Калибровка матрицы фотокамеры и зрительная проверка
Кто-то сразу скажет, зачем писать статьи, все уже известно, идите почитайте и пр., написал статью на любительском уровне для чайников, кому интересно в режиме «всё включено», чтобы не мусолить сотни статей, форумов, где гуру и их последователи копируют общеизвестную информацию, сами не проверяя и часто даже не понимая сути вопроса.
Тема касается калибровки матрицы фотоаппарата, где съемка ведется в RAW формате, т.е. берутся исходные данные с матрицы (в качественных аппаратах используется RAW режим, сегодня можно даже с телефона вытянуть данные с матрицы), большинство пользователей на веру используют систему калибровки, без собственной рациональной оценки результата и поэтому получается эффект религии, метание между нравится и не нравится. И это бесконечный бег по кругу, самая настоящая виртуальная реальность (ловушка), где наше потребительское Эго может играть вечно, живя в потребительстве, выбирая между фирмами, разными RAW-конвертерами и споря с оппонентами до хрипа. А фирмы, естественно, на этом стараются заработать…
Сразу скажу, не обязательно покупать чекер, можно найти на специализированных ресурсах https://www.dpreview.com/reviews/nikon-z50-review/5 тестовые снимки в формате RAW с чекером для вашей модели фотоаппарата, скачать его и оценить какие будут изменения, не тратя деньги. Именно этот вариант вам советую, если еще не приобрели.
Для анализа буду использовать бесплатный RAW конвертер Darktable (скачать с официального сайта), где возможно сделать калибровку матрицы и главное зрительно сравнить «до» и «после» результат калибровки, а так же есть множество настроек, чтобы понять кухню обработки изнутри. Цель- понять систему, не обязательно использовать данный конвертер, т.к. он имеем минусы, достаточно медленный при обработке и имеет откровенные глюки (см. ниже). Камеру для примера использовал Nikon D3500 c объективом 35 мм. Фотографируем чекер (от X-Rite использовал, старенький) и открываем его в Darktable. В первую очередь нам необходимо нормализовать тоновую кривую, отключить S- образную коррекцию и сделать так, чтобы нижний черно-белый ряд чекера попадал на указанные уровни RGB, ниже на рис.1. показаны эталонные значения для нашего чекера в диапазоне от 0 до 256.
Отключаем все коррекции в программе, оставляем только как показано на рис.2. Коррекцию оптики и хром аберрации включаю, чтобы было так, как будет при обработке.
Идем в «Баланс белого» и выставляем пипеткой по второй слева внизу белой плашечке, как показано на рис.3.
Затем идем в «Тональная кривая», чтобы выставить правильно яркость нижнего ряда чекера (черно-белого), т.е. сделать точную коррекцию яркостей сигнала, чтобы она соответствовала полностью эталонному значению яркостей чекера. Слева выбираем «Цветовая пипетка» для определения уровня RGB, как показано на рис.4 и правим тональную кривую руками так, чтобы значения яркости каналов примерно соответствовали эталонным значениям 52, 85, 122, 160, 200 и 243.
На рисунке показана установка коррекции для патча 85, так же делаем для других патчей (тонов), методом тыка (пипетки) приводим к эталону. У тональной кривой есть несколько режимов, как показано ниже на рисунке.
И выбирая из вариантов мы видим, что цвета на экране меняются, даже если кривая полностью линейна. Если правильно понимаю точный режим цвета, который учитывается при калибровке достигается с помощью пространства- Lab(независимые). Его и выставляем для зрительной оценки качества калибровки.
После того, как получил близкие значения яркости идем в пункт «Цветовая калибровка» и включаем его. Раньше этого делать не стоит, т.к. программа глючит, по крайней мере у меня, при включении цветового профиля сбивает баланс белого! Видимо это глюк программы, кроме медлительности при обработке, бесплатность конвертера сказывается))).
Поэтому надпись красная предупредительная высвечивается (рис.5), баланс белого выставляем пипеткой (выделено красным прямоугольником) по второму снизу слева патчу, как это делали ранее в балансе белого (рис.3). Затем пипетку нужно отключить и нажать ниже «Калибровка по атласу цветов» (без отключения пипетки не появятся рамка чекера, видимо тоже «особенность» программы). Мышкой подгоняем рамку под наше фото, двигаем за углы, чтобы цвета совпадали, затем выставляем размер образца (в самом низу), чтобы получить полные квадратики. И мы сразу видим соответствие цветам, где в центре кругом показаны эталонные цвета, а за кружком в квадрате какие получаются цвета на фото с учетом всех корректировок. Нам в итоге калибровки необходимо получить, чтобы цвета минимально отличались от эталонных (зрительно).
Как видим, разница между цветами не значительная, даже без калибровки матрицы. Таким образом, возвращаясь, если нужно в тоновую кривую или баланс белого, чтобы получить точное совпадение с эталоном по яркости и по цвету (меняя настройки тоновой кривой, баланса белого).
Для калибровки матрицы нужно нажать кнопку «Расчет профиля», показано ниже на рис.6. «Тип оптимизации» стоит по умолчанию «нет», можно выбрать другие варианты, разница между ними едва заметная, разве что насыщенный режим прибавляет сочности цвета, но при этом увеличивается погрешность цвета ∆E.
После расчетов, появятся цифры, нужно нажать кнопку «Применить», чтобы отобразить изменения профиля на экране, как показано ниже на рис.7.
Чтобы полученный профиль использовать, необходимо нажать в пункте «Цветовая калибровка» справа три полоски (настройки), там сохранить профиль, придумав ему имя и затем загрузить в новом фото, чтобы его активировать. Полученный профиль камеры видимо недоступен для копирования, никак не вытащить из программы и он использует только матрикс, т.е. три точки RGB (крайние точки цветового охвата матрицы), без LUT корректирующих поправок профиля, как это делается у Adobe в их родной программе DNG Profile Editor, где по 18 цветовым плашкам чекера вводятся отдельные поправки, а даже их можно править руками, жаль что не на глаз, нет сравнения с эталонным цветом, сравнение идет с базовым профилем, который брали за стартовый!
В поле ∆E видна разница, отклонение от эталонного цвета, как видим на рис.7. было 4,45 единиц, после калибровки стало 3,73, т.е. формально точность цвета улучшилась, относительно встроенного профиля, но зрительно, по плашечкам разница скорее стала больше, особенно на синем цвете заметно, он стал плотнее. Ниже на рисунке приведен цвет до и после калибровки.
Фото можно сохранить или открыть в отдельном окне браузере и быстро переключаясь между картинками заметить разницу. Так мы зрительно оцениваем результат, видим воочию до и после и можем выбирать, нужна нам калибровка или нет.
Но основная проблема RAW конвертера это как сделать правильно тоновую коррекцию, потому, что она делается не в Lab обычно, т.к. он дает неестественные выбеленные цвета, обычно используется, насколько знаю RGB метод.
И вероятно, что при обработке и оценке качества цветового профиля лучше использовать этот режим, при тоновой коррекции. В данной программе возможны три варианта тоновой коррекции, кроме отдельной тоновой кривой, которую мы крутили до этого. По умолчанию используется «Пленочная тональная кривая RGB», достаточно хитрая система с разными полузнками (см. ниже), но есть еще стандартная тоновая кривая «Базовая кривая», где можно режим RGB (макс) и RGB(средн.) выставить, которые зрительно по чекеру дают более естественные цвета. Правда, базовая кривая плохо работает на практике с пересветами, появляются цвета на выбеленных участках. В программе есть ещё тоновая коррекция «Сигмоида», где почти нет настроек, на мой взгляд, сильно резкая. По умолчанию программа устанавливает «Пленочная тональная кривая RGB», что разумно, на мой взгляд и её лучше использовать.
Тем, кто решил заняться профилированием (цветом) надо четко понимать, что основная проблема в тоновой коррекции, кстати, в Darktable пленочная кривая имеет настройки и там можно выбрать старые версии кривой, как показано на рис.8.
Где можно выставить режим RGB(макс.) или более нейтральный RGB(средн.), где цвета становятся более светлыми, более естественными. Т.е. можно поэкспериментировать, покрутить настройки кривой. Если посмотрите конвертеры других фирм, например Адоба или просто фото (jpeg) из камеры Никона, Фуджи, Сони, то они везде синий осветляют при тоновой коррекции, это более заметно на небе, а также красный и зеленый (заметно на зелени).
В Adobe Camera RAW есть даже специальный движок для осветления «Удаление дымки», как показано ниже на рис.9. Им можно дымку (в тенях обычно видно) добавлять (в минус двигать), т.е. цвета выбеливать или наоборот уплотнять, полезный ползунок, про который обычно забывают или не понимают его функции.
Насколько понимаю, регулировка «Удаление дымки» (выделен красным на рис.9) меняет режим смешивания RGB цветов, что аналогично RGB(макс.), RGB(средн.) у Darktable. Выше движок «Четкость» это локальный контраст в Darktable, тоже полезный движок, чтобы придать картинке реалистичность. Не стоит думать, что картинка с матрицы эталон, который лучше не трогать, т.к. оптика уплотняет или разжимает свет, что меняет локальную контрастность (энергию), т.е. отношения между соседними точками и этим движком мы можем регулировать картинку, придавая нужный вид.
Кстати, когда мы делаем в программе Адоб точный профиль по чекеру с помощью родной программы DNG Profile Editor, то получаем более плотный синий, красный и зеленый цвет после калибровки, так как фирма использует специальную коррекцию в цветовом DCP профиле матрицы, т.н. «Look Table», которая осветляет цвета, делают зрительно похожими как глаз воспринимает, но после калибровки таблица из профиля удаляется. Поэтому в этом случае можно покрутить движок «Удаление дымки» в значение минус, чтобы осветлить цвета, сделать их зрительно более похожими на реальность. Другие фирмы и конвертеры аналогично высветляют красный синий и зеленый в светах, думаю это определяет режим смешивания кривых в RGB пространстве. Насчет Адоба не уверен, возможно регулировка кривой идет в канале яркости (L), в Lab пространстве, к которой вводится поправка корректирующая, та самая «Удаление дымки» в настройках ACR конвертера, поэтому цвет у Адоба точный технически, но специфический, не всегда поправка попадает точно и в светах часто выбеленный излишне, на мой взгляд субъективный.
Обычно тоновая кривая (тип смешивания цветов) в конвертерах уже настроена и не изменяется, поэтому повлиять на коррекцию мы никак не можем, но Daktable, как видим можно, если выбрать «Пленочная тональная кривая RGB» и там установить режим RGB(макс.) или RGB(средн.), последний используется обычно по умолчанию, как самый сбалансированный. Правда, в последней модификации этой кривой (по умолчанию) режим кривой в параметрах не устанавливается, но работает качественно. И такой же режим можно установить в «Тональная кривая», которую удобно использовать при доводке картинки, в итоге получим естественные цвета.
Этим данный конвертер и хорош, что нет никаких лишних обработок, можно получить чистый цвет, используя только лишь тоновую коррекцию. На мой взгляд, цвет получается чище многих именитых конвертеров от Адоба, Никона и даже Кэнона. Что при обработке очень приветствуется, т.к. лучше накручивать цвет, чем скручивать.
Ниже на рис.10, где использовался режим RGB(макс) в кривых показан результат, где видно по нижнему ряду тоновая кривая ушла от линейной, чтобы картинка выглядела зрительно естественно (S- кривая контрастности применена), но синий, красный и зеленый цвета почти совпали, что считаю положительный момент для восприятия.
В кривой «Пленочная тональная кривая RGB» использовалась версия цветовой модели v4(2020)- RGB(макс).
В итоге получается для «Тональная кривая» необходимо получить примерно следующую кривую, показанную на рис.11, выставив режим RGB(средн.) или RGB(макс.). Последний режим делает картинку более светлой.
Если цвета в светах сильно выбелены, то нужно использовать режим RGB(средн.). И затем, покрутив экспозицию получить необходимую яркость картинки, выставить баланс белого. Цветность и яркость итоговую можно регулировать в пункте «Цветовой баланс RGB», притом там есть разные режимы, где можно регулировать даже отдельно по уровням яркости, чего не хватает в Адобе, на мой взгляд.
Я не говорю, что нужно обрабатывать фото обязательно в данном конвертере, конвертер достаточно медлительный, не позволяет добавлять внешние цветовые профили матриц, что видимо сделано с расчетом, чтобы люди покупали чекеры Datacolor, которые есть при выборе цветовой мишени (чекера) при профилировании, они, кстати, дешевле фирмы X-Rite. Но я не уверен, что чекер позволяет улучшить профиль и качество обработки. Как видите, чаще больше влияет тональная обработка и иногда более кривой профиль смотрится после коррекции даже лучше. Хотя при сложных условиях освещения чекер всё же способен улучшить картинку, в этом случае его применение вполне оправдано.
Покрутив конвертер, его настройки, мы понимаем кухню, с чем сталкивается производитель и каким способом решает проблемы, это для понимания процесса полезно. Ниже фотография с камеры Nikon Z50, взял специально общий кадр, где есть небо (синий цвет), земля (зеленый цвет), где кривость цвета и тона обычно в глаза бросается. Первый вариант это то, как делает джипег сама камера по умолчанию.
Родной конвертер по умолчанию дает такую же картинку, но его можно настроить, поэтому я бы не скидывал его со счетов, не смотря на хмурый вид по умолчанию. Кстати, по умолчанию конвертер от Никона света обрабатывает, выделяет и обводит контурами, это заметно при сравнении с фото через darktable и др., обычно белый предмет имеет размытый темный контур, если присмотреться, Darktable так же делает, но там можно отключить радиус, сделать его нулевым (пункт «Тени и света»). Конвертер от Никона удобен, дает стабильный результат в среднем, т.к. имеет оптимизированный профиль от производителя. Ниже на рисунке та же фотография обработанная через Darktable (профиль встроенный в программу использовался).
И ниже фото, обработанная через Адоб при профилировании по чекеру.
Как видим, разница не большая, все зависит больше от обработки, поэтому как удобнее, так лучше и делать фото, но главное понимать, что и как работает. Что нет ничего точного и однозначного в цвете и тоне, все это плавает в зависимости от уровня, поэтому нужно ориентировать на глаз, хотя точность цвета не помешает, это уменьшает количество переменных при регулировках.
В жизни эталонного цвета при выводе фото просто нет, как и нет эталонной контрастности и пр. И кроме того сильно зависит от восприятия, от нашего опыта и даже настроения и времени. В этом плане Dartable и Adob имеют плюс, что сохраняют настройки, всегда можно вернуться и поправить используя raw- исходник (это серьезный плюс при обработке). А также можно установить готовые настройки, чтобы каждый раз не крутить ручки. Например, получил в Darktable такие настройки, что на 80% фото ничего вообще крутить больше не требуется, кроме экспозиции!
Важна также скорость работы (реакции) конвертера важна, в этом Adob выигрывает, Dartable сильно тормозит компьютер, даже мощный, но конвертер интересен тем, что бесплатный и позволяет поиграться настройками, которых нет у других конверторов, ну разве, что RawTherapee имеет тоже много крутушек, но он хуже в демозайке при восстановлении данных с матрицы (сильно грязно работает, пиксели мусорные получаются), хотя в RawTherapee можно цветовые профили разные использовать, для оптики тоже и LUT коррекции подключать (Darktable тоже LUT коррекции может использовать, т.е. это эмуляция цветовых пленок и пр.), притом не только DCP профили использовать (Adob стандарт), но и профили типа ICC, т.е. он интересен для исследования, как универсальный инструмент.
На практике же из-за удобства, скорости конвертера Адоб выигрывает или же родной конвертер можно использовать, где не хватающие функции можно реализовать в постобработке в Photoshop. Поэтому сегодня Photoshop остается в тренде. Без него в мире фото не получается никак. Для меня вопрос, можно ли встроенный RAW конвертер от Адоба облагородить, чтобы он давал более интересный цвет и тон по умолчанию, используя профилирование или LookTabke, надо будет этот вопрос исследовать, если будет время и желание. А пока равчики прогоняю через Darktable и мне это нравится, не смотря на все минусы, притом независимо от фирмы камеры, Никон или Кэнон, думаю это сработает и на других марках…