Histogram je jeden z geniálnych vynálezov, ktorý nám priniesli digitálne fotoaparáty. Aj keď nám na displej svieti slnko, správnu expozíciu fotografie môžeme skontrolovať pohľadom práve na histogram. Je to užitočná pomôcka hlavne pre pokročilého fotografa; ostatne, prepracovanosť histogramu často závisí od kvality samotného fotoaparátu. Najjednoduchšie prístroje nemajú žiaden histogram, pokročilejšie zobrazia jednotlivé farebné kanály a ideál je, ak ich aparát dokáže zobraziť už priamo pri snímaní (v prípade zrkadloviek v režime LiveView).
O histograme sa môžeme podrobne dočítať v seriáli (časť 1, časť 2, časť 3), takže iba stručne. Histogram graficky zobrazuje rozloženie jasov a tieňov v danom obrázku. Na fotoaparáte (ale aj pri editácii fotografií) má histogram hlavne ten význam, že pomáha identifikovať správnu expozíciu. Obvykle sa snažíme poňať celý dynamický rozsah scény a vyhnúť sa pod - alebo preexpozícii. Prepálené oblasti a detaily udusené v tieňoch obvykle fotografii estetiku nepridajú, ak teda nesledujeme napríklad high-key či low-key.
Aj keď sa ale vyhneme týmto chybám v expozícii, neznamená to, že dynamický rozsah senzora resp. fotoaparátu, využívame ideálne. Napríklad niektorí fotografi sa vyhýbajú prepáleniu tým, že väčšinu záberov „preventívne“ podexponujú, alebo dokonca majú na fotoaparáte štandardne nastavenú korekciu expozície do mínusu. Hlavne amatérske zrkadlovky často nastavujú expozíciu benevolentejšie, ako by sa patrilo – obetujú jasy, aby bola fotografia dostatočne „žiarivá“.
Problém je, ak si na takýto prístup zvykneme – tzn. pri snímaní vždy podexponovať a potom to dohnať v post-procese. Veď RAW zvládne veľa, nie? Nie je to také ružové – stačí si uvedomiť, ako funguje digitálny prevodník, ktorý konvertuje signál z (mimochodom analógového) obrazového senzora. Dajme tomu, že pracuje so 16-bitovou precíznosťou. To znamená, že maximálne dokáže pracovať s hodnotou 16 384 – toľko stupňov jasu je pre každú bunku k dispozícii. S tak vysokými hodnotami sa dá dobre, precízne pracovať a zachytená informácie je takisto pomerne presná. Dá sa to prirovnať napríklad k vysokému rozlíšeniu – nemusí sa vždy využiť, ale je dobré ho mať.
Ak ale fotografiu podexponujeme tak, že využijeme iba ľavú polovicu histogramu, prevodník už nepracuje s vyše 16-tisíc stupňami, ale iba s polovicou. Čo môže byť stále dosť, lenže fotografia sa neskladá iba z veľmi jasných oblastí. Čím hlbší tieň, tým nižšia je precíznosť, s akou dokáže fotoaparát hodnotu vyčísliť. V tmavej oblasti sa dostupné hodnoty pohybujú v desiatkach či stovkách. Keď sa ich potom snažíme zosvetliť v post-procese, narazíme na zvýšený šum, „utopené“ tiene a celkovo menej priezračný obraz – skrátka zníženú dynamiku. Dobre je to vidieť v tomto príklade.
Vľavo je správne exponovaný záber, vpravo podexponovaný a zosvetlený v PP.
Viditeľná je vyššia miera šumu.
Je to spôsobené tým, že s malými hodnotami sa nedá tak precízne pracovať. Podobne ako v prípade malého rozlíšenia, malé čísla sa nedajú iba jednoducho „nafúknuť“ – treba, aby boli už v origináli. Platí to aj pri fotografovaní do RAW, hoci samozrejme nie v takej miere, ako pri JPG.
Ak teda chceme z fotoaparátu vytiahnuť čo najlepšiu kvalitu, obzvlášť v tieňoch (kritické napr. pri krajinke, štúdiovej a nočnej fotografii atď.), musíme sa snažiť využiť čo najviac z dynamického rozsahu fotoaparátu už pri snímaní. Hlavne, ak máme starší model a chceme súperiť s novinkami :)
K tomu nám pomôže práve histogram. Technika sa z angličtiny nazýva ETTR – Expose/Exposure To The Right, tzn. exponovať napravo. Tým sa myslí vyplniť celý histogram a zarovnať ho doprava. Samozrejme tak, aby nedošlo k prepalom, ale zároveň, aby sa využil celý rozsah. Iba tak zaručíme, že, že neprídeme zbytočne o obrazové informácie, hlavne v tieňoch.
Potiaľ je to jasné. Zádrhel je v tom, že histogram nezobrazuje to, čo fotoaparát naozaj „vidí“, ale až upravený výsledok. Ovplyvňuje ho teda vyváženie bielej, nastavený farebný režim, jasová krivka a podobne.
Napríklad tieto skúšobné fotografie sa líšia iba vyvážením bielej, ničím iným:
Ale keď skontrolujeme histogramom, či je expozícia správna, zistíme, že sa na záberoch zásadne líšia:
Podobne sa histogram mení aj s nastaveným obrazovým režimom. Na tomto fotoaparáte sú rozdiely medzi portrétom a krajinou nevýrazné, ale na iných môžu byť markantné.
Histogram ako nástroj na kontrolu expozície je teda nepresný, pretože nemusí zodpovedať skutočným zosnímaným dátam.
Napríklad také vyváženie bielej je zradná vec. Slúži iba na to, aby zosnímaná scéna po stránke farebnosti vyzerala zhruba tak, ako my ľudia očakávame. Vyvažuje sa ale až po zosnímaní – čiže upravujú sa už hotové dáta. To, čo senzor zachytí, sa nemení. Rôzne svetelné podmienky teda spôsobujú, že jednotlivé farebné kanály budú rôzne vybudené. Obrazový procesor potom upraví krivky v jednotlivých kanáloch tak, aby dobre vyzerali, a histogram sa zmení podľa toho. My sa ním potom riadime pri nastavení expozície a niektoré kanály môžeme zbytočne podexponovať, pretože histogram ich zobrazil ako prepálené, aj keď nemusia byť.
Treba si napríklad uvedomiť, že pri typickom senzore typu bayer je obrazová informácia tvorená filtrovaním. Polovica buniek obvykle „vidí“ iba zelenú farbu, takže logicky bude senzor najviac citlivý práve na zelenú. Všetky farebné filtre majú navyše konkrétne rozsahy vlnových dĺžok, ktoré prepúšťajú. Takže citlivosť senzora na farby môže byť úplne odlišná, než na čo sme my ľudia zvyknutí. Až obrazový procesor dodáva obrazu takú charakteristiku, aby vyzeral pre naše oči „normálne“.
Nastáva teda otázka, čo vlastne fotoaparát vidí? Závisí to od konkrétneho modelu, ale výstup je obvykle silne do zelena a pôsobí veľmi sucho:
Toto je „surový“ obraz zo Samsungu NX11 a Nikonu D200, získaný priamou konverziou z RAW bez úprav. Práve takto naše fotoaparáty skutočne „vidia“ scénu.
A práve podľa takéhoto obrazu by sa mal riadiť aj histogram, aby sme vedeli expozíciu správne korigovať. Čo teda potrebujeme, je prinútiť fotoaparát, aby sa pri zobrazovaní histogramu riadil práve takýmito surovými dátami.
Žiaľ, na súčasných prístrojoch sa to nedá iba jednoducho prepnúť, takže potrebujeme fotoaparát oklamať. Keďže histogram sa riadi výstupnou fotografiou, musíme nastaviť obrazové parametre tak, aby bol čo najviac podobné dátam, ktoré produkuje samotný senzor.
Tento systém sa bežne nazýva UniWB (Universal White Balance). Aby sme ho využili, potrebujeme na fotoaparáte nastaviť tri veci:
1) Zapnúť snímanie iba do RAW
2) Nastaviť lineárnu, respektíve čo najviac lineárnu snímaciu krivku
3) Nastaviť vyváženie bielej tak, aby zodpovedalo tomu, čo fotoaparát vidí
Do RAW musíme snímať preto, pretože výsledná fotografia bude vyzerať práve tak čudne do zelena, ako posledné ukázané príklady. Preto bude treba každý snímok upraviť neskôr v RAW konvertore, čo do výváženia bielej a farebného podania. Zmyslom UniWB je využiť celý dynamický rozsah senzora pri snímaní, aby následné úpravy v RAW konvertore neboli stratové.
Lineárna krivka. U kriviek ide o rovnaký princíp, ako poznáme napr. z Photoshopu. Vo fotoaparáte sa pod týmto pojmom skrývajú nastavenia obrazu – hlavne kontrast, saturácia, farebný režim. Tieto nastavenia treba zmeniť tak, aby čo najmenej zasahovali do obrazových dát zo senzora. Ideálne je, ak fotoaparát dokáže priamo importovať krivku z externého zdroja.
V prípade fotoaparátov Nikon funguje nasledujúci postup: Treba si nainštalovať a spustiť trial verziu Camera Control Pro, prepnúť fotoaparát do USB režimu PTP a pripojiť USB káblom k počítaču. Na karte Image Processing treba zvoliť režim Optimize Image: Custom, vo voľbe Tone Comp. aktivovať možnosť User-Defined Custom Curve, čím sa aktivuje tlačidlo Edit. Po jeho kliknutí sa dá ľubovoľne upraviť obrazová krivka. Treba ju „vynulovať“, čiže upraviť tak, aby to bola rovná čiara od 0 po 255. Okrem toho treba na predošlej obrazovke nastaviť Saturation a Hue na Normal, resp. 0, Color Mode prepnúť na režim II a Color Space na AdobeRGB. Pozn: jednotlivé modely majú rôzne možnosti nastavení, novšie umožňujú upraviť krivky každému režimu zvlášť.
Pri fotoaparátoch a značkách, ktoré neumožňujú importovať vlastnú krivku, treba obvykle vynulovať nastavenia, ktoré obraz rôznymi spôsobmi „vylepšujú“. Kontrast a saturáciu treba nastaviť na nulu alebo nízke hodnoty. Často je vhodné použiť farebný režim nazvaný neutral. Ak aparát disponuje možnosťami, ktoré sú označené ako „pre snímky, ktoré sa budú neskôr upravovať“, treba ich využiť.
A teraz farby
Dôležitejšou časťou je nastavenie „správneho“ vyváženia bielej. Konkrétne takého, ktoré čo najviac zodpovedá reálnemu pohľadu fotoaparátu.
Ako sme spomenuli, väčšina fotoaparátov je citlivejšia na zelenú farbu. To znamená, že to, čo my vidíme ako biele, fotoaparát sníma ako zelené. Ak chceme získať reálny histogram, musíme z fotoaparátu získať farby tak, ako ich naozaj sníma, bez ovplyvnenia vyvážením bielej. Na to treba fotoaparát oklamať pomocou „šedej tabuľky“ – lenže v tomto prípade musí byť tabuľka šedá nie podľa nás, ale podľa fotoaparátu. Na opačnom konci spektra oproti zelenej je fialová (kombinácia červenej a modrej), takže fotoaparátu treba podhodiť fialovú tabuľku. Konkrétna farba ale závisí od fotoaparátu (hlavne konštrukcie senzora – farebných filtrov atď.), takže potrebujeme zistiť, aká je pre fotoaparát „šedá“, a túto farbu použiť pre vyváženie.
Nasledujúci návod je prevzatý zo stránky Guillerma Luijka. Potrebné nástroje nájdete v súbore uniwb_download.zip. Archív rozbaľte do ľubovoľného adresára, napr. na plochu. Archív obsahuje adresáre s programami DCRAW a ShowImage a súbor cartauniwb.jpg. Nástroje sú pripravené pre Windows. Na iné OS sa dá stiahnuť správna verzia DCRAW, namiesto ShowImage sa dajú použiť iné postupy.
Stiahnuť
Tabuľku v skutočnosti netreba mať fyzicky, postačí monitor. Nemusí byť ani veľmi kvalitný či kalibrovaný, stačí, aby dokázal zobraziť tu istú farbu dvakrát po sebe.
Najprv potrebujeme obrázok, ktorý obsahuje všetky kombinácie červenej a modrej (kvôli presnosti) a konštantnú zelenú zložku.
V súbore na stiahnutie sa tento obrazec nachádza v rozlíšení 1 024 x 1 024. Obrazec treba zobraziť na monitore na čo najväčšej ploche a vyfotografovať ho do RAW na základnej (typicky najnižšej) citlivosti. Fotografia musí obsahovať celý obrazec na čo najväčšej ploche a byť čo najlepšie rovnobežná. Vhodné je fotografiu podexponovať o 1 – 2 EV a objektív trochu rozostriť, aby sa nezachytila štruktúra displeja alebo moiré. Takisto si treba dávať pozor na okolité osvetlenie – musí byť konštantné, bez odrazov. Ideálne je robiť tento pokus v úplnej tme.
Teraz potrebujeme RAW súbor vyvolať bez aplikácie vyváženia bielej a podobných úprav – čiže dostať surové obrazové dáta. Tomu pomôže RAW konvertor DCRAW, v súbore na stiahnutie.
RAW súbor s fotografiou monitora skopírujeme do adresára dcraw a spustíme súbor 1-vytvorenie.bat. Na systémoch iných než Windows použijeme príkaz dcraw -v -r 1 1 1 1 -T *.*.
Dostaneme skonvertovaný súbor TIF bez aplikácie obrazových vylepšení – čiže tak, ako svet vidí fotoaparát. Je to poriadny rozdiel a ukazuje, ako silne zasahuje obrazový procesor do tvorby fotografie.
Neupravený pohľad fotoaparátu.
Na výslednom snímku upravíme perspektívu tak, aby to bol dokonalý štvorec, ale aby nič nechýbalo, ostriháme okraje a výsledok zmenšíme na rozmer 256 x 256. Uložíme vo formáte BMP.
V adresári ShowImage spustíme program ShowImage.exe. Otvoríme v ňom náš obrázok BMP, zapneme voľbu Stretch a v Color Space zvolíme HSV. Teraz vidíme rozloženie jednotlivých farieb pri maximálnej saturácii. V jednom bode sa budú hlavné farebné zložky stretávať – práve to je bod, ktorý pre náš fotoaparát vidí ako dokonalú šedú. Rôzne fotoaparáty budú mať tento bod umiestnený rôzne – niektoré môžu byť posunuté silne do niektorej strany, podľa toho, akými farebnými filtrami je vybavený daný snímač.
Na tento bod prejdeme myšou. Ak nie je jasne viditeľný, je to bod, kde sa hodnoty R, G, B rovnajú alebo sú si najviac podobné (v tomto prípade 101, 101, 101). Opíšeme si koordináty tohto bodu – v príklade je to 103 na 95, ale budú sa líšiť v závislosti od fotoaparátu.
Namiesto ShowImage sa dá použiť ľubovoľný grafický program, ktorým dokáže meniť saturáciu a zobraziť koordináty kurzoru, napríklad XnView. Vytiahneme saturáciu na maximum a overíme si umiestnenie „epicentra“ farieb v obrázku. V tomto prípade sa hodnoty farieb rovnať nemusia.
Teraz vieme koordináty X, Y šedej farby vo výslednej fotografii. Pôvodný farebný obrazec, ktorý sme vyfotili, obsahuje tri zložky: gradient červenej od 0 po 100 % po horizontálnej ose, gradient modrej od 0 po 100 % po vertikálnej ose a konštantnú 25 %-nú zelenú zložku. Keďže teraz má rozmer 256 x 256, poznáme vlastne správne hodnoty červenej a modrej farby.
Teraz si vytvoríme jednofarebný obrazec. Farba bude zložená z koordinátov X a Y ako hodnôt červenej a modrej a 64 ako zelenej (to je 25 % z 256). Koordináty v príklade boli 103 na 95, čiže farba bude R = 103, G = 64, B = 95.
Touto farbou vyplníme nový obrazec.
A presne takto teda vyzerá farba, ktorú daný fotoaparát vníma ako šedú.
Tento nový obrazec si zobrazíme na monitore na veľkej ploche, najlepšie je ním vyplniť celý obraz. Potom vo fotoaparáte použijeme voľbu na vyváženie bielej pomocou šedej tabuľky – obvykle sa nazýva „measure white“ a podobne. Touto funkciou cvakneme náš fialový obrazec. Aparát by mal potvrdiť prijatie novej šedej.
Teraz každý snímok, ktorý urobíme, bude mať zelený nádych, takže v následnom spracovaní RAW bude vždy treba aplikovať vyváženie bielej. Ale dosiahli sme pôvodný cieľ – správne zobrazenie histogramu. Takže sa nestane, že záber zbytočne podexponujeme kvôli zobrazeniu vyváženia bielej vo fotoaparáte.
Pre kontrolu môžeme niektorý z nových RAW súborov skopírovať do adresára dcraw a spustiť súbor 2-kontrola.bat. V okne vidíme hodnoty „Camera multipliers“, čo je aktuálne vyváženie bielej (hodnoty R, G, B), pričom 1 znamená žiadnu aplikáciu vyváženia. Teraz budú hodnoty okolo 1, čo znamená, že UniWB funguje. Niektoré fotoaparáty používajú inú mierku, napr. 1 môže znamenať vyváženie bielej na denné svetlo, čo uvidíme na hodnote „Daylight multipliers“.
Na náročnú krajinku
Mnohí sa budú pýtať, načo si takto komplikovať život? Záleží na prioritách. Ak sa snažíme z fotoaparátu vytlačiť naozaj maximálnu kvalitu obrazu, používanie UniWB je logický krok. Kontrolou histogramu môžeme podľa svetelných podmienok získať 1/3 až 1 EV dynamického rozsahu, ktoré by sme inak stratili zbytočnou podexpozíciou. Na náročných námetoch, typicky pri krajinke, môže byť tento prínos badateľný. Dynamický rozsah sa takisto hodí na starších alebo menej kvalitných fotoaparátoch (napr. kompaktoch schopných snímať RAW).
Existujú pravdaže aj nevýhody. S UniWB je nutné fotografovať do RAW. Pri prezeraní fotografií v teréne budú vyzerať neprívetivo, čo môže obmedzovať inšpiráciu a znemozňuje sa fotkami hneď pochváliť okoliu. Na fotoaparátoch s LCD namiesto hľadáčika je obraz neustále zelený. Samozrejme, na vypnutie UniWB stačí prepnúť vyváženie bielej na automatiku alebo inú hodnotu a prepnúť farebný režim.
Čo sa týka možného vylepšenia obrazu, je malé, ale návykové. Podobne ako so stabilizáciou obrazu, keď si raz človek na zlepšenie zvykne, ťažko sa vracia naspäť.
na stiahnutie:
https://img.ephoto.sk/images/content/download/uniwb_download.zip