Entrastern

Mit diesem Modul können Sie die Verarbeitung des Entrastern steuern.

🔗Bayer Filter

Kurz gesagt, die Sensorzellen einer Digitalkamera sind nur in der Lage unterschiedliche Helligkeitsstufen, nicht aber unterschiedliche Farben zu erfassen. Um ein Farbbild zu erhalten, wird jede Zelle mit einem Farbfilter abgedeckt, entweder in Rot, Grün oder Blau, die hauptsächlich Licht dieser Farbe durchlassen, was bedeutet, dass jedes Pixel eines RAW-Bildes ausschließlich Informationen einer Farbe enthalten.

Farb-Filter sind in einem bestimmten Mosaik angeordnet, dem sogenannten Bayer-Muster. Daher hat jedes Pixel Ihres Bildes ursprünglich nur Informationen über einen Farbkanal. Ein Entrastern-Algorithmus rekonstruiert die fehlenden Farbkanäle durch Interpolation mit den Daten der Nachbarpixel. Mehr dazu in den Wikipedia Artikeln zu Entrastern und zum Bayer Filter.

In darktable gibt es mehrere Algorithmen zum Entrastern, jeder mit einer eigenen Charakteristik. Die Unterschiede sind meistens klein und nur sichtbar mit Pixel-Peeping. Aber, weil das Programm mit einer Pixel-zu-Pixelbasis arbeitet und Entrastern die Basis für weitere Module schafft, kann die Wahl des Algorithmus gut sichtbare Effekte haben bei der Qualität und bei feinen Details des Bildes. Das kann auch das Erscheinen von Labyrinth-Mustern und auch das Rendering der Farbsäume beinhalten.

Entrauschungs-Interpolations-Algorithmen sind oft anfällig für Artefakte, typischerweise zu sehen als moiréartige Muster gut sichtbar, wenn Sie stark in Ihr Bild hineinzoomen. Der gewählte Algorithmus kann bereits vorgängig-existierenden Moiré oder Labyrinth_Muster in den RAW Daten zum Besseren oder Schlechteren beeinflussen. In solchen Fällen ist oft VNG4 und LMMSE stabiler.

Folgende Entrastern Algorithmen gibt es für Sensoren mit Bayer-Filtern:

PPG als Standard-Algorithmus in darktable verwendet. Er ist schnell, aber andere Algorithmen ergeben bessere Resultate.
AMaZE and RCD ergeben bessere Rekonstruktionen von Hochfrequenz-Inhalten (feinere Details, Kante, Sterne), können weniger gut umgehen mit Farbrekonstruktionen bei Überschreitungen oder zugefügtes Rauschen in Zonen mit geringem Kontrast. Während AMaZE oft mehr Hochfrequenz-Details behält, ist es aber mehr anfällig für Farb-Überschreitungen als RCD. Da RCD jetzt ähnliche Eigenschaften ergibt wie PPG, aber mit besseren Resultaten, ist das der neue Standard-Algorithmus.
LMMSE ist für Hoch-ISO und verrauschte Bilder besser geeignet als AMaZE oder RCD, die beide bei solchen Bildern überschießende Artefakte generieren. Es kann auch nötig sein, Bilder, die Moiré Muster zeigen, mit anderen Algorithmen zu bearbeiten.
VNG4 ist besser geeignet zur Anwendung bei Bildern mit Niedrig-Frequenz Inhalten (z.B. kontrastarme Flächen, wie ein Himmel) aber, verglichen zu AMaZE und RCD, ist es oft der Grund für Verluste an Details des Hochfrequenzteils und es kann oft zu lokalen Farbverschiebungen führen. VNG wird nicht länger empfohlen – für die meisten Bilder ergeben andere Algorithmen meist bessere Resultate.

Hinweis: Die Leistung der Algorithmen zum Entrastern ist recht unterschiedlich, AMaZE ist bei weitem der langsamste.

🔗Sensoren ohne Bayer-Filter

Es gibt einige wenige Kameras, deren Sensoren keinen Bayer-Filter verwenden. Kameras mit einem “X-Trans”-Sensor verfügen über einen eigenen Satz von Entrastern-Algorithmen. Der Standard-Algorithmus für X-Trans-Sensoren ist Markesteijn 1-pass, der recht gute Ergebnisse liefert. Für eine etwas bessere Qualität (auf Kosten einer viel langsameren Verarbeitung), wählen Sie Markesteijn 3-pass. Obwohl VNG-Entrastern schneller ist als _Markesteijn 1-pass auf gewissen Computern, ist es anfälliger für Entrastern-Artefakte.

🔗Spezial Algorithmen

Durchschleifen (Monochrom) ist nur für Kameras sinnvoll, bei denen das Farbfilter-Array physikalisch vom Sensor entfernt ist, z. B. physikalisch verkratzt. Normalerweise rekonstruiert das Entrastern fehlende Farbkanäle durch Interpolation mit den Daten der benachbarten Pixel. Da das Farbfilter-Array jedoch nicht vorhanden ist, gibt es nichts zu interpolieren, sodass dieser Algorithmus einfach alle Farbkanäle auf den gleichen Wert setzt, was zur Folge hat, dass Pixel grau werden und somit ein monochromes Bild erzeugt wird. Diese Methode garantiert, dass es keine Interpolationsartefakte gibt, die sonst bei Verwendung eines der Standard-Entrastern-Algorithmen auftreten könnten.

Photosite_color ist nicht vorgesehen für die Bildbearbeitung. Es nimmt die RAW Photosite Daten und stellt sie als rot, grün oder blau dar. Das wird benutzt die Störungssuche, um die RAW Daten zu sehen und kann bei der Analyse helfen von Fehlern, die durch andere Entrauschungs-Algorithmen verursacht sind.

🔗Doppelte Entrastern Algorithmen

Es gibt Bilder mit Flächen, die am besten mit einem Algorithmus entrastert würden, der Hochfrequenz-Informationen beibehält, (wie AMaZE or RCD), während andere Bildteile eher profitieren würden von einer Niedrig-Frequenz Art (wie VNG4).

In Doppel Entrastern-Algorithmen (z.B. RCD + VNG4) werden die Sensordaten zweimal entrastert, zuerst mit RCD, AMaZE oder Markesteijn 3-pass und dann mit VNG4. Beide Sets der entrasterten Daten werden für nachfolgende Entwicklungsschritte beibehalten.

Die Daten der Hochfrequenz-Algorithmen werden dann analysiert für lokale Daten Änderungen und, mit einem Schwellenwert, wird das Output-Bild Pixel für Pixel für jeden Farbkanal geschrieben, mit Daten jedes Entrasterungs-Algorithmus, abhängig der lokalen Datenveränderung.

Im Normalfall, werden detailreiche Bildteile mit dem dafür am besten geeigneten Algorithmus entrastert (RCD, AMaZe, Markesteijn 3-pass) und wenig detailarme Bildteile (wie blauer Himmel) werden mit dem zweiten Algorithmus (VNG4) entrastert.

Die “lokale Datenänderung” wird technisch mit einer gaußschen-verwischten Einzelkanal-Auswahlmaske, die mit einer Kombination des Schwellenwertes und der Pixel-Luminanz berechnet wird.

🔗Auswahl des Schwellenwertes

Ein automatisch berechneter Schwellenwert ist schwer zu integrieren. Stattdessen kann der Schalt-Button zeige die Mischmaske dazu benutzt werden, die Auswahl Maske anzuzeigen, damit kannst du die Auswahl des Algorithmus manuell kontrollieren. Je heller die Pixel in der angezeigten Maske, umso mehr wird für den Output vom Hochfrequenz-Algorithmus genommen.

🔗Moduleinstellungen

Methode: Der Entrasterungs-Algorithmus, der gebraucht werden soll.
Kantenschwellwert (nur PPG): Stelle die Schwelle für einen zusätzlichen Median ein. Die Standardeinstellung ist „0“, wodurch die Medianfilterung deaktiviert wird.
lmmse refine (LMMSE only): Schritte zur Verfeinerung zum Gebrauch mit dem LMMSE Demosaicing-Algortithmus. Mittlere Schritte vereinheitlichen die Ausgabe. Schritte zur Verfeinerung fügen gewisse Neuberechnungen der Rot und Blau Kanäle hinzu. Während die Optionen zur Verfeinerung bei Luma Rauschen gut arbeiten, können sie die Qualität bei Bildern mit viel Chroma Rauschen verringern.
Farbglättung: Aktiviert eine Reihe zusätzlicher Farbglättungsdurchgänge. Standardeinstellung ist „aus“.
Grün anpassen: Bei einigen Kameras haben die grünen Filter leicht unterschiedliche Eigenschaften. Dieser Parameter fügt einen zusätzlichen Abgleich hinzu, um Artefakte zu unterdrücken. Verfügbare Optionen sind „deaktiviert“, „lokales Mittel“, „volles Mittel“ und „volles und lokales Mittel“. Diese Option wird bei X-Trans-Sensoren nicht angezeigt.
Wähle Doppel-Schwellwert (nur Doppel Entrasterungs-Modi): Setze den Kontrast-Schwellwert für Doppel Entrasterungs-Modi. Niedrigere Werte brauchen den Hochfrequenz-Entratersung-Algorithmus und höhere Werte brauchen den Niedrigfrequenz-Entratersung-Algorithmus.
Überblendemaske anzeigen (nur bei Dual-Entrasterungsmodi): Zeigt die Überblendmaske zur Unterscheidung zwischen Hoch- und Niederfrequenzbereichen (angepasst mit dem Parameter “Schwellwert für Wechsel”). Je heller die Maske, desto mehr der Modulausgabe kommt für ein Pixel vom Hochfrequenz-Entrasterungsalgorithmus .