2018-04-09

Lineaarinen 32-bittinen panoraamatyönkulku Huginilla ja Raw Therapeella

Tämä postaus on jatkoa tai jonkinlainen päivitys muutaman vuoden takaiselle postaukselle jossa yhdistettiin HDRmergen tuottamat suuren dynamiikan DNG-kuvat panoraamakuvaukseen. Versiosta 5.4 eteenpäin Raw Therapee osaa tallentaa kaikki kuvat 32-bittisessä liukulukumuodossa. Tämä on siitä kätevää että nyt on mahdollista tallentaa HDR DNG -tiedostoina tallennetut raakakuvat periaatteessa ilman dynamiikan häviötä, jolloin Huginilla HDR-panoraamojen teko on taas hiukkasen helpompaa — tosin on muutama sudenkuoppa joiden välttämisestä lisää tuonnempana. 16-bittisinä kuvina HDR DNG -tiedostot tallentaessa on mahdollista päätyä tilanteeseen jossa 16-bittinenkään värisyvyys ei riitä posterisoitumatta tallentamaan koko kuvan, tai Huginilla HDR-panoraamoja kasaan parsiessa, panoraaman, sävyalaa. 32 bittiä on helpppo tapa kiertää tämä rajoitus.

Keväinen iltapäivä Nevalanpelloilla

Esimerkkikuva yllä sai alkunsa 32-bittisenä kuvana. Enfuse olisi suurista väripinnoista, tässä tapauksessa kirkas keväthanki ja sininen taivas, tasannut ison mittakaavan paikalliset valoisuuserot, tuloksena jokseenkin harmaa kuva. Kuvapinojen tonemappaaminen ennen panoraaman kasausta taas johtaisi melko varmasti epätasaisiin väriliukuihin paikallisesti toimivasta väri- ja kirkkausadaptaatiosta johtuen. Säilyttämällä kuva fotometrisesti ajatellen suorana, voi päätöksen panoraaman sävyalan ilmiasusta sälyttää myöhemmälle osalle työnkulkua.

Raw Therapeessa

Raw Therapeen puolella kuvankäsittelyn kulku ei juurikaan muutu. HDR DNG -kuvat voi nyt erottaa tavistiedostoista pienen -kuvakkeen avulla. Kunhan valitsee queue-välilehdeltä tallennusformaatiksi 32-bittisen liukuluku-TIFF:n (kuva alla), on jo pitkällä kohti valaistumista. Valkotasapainon asettamisen ja mahdollisen vinjetoinnin sekä värivirheen korjauksen lisäksi ei kannata mennä tekemään mitään muita säätöjä kuville ennen niiden tallentamista. On parasta jättää kuvankäsittely panoraaman kasauksen jälkeiseksi prosessiksi.



Ensimmäinen sudenkuoppa tulee vastaan jos ei muista tallentaa kuvia lineaarisina. Raw Therapeen color-välilehden alaosassa voi kuvalle valita väriavaruuden ja gamman, johon tiedosto tallennetaan. Väriavaruus voi olla se kaikkein laajin kun kerran bittejä riittää, ProPhotoRGB, jotta vältytään leikkaamasta yksittäisiä värikanavia sävyalan ulkopuolelle — periaatteessa negatiivisilla RGB-arvoillakin voi pelata mutta se on jo niin esoteeristä, melkein okkultistista puuhaa joka on parempi jättää asiansa osaavien värivelhojen huoleksi.

Kuvien gammaksi tulee asettaa 1,0 (kuva alla) eli pudotusvalikosta vaihtoehto linear_g1.0. Hugin osaa lukea gamman kuvatiedostosta ja käsittelee kuvia sen jälkeen lineaarisina. Kameran profiilista pitää ottaa myös tone curve pois käytöstä jos sellainen profiilissa on. joidenkin kameraprofiilien base table saattaa johtaa saturoituneiden värien leikkaantumiseen valitun väriavaruuden ulkopuolelle, taulukon poisotto käytöstä auttaa tähän. Hintana on pieni epätarkkuus yksittäisisssä väreissä.



Yleensähän HDR-kuvissa ja -panoraamoissa pinot ensin tallennetaan kameran mustavalkoisista raakakuvista epälineaarisina, vähintäänkin gammakorjattuina, useimmiten kosmeettisella, kontrastikkaalla sävykäyrällä höystetyllä kolmikanavaisena värikuvatiedostoina. Näistä sitten yhdistetään suuremman sävyalueen HDR-kuvat ja edelleen vaikka se HDR-panoraama. HDR-prosessin yksi vaihe on kuvien linearisointi ja sävyalueen laajentaminen; ilman linearisointia sävyt eivät sovitu yhteen ja tuloksena on epäjatkuvia sävyliukuja. Joten on vain hölmöä ottaa kameran raakakuva, joka on luonnoltaan hyvinkin lineaarinen, interpoloida yhdestä värikanavasta kaksi lisää, rutistaa sävykäyrä lommolle suuntaan jos toiseenkin ja sen jälkeen yrittää suurella vaivalla saada selville näistä kuvista sävykäyrän alkuperäinen muoto! Pelkkää tolkutonta laskentaresurssien tuhlausta.

Digitaalisten kennojen luonteesta johtuen raakakuva suoraan kamerasta on erittäin lineaarinen, eli valotusajan (tai aukon, tai herkkyyden) tuplaaminen tuottaa tuplasti isomman lukuarvon pikseliin. Aivan pieni epälineaarisuus kuitenkin tulee pikselien analogisten arvojen muunnossa digitaalisiksi luvuiksi lähellä A/D-muuntimen kyllästymispistettä, mutta HDRmerge osaa nykyisin tämän pienen epälineaarisuuden korjata valotuspinoa yhdistäessä.

Huginissa

Kun 32-bittiset kuvat on tuotu Huginiin, ei panoraaman yhdistely kummemmin eroa tavallisen panoraaman kasaamisesta. Kuvien välillä on valotusero jonka voi tasata exposure-välilehdeltä, samassa paikkaa voi poistaa kuvistansa vinjetoinnin jos sitä ei jo Raw Therapeessa tullut korjanneeksi. Oletuksena Hugin asettaa valmiin panoraaman valoisuusarvon kuvien mediaaniksi, joka ei ole dynamiikan säilytyksen kannalta lainkaan hyvä asia. Esikatseluikkunasta kannattaakin käydä käsin laittamassa valoisuusarvoksi (Ev, exposure value) tummimman kuvan mukainen arvo. Täysin arkijärjen vastaisesti tummin kuva saa suurimman numeroarvon. Näin vältytään leikkaamasta panoraamasta huippuvaloja.

Muutama huomioimisen arvoinen seikka Huginin puolella kuitenkin on. Asetusikkunan control points editor -välilehden alla oleva valinta HDR-tiedostojen näyttämisestä kannattaa asettaa kohtaan logarithmic tai gamma, jotta 32-bittisistä kuvista saa mitään selvää maskin piirto- ja kohdistuspisteiden luonti -välilehdillä (kuva alla näyttää saman kuvan kohdistuspisteiden asetteluvälilehdellä).



OpenGL-esikatselu on rikki em. asetuksesta riippumatta, vanhanmallinen esikatselu sen sijaan noudattaa HDR-kuvien katseluasetusta. Parhaiten esikatselu toimii joko kun asetus on asennossa logaritminen tai gamma 2,2:n mukainen renderöinti, lineaarinen näyttö on useimmiten mustaa täynnä ellei posterisoidu jopa kokonaan käyttökelvottomaksi. Vanhanmallisesta esikatselusta pystyy kuitenkin tarkastamaan valotuksen tasaisuuden, OpenGL-esikatselussa voi työskennellä lähinnä kohdistuspisteiden massamanipuloinnin ja kuvageometrian kuten projektioiden ja rajauksen kanssa. Kuvien välisen valotuksen tasauksen arviointiin se ei käy laisinkaan parsittaessa 32-bittisistä HDR-kuvista panoraamoja.

Toisin kuin intuitio kertoo, HDR-kuvista panoraama kasataan output-välilehden exposure corrected, low dynamic range -valinnalla. Hugin on melkolailla bittisyvyysagnostinen, 8-, 16-, ja 32-bittiset kuvat menevät työkalujen läpi samalla tavalla.

Valmiin kuvan kanssa työskentely

Kun Hugin on sylkäissyt pihalle massiivisen TIFF-tiedoston, voi sen tuoda vaikka uudelleen Raw Therapeehen. Kannattaa ihan ensimmäisenä tarkistaa että mikään osa kuvasta ei leikkaudu mustaksi nostamalla valotusta useampia aukkoja. Jos panoraamassa kulkee kuvien välinen sauma jotain todella kapeaa limitystä pitkin, on mahdollista että panoraama tummuu sauman kohdilta. HDR-panoraamassa mikään osa kuvasta ei saa leikkautua ihan mustaksi, sen edellä kuvattu työnkulku yrittää varmistaa. Tämä ihan siksi että kuvatessa suljin on ollut auki ja fotoneita on satanut satavarmasti jokaiselle kennon pikselille. Tästä johtuen absoluuttista nollaa ei käytännössä voi kuvassa esiintyä koskaan. Pikselin lukuarvo voi olla erittäin lähellä nollaa, muttei nolla.

Ikävä kyllä, nolla-arvoja tai muuten anomaalisen pieniä lukuarvoja saattaa kuvaan ilmestyä saumojen lähelle, varsinkin jos sauma osuu paikkaan jossa on pieniä yksityiskohtia ja paikallisesti suuria valoisuuseroja. Alla animoituna esimerkkikuvapari, jossa tälläinen Verdandin muuten hyvän sauman jälki näkyy selvästi kun kuvien värien sekoitus on päällä. Samantapaista käytöstä olen havainnut myös Enblendiltä ja Photoshopilta.



Näitä on ikävä kyllä vaikeampi ennaltaehkäistä, ehkä ongelmakohtien kuviin voi käydä laittamassa maskin ja toivoa saumaviivan kulkevan paremmasta paikkaa, mutta vaikeaksi menee. Toivottavasti kehitys kehittyy myös sauma-algoritmien osalta.

Raw Therapeen 5.4-versiossa mukaan tuli uusi työkalu HDR-kuvien dynamiikan kutistamiseen näyttö- tai tulostuslaitteita varten. Se, vähemmän yllättäen, löytyy exposure-välilehdeltä otsikon HDR tone mapping alta (kuva alla). Tone mapping -niminen työkalu jo löytyy vanhemmista Raw Therapeen versioista, mutta sitä ei vain ole tehty toimimaan näin jättimäisten sävyalojen kanssa.



Työkalu tarjoaa kolme säädintä, joista ensimmäinen, amount, säätää sävyalueen kutistamista paikallisesti. Threshold-säädin tuntuu toimivan luminanssikontrastin tavoin, pienempi arvo tuottaa värikylläisemmän, kontrastiltaan latteamman kuvan. Ihan hyvin prosessissa pääsee alkuun kun heittää kaksi ylintä täysille, ja sen jälkeen voi käydä nostamassa kuvan kirkkauden kohdilleen valotuksensäädöllä. Kolmannella liukusäätimellä, anchor, voi hienosäätää kuvan kirkkausjakaumaa tumman ja kirkkaan pään välillä.

Pallopanoraamakäyttöä ajatellen työkalu ei ota huomioon kuvan sivusaumaa eli työskentely pitää tehdä kahdennetun panoraaman avulla, joiden keskilinjaa on toisiinsa nähden horisontaalisesti siirretty 180 astetta; tai voi urheilla ja tehdä kuvien yhdistelyn jossain muussakin projektiossa. Tietenkin kuvan voi myös tonemapata muualla, vaikka Luminance HDR:llä tai muulla ohjelmalla.

Yhteenveto

HDR DNG -tiedostojen ja niistä saatavien 32-bittisten lineaarikuvien kanssa työskentely suoraviivaistaa työnkulkua verrattuna koko valotuspinon kuljettamiseen panoraamasoftan läpi. Kuvia esimerkiksi pallopanoraamaan kertyy vaikkapa kuusi, kun valotuspinon kanssa työskennellessä niitä voi olla jopa yhdeksänkertainen määrä. Työnkulkua puoltaa myös tietty laskennallinen eleganssi kun HDR luodaan suoraan kameran kennon lukuarvoista ilman turhia värillisiä välivaiheita. Kääntöpuolena on jäykkyys: kuvapinojen osakuvia voi kohdistaa toisiinsa nähden erittäin rajoitetusti, tosin tämä ei yleensä ole kalansilmän kanssa kuvatessa ongelma, mutta voi sellaiseksi muodostua kuvausolosuhteiden muuttuessa epäoptimaalisiksi ja/tai polttovälin pidentyessä. Haamukuvien siivoaminen ei edelleenkään ole HDRmergessä automaattista. Lisäksi ovat pienemmät kompastuskivet ohjelmistoissa, joista tosin pääsee helposti yli.

0 comments:

Lähetä kommentti