Не свет, но покой...

Как было показано ранее, лобовое (без анализа сцены) применение экспозиции вправо (ETTR) зачастую приводит к серьёзной недодержке снимков, которая в свою очередь вызывает потерю деталей, шум и артефакты. Для того чтобы оценить необходимую степень коррекции получающихся недоэкспонированых снимков, применим следующий естественный метод: вернём зоны высокой детализации (с IV по VI) к номинальным значениям плотностей. Это необходимо для того, чтобы детали сцены были переданы естественно и были хорошо различимы.

При экспозиции по светам, как в случае ETTR, полутона неизбежно сдвигаются в область теней. Так как по условию ETTR как его часто понимают экспозиция ведётся таким образом, чтобы самые активные света сцены едва касались, но не пересекали правую границу гистограммы, мы не можем применить положительную экспокоррекцию в конвертере, воспользовавшись соответствующим движком, из-за того, что такое действие вызовет клипинг и противоречит самой цели сохранения светов при съёмке. Поэтому коррекцию экспозиции приходится выполнять с помощью кривых. Посмотрим же, какие кривые потребуются, чтобы вернуть средние тона на место.

Лучше всего здесь подходят кривые в пространстве Lab, так как их применение не вызывает сдвигов цветности в отличие от большинства кривых, доступных в распростанённых конверторах raw. Чтобы уменьшить шумы и постеризацию, которые могут возникнуть при применении кривых, столь активных как те, что нам предстоит рассмотреть, в Photoshop' е лучше работать с изображением в режиме 16 bit .

Кривые, которыми мы будем пользоваться, основаны на денситометрии, т.е. точки на кривых действительно возвращают полутона к заданным денситометрическим значениям. Кривые не сглажены (перед практическим применением этих кривых для постпроцессинга снимков гладкость проверяется и корректируется при необходимости по непрерывному градиенту 0..100 по L* с длиной изображения, кратной 256 результатом применения кривой должен быть плавный монотонно изменяющийся градиент) и допускают коррекцию с целью увеличения сжатия светов и увеличения контраста и уровня проработки деталей в верхних значениях зоны VI. Однако мы предлагаем такое сжатие светов проводить отдельной кривой, накладываемой на слое поверх приводимых здесь.


Использованная исходная шкала (верхняя шкала каждой пары) имеет шаг в 0,5 ступени экспозиции. Нижняя шкала представляет собой результат применения соответствующей недодержке средних тонов корректирующей кривой. A значение светов, из-за ограничения шага шкалы оно часто оказывается 100%. M значение среднего серого, те самые 18%. B значение стандартно печатаемого чёрного, рекоменуемое компанией Kodak.

Все величины экспокоррекции - времени съёмки, то есть устанавливаются тем или иным способом на камере.


Дальнейший анализ относится к сценам, где присутствуют не только света, но и полутона и глубокие тени, которые должны быть переданы на снимке. Иными словами, мы не ограничиваем широту сцены снизу. Повторимся ещё раз баланс белого играет значительную роль в общем уровне недодержки. При дневном свете красный и синий каналы оказываются недодержаными в среднем на полступени по сравнению с зелёным каналом, который в и анализируется в дальнейшем. При искусственном же освещении синий канал может быть недодержан относительно зелёного и красного на 2-2,5 ступени.

Допустим, что в сцене присутствуют острые блики, которые мы хотим передать ненулевыми плотностями, т.е. не допустить их вылета . Тем самым, мы пытаемся сохранить какую-то информацию в середине зоны X на краях этих бликов. В этом случае техника ETTR приводит к недодержке средних тонов на 2,5 ступени.


Как видно из приведённого соответствия экспонированного клина (шкалы) клину, получающемуся после постпроцессинга с цель вернуть полутона к номинальным значениям плотностей, средний тон приходится вытягивать из глубоких теней, а всё богатство деталей, получаемое в светах, сжимается в практически неразличимые градации. Что же касается теней, то коррекция, которой они подвергаются, ещё более сильная. Умножение шумов здесь до неприемлемого для подавляющего большинства камер уровня практически неизбежно. Глубина коррекции хорошо видна на изображённой кривой.

Спускаясь на половину ступени вниз, до стыка зоны X и зоны IX, мы получаем сцену, в которой, например, присутствует паутина с мелкими капельками воды на ней. Попытка передать объём каждой капли полностью приводит к недодержке средних тонов на 2 ступени. Здесь также легко выполняется анализ, аналогичный предыдущему.


Ещё на полступени ниже, в середине зоны IX, располагается чистый снег при ясной погоде . Недодержка средних тонов составляет порядка полутора ступеней. При естественном освещении для таких сцен можно ограниченно применять ETTR, делая на всякий случай второй кадр с экспозицией на 0.5 ступени горячее .
Далее (на полступени ниже, граница между зоной IX и зоной VIII) водопад в ясный день или портрет в контровом свете с городской сценой за окном, когда небо в лёгкой дымке. Здесь недодержка около одной ступени. По шкалам и кривым видно, что драматизм ситуации тут сильно сглажен. Для таких сцен уже можно пользоваться техникой ETTR в полном объёме, особенно на современных камерах с 14-ти битным аналого-цифровым преобразованием при съёмках на базовой чувствительности при дневном свете.
В середине зоны VIII (ещё полступени вниз) лежат , например, блики на светлой коже. Недодержка составляет порядка полуступени.


И, наконец, стык зон VIII и VII (очередные полступени вниз) представлена средним тоном очень светлой кожи или снегом, лежащим в тени. При экспозиции по этому участку средние тона и тени цифровая камера передаёт практически без недодержки.
В приложениях находятся использованные в статье шкалы и кривые.


Продолжая тему, в следующей статье этого цикла мы попробуем показать, как можно перейти от упрощённой системы Адамса, в которой проявка не управляемая, а управляется только экспозиция, к более полной системе, где роль управляемой проявки играет постпроцессинг и имитируются режимы Адамса N-1, N, N+1. Мы сделаем это не с шагом в одну ступень экспозиции, а, пользуясь тем, что цифровая обработка предоставляет более высокую точность по сравнению с мокрым процессом, а также и великолепную повторяемость с шагом в 1/3 ступени экспозиции. В основу будут положены кривые, аналогичные использованным в данной статье.

AttachmentSize
Package icon Wedges.zip258.82 KB
Package icon Curves.zip2.78 KB

Comments

Универсальные кривые для

Универсальные кривые для перестройки на N-стопов - это полезно, но ... что на входе-то? :)

конверторы выдают нормальный цвет и контраст только для диапазона около 8 стопов, остальное режут, хочешь больше для постпроцессинга - ставь пониженный контраст, а для него кривые нужны другие.

Анатолий, Поставьте на камеру

Анатолий,

Поставьте на камеру самый длиннофокусный из имеющихся у Вас объективов с самой хорошей из имеющихся блендой. Откройте Фотошоп и залейте поле L=50. Дайте монитору прогреться полчаса-час. Приблизьте камеру к монитору на расстояние не более метра для объектива 300-400мм, не более 15см для объектива 130-200. Закройте диафрагму до конца, сфокусируйте объектив на бесконечность. Установите выдержку порядка 1/5 сек и базовое ISO. Полностью затемните комнату. Пользуясь пультом дистанционного управления, снимите кадр по экспонометрии (при необходимости приоткройте диафрагму), затем, варьируя выдержку на полстопа, снимите вилку, охватывающую три стопа вверх и вниз. Пришлите мне получившиеся raw, в первую очередь надо привязаться к экспонометрии Вашей камеры. Следующий шаг - проявка этих raw в "Вашем" режимею На сопоставлении рельных данных из raw и результата конвертации и строятся кривые.

Да я понимаю, как они

Да я понимаю, как они строятся :) Проблемы 2:
1. режимы "проявки" все-таки разные, зависят от того, насколько удачно я вписался в ДД
2. при извлечении из конвертора (лайтрум/ACR конкретно) чего-то большего, чем "стандарт", страдает насыщенность. Ее правка ручкой "насыщенности" не дает хорошего результата. В итоге все правится уже в фотошопе, под конкретную картинку, причем при работе в RGB насыщенность автоматически возвращается к нужной при повышении контраста :)

а так - идея-то правильная (иметь калиброванные кривые для стандартных операций), даль только лично мне не удается "стандартно" фотографировать. Увы.

> дея-то правильная (иметь

> дея-то правильная (иметь калиброванные кривые для стандартных операций),
> да только лично мне не удается "стандартно" фотографировать

Вы уверены, что Вы её правильно поняли? Между прочим, такие же кривые работают у меня на цветном и ч/б негативах. Дело не в стандартном фотографировании, а в стандартной обработке под особенности человеческого восприятия.

повторю мысль, которая и так

повторю мысль, которая и так понятна: кривые эти требуют одинаковой "проявки", что лично мне не очень удобно мне, поскольку я немножко подстраиваю параметры под то, насколько велик ДЯ был при съемке (а нормальному хомо-сапиенсу может просто захочется ручку экспокоррекции подкрутить).

и вторая проблема, следствие использвоания ДД камеры по маскимуму - мне приходится сатвитьпониженный контраст в конверторе, насыщенность уплывает, обычные кривые в фотошопе ее заодно и восстанавливают.

Про особенности человеческого восприятия мы уже говорили раньше, они немножко не такие, как у фотобумаги (которая описана в зонной теории). Глаз человека переадаптируется и делает "HDR" в мозгу, поэтому высоконтрастные сюжеты воспринимает нормально. Я делаю карточки примерно так, как я вижу мир, но без локальной коррекции это не получится, увы.

Анатолий, мысль Ваша понятна

Анатолий, мысль Ваша понятна - но неверна. Кривые не требуют одинаковой проявки, они вообще ничего не требуют. Денситометрия - факт жизни, неверная денситометрия при печати (как и неверная экспонометрия при съёмке) ведёт к слабым результатам. На этом построена вся фотоиндустрия. Вы можете применять денситометрические кривые к результатам обработки в конверторе, а можете - к почти готовому композиту. Сейчас Вы их выстраиваете по своему вкусу. Вам результат кажется убедительным, а десятку моих коллег, смотревших Ваши работы - нет.

Различие между сессиями коррекции тональности и цвета - огромное. Эти действия никогла не стоит совмещать "заодно".

Сравнение особенностей человеческого восприятия с особенностями фотобумаги - это, между прочим, и есть то, для чего ведут денситометрические тесты и используют передаточные кривые.

кривые не могут не требовать

кривые не могут не требовать одинаковой "проявки", потому что одна и тот же объект, который должен получить L=50, взятый с одного и того же RAW'а, в зависимости от режима проявки может иметь совершенно разные значения яркости.

к композиту я могу применить такую кривую, но в чем смысл, если перед этим он прошел чезе через N локальных кривых, часть из которых похожа на Вашу, но с разными коэффициентами.

я думаю, что если бы у нас была бумага с contrast ratio 1:1000, то подход был бы другим.

кстати. о применении к композиту - какую кривую взять для HDR-фото, у которого исходно было 12 стопов ДЯ?

мониторы уже с контрастом

мониторы уже с контрастом 1:400-1:1000, но относительно бумаги ничего не меняется

да и слайд тоже не вялый

Ты же знаешь, что реальные

Ты же знаешь, что реальные цифры ниже, да и 8-битный sRGB не позволяет нормально в тень залезать.

и с монитором в обычных есть проблема, что и с "просто фото": мы смотрим с такого расстояния, что фото занимает довольно небольшую площадь в поле зрения, переадаптироваться тяжело. Хотя современные большие мониторы с 50 сантиметров уже можно рассматривать как некоторое приближение к реальности, но смотреть неудобно

Причем тут sRGB ? У меня

Причем тут sRGB ?
У меня монитор, калиброваный по Lstar (и внутри у него не 8 бит, а калибровочные данные в мониторе, а не в карте) позволяет отличить на больших плашках RGB 0-0-0 от 1-1-1 после адаптации по этой тени.
При этом, белая точка - 140 cd/m2, черная - 0.35 и реальная контрастность около 1:400, соответственно. Это после калибровки, до нее 1:600 (по инструкции, я не проверял).

Но при этом, все что ниже L=10 никому не нужно. Глаз так устроен, а не монитор, обсуждали же уже.

мы осуждали, что во-первых,

мы осуждали, что во-первых, значения ниже L10 прекрасно передают градации, позволяя показать черный камень не дыркой, а предметом с объемом, а во-вторых смотри в конец моего замечания - там было про большой монитор и просмотр с близкого расстояния. При этом глаз прекрасно переадаптируется на разные области фотографии, как это происходит в природе. А так - конечно, текстуры на черный камешке посреди яркого снега рассмотреть не удастся :)

Кстати, для получения

Кстати, для получения экспокоррекционной кривой можно обойтись меньшим коилчеством кадров: всего 2 (экспосдвиг ставим такой, какой хотим компенсировать софтом), только снимать надо градиент от L0 до L100

Анатолий, градиенты снимать

Анатолий, градиенты снимать нельзя - слишом много переменных придётся учитывать. Дойдут руки - напишем статью об этом, а пока - вот как выглядит распределение плотностей на снимке равномерно освещённой поверхности объективом Micro-Nikkor (то есть, с плоским полем) с фокусным 105мм на f/8: [img_assist|nid=77|title=|desc=|link=popup|align=left|width=545|height=335]

насчет градиента я лапнул

насчет градиента я лапнул сгоряча, конечно - это неморой ненужный. Нужна серая шкала на несколько ступенек, никакой градуировки не надо. Главное - мы получаем 2 "проявленных" кадра, и точно можем сказать, куда сдвинуть точку с координатой "среднее по зоне X в базовом кадре", чтобы получить яркость, как у +1 EV.

На графике выше показан

На графике выше показан косинус в 4-й степени. Кроме косинуса еще есть виньетирование, неравномерность освещения и прочие безобразия.

Поэтому - косинус поменьше, усреднять по всему кадру и так далее.

а косинус-то тут при

а косинус-то тут при чем?

зачем по всему кадру? Достаточно относительно небольшой области с почти одинаковой освещенностью. Было, к примеру, 87+/-3, стало 150+/-5. Точку 87 передвигаем в 150. Поскольку нам не нужно точное попадание в какие-то координаты (ровно 90, и никак по-другому), то градуировка серой шкалы не существенна - главное, чтобы ступунек было с запасом. Для борьбы с виньетированием просто не залезаем на края, и перепад яркостей в фрагменте будет невелик.

А зачем все это ? Я и так

А зачем все это ?

Я и так знаю две фундаментальные константы
а) замер на полстопа темнее среднесерого (впрочем, это легко проверить, просто поверив замеру)
б) среднесерый должен быть L=50

Шкала не нужна. И это большое счастье, ибо ее нужно покупать, а у всех читающих данный текст гарантированно есть монитор.

а кто говорил про "покупать"?

а кто говорил про "покупать"? Она рисуется в фотошопе и показывется действительно на мониторе, надо только пыль стереть :)

что касается "в 1 кадр" ... надо подумать ... Мне кажется, что мы можем примешать сюда еще какую-то ошибку от монитора. Хотя теоретически мы действительно можем по одному кадру вычислить перемещение, но только на полстопа и только для L=50. Вариант с двумя кадрами и шкалой дает нам сразу много точек и для любого нужного сдвига. И константы знать не надо :)

На экране не кривая, а шкала.

На экране не кривая, а шкала. Зачем тут спектрофотометр - не понимаю, все аналогично твоему случаю, просто не нужны никакие знания и имеем много "точек" на кривой сразу. Это же более-менее стандартная методика.

на экране выводится несколько квадратов одинакового серого. Снимаем со сдвигом в столько стопов, сколько хотим потом скомпенсировать кривой. Проявляем (кстати, отдельный вопрос - не поменяется ли "компенсационная" кривая при изменении WB). Открываем в фотошопе, меряем средний уровень по квадратам в обоих половинах и получаем пары значений для выставления в "кривых", берем те, что нужны по смыслу (в окрестности точки с L=50 в более светлом кадре).

Вопросы а) на экране

Вопросы
а) на экране несколько квадратов c разной яркостью ?
б) насколько у них _на_самом_деле отличается яркость ?

Если на первый вопрос ответ "нет" (яркость одинаковая или квадрат один), то это и есть методика Ильи.

1. несколько 2. не важно - я

1. несколько
2. не важно - я ж сказал, нам попадание пары в конкретную точку не так важно, главное близко в нужном диапазоне попасть.

это ровно та же "методика Ильи", только требующая пары кадров, а не кучи. Ему нужно несколько точек с разной яркостью, пара значений с нужным сдвигом. Можем взять их, фотографируя 1 квадрат много раз, можем сразу снять несколько квадратов, всего 2 кадра (под нужный сдвиг), или 5 (под 0,5, 1, 1,5, 2 EV)

Как можно обойтись двумя

Как можно обойтись двумя кадрами, если ты не знаешь дельту между патчами ?

Ну вот совсем грубо, если патчи попали в L=49,50,51, то хорошо ли будет ? А если в 22, 55, 77 (но реальные значения ты не знаешь) ?

не нужны реальны значения,

не нужны реальны значения, главное, чтобы у тебя было несколько квадратов в области полутонов, которая и является целью "точного" преобразования.

Т.е. если у нас в кадре A квадрат имел яркость 30, а B - 45, A - 40, B-55, A-20, B-30, то ты и поставишь эти пары точек на кривой
(20,30), (30,45) (40,55), выборка нужных пар - по попаданию в нужный диапазон в светлом кадре.

точное отношение яркостей между конкретными квадратами посчитать несложно, только точек для замера надо больше. Собственно говоря, характеристическую кривую и ДД камеры так и считают (во всяком случае HDR-софту ее больше просто неоткуда взять).

Я потрачу еще 3 минуты в

Я потрачу еще 3 минуты в расчете больше на других читателей, чем на тебя, ибо ты обсуждаемый текст не потрудился не только обдумать, но и внимательно прочитать первый же абзац.

Цель обсуждаемых кривых - это вернуть зоны с 4-й по 6-ю в подобающее им место. Не с 3-й по 5-ю и не с 5-й по 7-ю, а именно три средних.

Для этой цели произвольные - т.е. неизвестно какие (ибо непромеряные-некалиброваные) плашки подходят хуже, чем просто съемка одного равномерного поля. Просто по той причине, что точность затвора современной камеры - хорошая, а произвольные патчи (зачастую еще имеющие разбаланс по оттенкам на некалиброваном мониторе), да еще выбранные на глазок - имеют неизвестный разброс яркостей, может там не два стопа будет, а три. Или, наоборот, один.

В качестве бонуса мы получим еще и калибровку относительно нашего экспонометра (встроенного в камеру или внешнего - какой используем), что тоже полезно. Про что будет думать экспонометр, увидев неравномерное поле - неизвестно (особенно в матричном/evaluative замере, да и в центровзвешенном тоже), а про равномерное - отлично известно.

Алексей, прочитай внимательно

Алексей, прочитай внимательно и подумай:

зоны с 4 по 6 имеют строго определенные значения по шкале L в светлом кадре, который мы считаем "имеющим эти зоны на месте". Соответственно, мы можем из наших пар отобрать те, что попадают "светлым концом" от начала 4 зоны до конца 6. Куда именно - это не так важно, было бы точек достаточно (гладкий график функции мы можем построить по любым значениям, а не только по значениям в строго определенных точках). Хочешь попасть ближе к началу 4 и концу 6 зоны - сделай больше градаций на фотографируемой таблице, уж нарисовать 20 квадратов с яркостями, отличающимися примерно на глазок на 1/3 стопа - не проблема, точность не нужна (впрочем, с учетом гладкости кривой это не так существенно, в тень она вообще прямой уходит). Шаг примерно в 1 стоп, возможно, и грубоват.

Цвет не важен, скорее всего - мы ж в Lab'е со шкалой L работаем. В реале же кривая работает с разными цветами.

хочешь калибровку относительно экспонометра - сделай в центре квадрат побольше, ближе к L50 и поставь не центральновзвешенный замер, а центральный, да выкрутив зум на максимум для точности.

Ты предлагаешь практически

Ты предлагаешь практически автоматический процесс, где все переложено на затвор и, соответственно, сложно допустить ошибку, заменить процессом ручным с рисованием каких-то патчей, а потом их ручным отбором.
Теряя при этом бонус.

Спор ради спора ?

картинка рисуется 1 раз и

картинка рисуется 1 раз и используется многократно

автоматизация процесса примерно одинакова

я просто заметил, что можно сделать проще с моей точки зрения, а ты не врубился в технологию, вот ее мы и обсуждаем, ожидая, пока ты поймешь :)

и вообще, мне намного интересней посмотреть, как могут быть обработаны некоторе мои равы по такой методике. Можно я залью куда-нибудь пару-тройку штук?

 Ну я так скажу - стоп

 Ну я так скажу - стоп недодержки на 14-битной камее и потом правка кривой - вообще не видно проблем в полутонах. Два стопа - видна минимальная разница. Больше - хуже, конечно.

На 12-битной камере тоже

На 12-битной камере тоже правка полутонов на стоп - не вопрос. 2 - вопрос, но спорный. Тени тоже можно, но только если они мелкие, и все же стоп для них - многовато. Речь-то не про это, а совсем про другое: если мы хотим на контрастном сюжете иметь 11 зон по Адамсу (9 содержательных), то нам их надо получить на выходе конвертора (камера-то умеет, а говняность предельных теней у DSLR не так актуальна, если мы обрабатываем "по зонной теории", без локальной коррекции, ужимая старшие и младшие зоны в области низкого контраста). А конвертор "по-умолчанию", выдает стопов 8. Можно получить и все 10, только контраст придется понизить и кривые будут другие.

Несмотря на то, что я

Несмотря на то, что я ACR/Lightroom  не пользуюсь, я проверил. Нормально работают кривые, только движок экспокоррекции в конверторе трогать не надо.

Потом, это же не для теней кривые, а для полутонов.

Я верю, что они нормально

Я верю, что они нормально работаю, если не трогать движок экспокоррекции, контраста и черной точки. Но тогда на выходе - 8 стопов, даже чуть меньше, чем EOS 350D по умолчанию гонит во внутрикамерный JPEG. Если этого хватает - все отлично, но имеем меньше, чем можно "по зонной теории", а учитывая поканальность "черной точки" и кривоватость лайтрума, то и фокусы с цветом в тени (а то и не в тени, если WB очень кривой, с чем я давеча воевал).