pixely mimo přeexponované, resp. podexponované.

Vyvážení bílé

Na kartě s vyvážením bílé je možné upravit to, kde bude definovaná bílá — neboli barevné vyvážení snímku tak, aby výsledný obrázek maximálně odpovídal světelným podmínkám (o vyvážení bílé viz například stránky na  Wikipedii). UFRaw má několik předdefinovaných světelných podmínek pro vyvážení bílé. Fotoaparát bývá obvykle nastaven na automatické vyvážení bílé. Tato volba je pro většinu času naprosto dostatečné a odchylky od reality obvykle bývají jen pár stupňů.

Možnosti vyvážení bílé v nástroji UFRaw s výchozím nastavením bílé podle fotoaparátu

Možnosti vyvážení bílé v nástroji UFRaw s výchozím nastavením bílé podle fotoaparátu

Druhá možnost je ruční nastavení bílého bodu. Na fotografii je nutné mít aspoň jedno místo, o kterém víte, že je ve “skutečném světě” bílé. Pod histogramem se objeví hodnoty jednotlivých (RGB) kanálů tohoto bodu. Na panelu s vyvážením bílé již jen klepněte na tlačítko “kapátka”. Počítač srovná barvy tak, aby tento bod byl ve výsledku opět bílým, resp. 18% šedým.

Nezávislé nastavení vyvážení bílé (tj. až po vyfotografování) je jednou z těch důležitých vlastností RAW formátu — na rozdíl od JPEGu totiž je její výchozí hodnota uložena zcela mimo grafickou informaci, proto není problém toto přenastavit například v případě, že automatika fotoaparátu toto nastavila nevhodně.

V případě, že chcete upravit bílou, poté máte dvě možnosti. První z nich je nastavení barevné teploty, přičemž v případě nižší teploty se obrázek posune více do modrých tónů, naopak vyšší teploty značí více červené tóny. Druhé táhlo nastavuje poměr zelené ku purpurové. Velmi pěkný článek o expozici a vyvážení bílé se nachází na serveru fotoroman.cz.

Nastavení interpolace a odstranění šumu

Nastavení interpolace je na první pohled nic neměnící volba je interpolace. CCD prvek je obvykle matice jednotlivých světelných detektorů, které mají před sebou barevný filtr, přičemž v jedné čtveřici jsou dva zelené filtry, jeden červený a jeden modrý. Máte-li tedy desetimegapixelový fotoaparát, poté je polovina pixelů získaná ze “zelených” pixelů, čtvrtina je “modrých” a čtvrtina “červených” — skutečné barvy. Ostatní dvě barvy (z tripletu RGB) se poté dopočítávají interpolací z okolních stejných barev.

Ve výsuvné nabídce je možné vybrat si mezi jednotlivými metodami interpolace, ale jejich jednotlivé rozlišení je věcí vyšší matematiky a není možné globálně doporučit některou z nich.

Možnosti pro odstranění šumu z fotografií

Možnosti pro odstranění šumu z fotografií

Šum, jímž se zabývají dvě poslední volby na této kartě, vzniká v každém digitálním fotoaparátu vlivem těch nejzákladnějších zákonů kvantové fyziky a není možné mu zamezit, ovšem pomocí robustních matematických metod jsme s to z velké části odstranit jeho účinky. Prvním krokem k odstranění šumu je použití waveletové transformace (někdy je možné najít překlad jako “vlnková transformace” či “waveletová (transformační) funkce”). Použitelné hodnoty prahu waveletové funkce jsou do 200, nejčastěji se používané hodnoty pohybují mezi hodnotou 30 až 60. V případě, že použijete vyšší číslo, získá výsledný snímek pastelový nádech.

Na několika následujících obrázcích se pokusím prezentovat vliv vyšší úrovně waveletových funkcí:

Ukázky úrovní šumu s různými úrovněmi waveletové funkce: zde je nastavena úroveň 0

Ukázky úrovní šumu s různými úrovněmi waveletové funkce: zde je nastavena úroveň 0

Ukázky úrovní šumu s různými úrovněmi waveletové funkce: zde je nastavena úroveň 180

Ukázky úrovní šumu s různými úrovněmi waveletové funkce: zde je nastavena úroveň 180

Ukázky úrovní šumu s různými úrovněmi waveletové funkce: zde je nastavena úroveň 500. Je zde již viditelný zmiňovaný "pastelový efekt"

Ukázky úrovní šumu s různými úrovněmi waveletové funkce: zde je nastavena úroveň 500. Je zde již viditelný zmiňovaný "pastelový efekt"

Ukázky úrovní šumu s různými úrovněmi waveletové funkce: zde je nastavena maximální úroveň 1000. Je zde již viditelný zmiňovaný "pastelový efekt"

Ukázky úrovní šumu s různými úrovněmi waveletové funkce: zde je nastavena maximální úroveň 1000. Je zde již viditelný zmiňovaný "pastelový efekt"

Druhá metoda kombinovatelná s waveletovou funkcí je Černý/Temní snímek (často nazýván anglicky DarkFrame) a využívá se při delších expozicích (především při expozici nad 10 sekund). Po exponování kýženého záběru (či záběrů) je třeba vyfotit ještě jeden snímek o stejné expozici ovšem s uzavřenou krytkou objektivu. Takto uložený snímek (opět je třeba fotografovat do RAW formátu) následně vyberte právě jako temný snímek. Stačí jeden temný snímek pro celou sadu fotografií (ovšem všechny musí mít všechny stejně dlouhou expoziční dobu) — podstatné je, aby se příliš nezměnila okolní teplota čipu fotoaparátu.

Většina šumu ve snímku vzniká vlivem kvantové mechaniky, resp. toho, že snímač není vychlazen na teplotu absolutní nuly. Vznikají poté náhodné fluktuace nábojů, které se projeví jako šum na snímku. Pokud vyfotíte temný snímek, vytvoříte tak “snímek šumu”. V UFRawu je následně odečten od každého barevného snímku — velmi výrazně tím potlačíte šum a ve spojení s waveletovou funkcí jste s to dosáhnout ohromných výsledků.

Mnohé fotoaparáty dokonce mají funkci pro automatické odečítání tmavého snímku už ve chvíli pořízení fotografie; focení ovšem trvá dvakrát tak dlouho. Pro další informace prostudujte dokumentaci k vašemu fotoaparátu.

Stejných praktik s temným snímkem se používá i při pořizování astronomických snímků, kde se na v průběhu pořizování dat vyfotí i sada temných snímků, z nichž se robustní matematikou udělá jeden průměrný, jenž se před začátkem zpracování dat ze snímků odečte od každého jednotlivého snímku.

10 Comments

  1. úprava fotek v raw | 13.10.2009 | 13:43 | Odpovědět

    Ten článek je výborný. Před časem jsem hledala článek na toto téma, ale nic moc jsem nenašla. Takových článků je velmi málo.
    S tím programem jsem bojovala dost dlouho, až jsem zakotvila u RawTherapee. Ale Ufraw je fakt podařený program.
    Ira

    1. Peťoš Šafařík | 13.10.2009 | 15:31 | Odpovědět

      Mám připraven i druhý díl — vyjde příští týden. O RawTherapee pak další jeden nebo dva články budou taky :)

      1. úprava fotek v raw | 13.10.2009 | 19:43 | Odpovědět

        Díky za něj – moc se těším! 😀

  2. neotaa2 | 13.10.2009 | 22:46 | Odpovědět

    jo ufraw taky už roky používám, ale např. o tom černém snímku jsem nevěděl k čemu to je a myslím, že to i využiju, takže i pro mne přínosný článek, super

    1. Peťoš Šafařík | 13.10.2009 | 22:50 | Odpovědět

      Díky. K tomu Darku dodám, že aspoň teda moje zrcadlovka umí odečítat DarkFrame už v rámci expozice. Temny snímek je ale lepší dělat zvlášť — uděláš jeden a pak již jen fotíš. Při focení spolu s automatickým odečtením Darku totiž každý snímek trvá dvakrát čas expozice…

  3. Izak | 16.10.2009 | 12:13 | Odpovědět

    No na ufrawu je treba si dat pozor na profily.
    Nevim cim to je, ale treba NEF umi spravne otevrit jenom SW od Nikonu a nefextract, vsechny ostatni si neumi stahnout ICC profil z RAWu.

    Ja to delam tak, ze otevru RAW/Nef v CaptureNX2 a z tempy vytahnu profil, pro kazde ISO je jiny, ten ma pak gammu 0,45 a linearitu 0.000 … coz novy ufraw jiz pozna sam, novy rozumnej z SVN, ne ty tzv stable, co jsou jiz rok stare.

    Pristup programatoru raw prevodniku nechapu, nevim zda je znama metoda, jak vytahnout profil z Canonu, nebo zda tam vubec je, ale u Nikoniho NEFu je a nikdo si ho nevesme, pritom jak to udelat je znamo vcetne zdrojaku … misto toho si vymysli svuj, ktery je ale spatny a snimek zmrvi, pak muze mit Nikon skevle podani barev a kdo vi ceho, ale je to nanic, protoze si je cele stelujete nove nad pochybnym profilem ….

    Dale bych chtel rict, ze nova verze umi krom nahledu 1:1, upravy kontrastu, take lensfun, pokud si jej zapnete (dobra, to umi jiz stable), ale taky ma moznst menit barvy, nevyresili to RGB krivkama, ale kapatkem a tim padem moznost menit vetsi pocet odstinu, skoda ze to jde jen pro cely snimek a ne jako v CaptureNX2 s jeho U-poity, ktere jsou nedostizne.

    Jinak program ufraw pouzivam i k profesinalnimu pouziti a diky tomu, ze tam umim dat svuj profil, je to pouzitelne, samozrejme to pak oteviram v Gimpu, nebo Cinepaintu (kdyz chci 16bit)

    Dalsi prijemna vlastnost je, ze otevira opravdu vse, prevadel jsem v tom i RAWy ze stredoformatu a diky podpore OpenMP vyzivam moje 4jadro a prevod je vyrazne rychjesi nez v originalnim SW … no a Nef z D700 prevadim temer okazite, asi okolo 1s

    1. Peťoš Šafařík | 16.10.2009 | 12:26 | Odpovědět

      O profilech a jejich použití je – mimo jiné – druhý díl. Za poznámku o Nikonu děkuji, nemám s nimi hold zkušenosti. S Canonem funguje dobre :)

    2. J-dro | 16.10.2009 | 12:38 | Odpovědět

      Taky jsem takhle s Nikonem D60 a ufraw bojoval, doporučuju zkusit Bibble pro Linux, ten umí načítat NEF úplně bez problémů – http://bibblelabs.com/
      Bohužel akorát není zadarmo…

      Kromě spousty jiných věcí umí například i korigovat vady objektivů.

      1. Izak | 16.10.2009 | 14:45 | Odpovědět

        Ne neumi, NEF nacte vse, ale nic nedela s profily, nedelam si iluzi, ze dela dobre s Canonem, jasne ze ho prevede, ale ja nejsem zacatecnik, umim si nastavit fotak, mimochodem neznam fotak, ktery by mel dobrou automatiku, takze mam vse manualne, vcetne kelvinu, umim si tam nahrat krivky etc … a proto chci, aby mi prevodnik jako zakladni nastaveni ukazal to, co vidi fotak (jednoduche overeni, nafotim jpeg +raw a vidim na 1. pohled).

        Neumi to ani C1 ani Lightroom … takze to delam v ufrawu (hlavne delam v linuxu, tak proc pres KVM mit jeste windows) kde toho umim docilit.

        Jo jeste nefextract to umi, tim delam vetsinou nahledy, umim totiz fotit tak, aby se nemuselo retusovat … musim si ovsem pak modelku nalicit.

        1. Izak | 16.10.2009 | 14:46 | Odpovědět

          nedlea s profily mysleno, ze si neumi stahnout profil z RAWu

Napsat komentář

Pro přidání komentáře se musíte nejdříve přihlásit. Login