demosaicizza

Controlla come i file RAW vengono demosaicizzati.

🔗filtri bayer (o bayesiani)

The sensor cells of a digital camera are not color-sensitive – they are only able to record different levels of lightness. In order to obtain a color image, each cell is covered by a color filter (red, green or blue) that primarily passes light of that color. This means that each pixel of the raw image only contains information about a single color channel.

I filtri colorati vengono di solito posizionati in un mosaico con uno schema conosciuto come matrice Bayer. L’algoritmo di demosaicizzazione ricostruisce il canale colore mancante interpolando dati dai pixel adiacenti. Per ulteriori approfondimenti leggi l’articolo di Wikipedia sulla demosaicizzazione e sullo schema Bayer

Darktable offre diversi algoritmi di demosaicizzazione, ciascuno con le sue proprie caratteristiche. Le differenze tra di loro sono spesso molto sottili e potrebbero essere notate solo quando si sbircia a livello di pixel. Ciononostante, siccome il programma lavora pixel-per-pixel e la demosaicizzazione genera i dati di base per gli altri moduli, la scelta dell’algoritmo può avere un impatto significativo sulla qualità dei dettagli fini dell’immagine. Ciò può introdurre falsi motivi a labirinto, così come impattare la qualità di resa dei margini colorati.

Gli algoritmi di demosaicizzazione sono spesso proni a produrre artefatti, solitamente visibili come effetto Moiré quando si ingrandisce l’immagine. L’algoritmo scelto potrebbe gestire effetti Moiré o motivi a labirinto pre esistenti nei dati raw meglio o peggio di altri. In queste circostanze VNG4 e LMMSE sono spesso più stabili.

Per i sensori con filtro di Bayer sono disponibili i seguenti algoritmi di demosaicizzazione.

PPG è stato l’algoritmo di demosaicizzazione predefinito di darktable. E’ veloce, ma altri algoritmi producono in genere migliori risultati.
AMaZE e RCD offrono migliore ricostruzione di contenuti ad alta frequenza (dettagli fini, margini, stelle) ma potrebbero avere difficoltà con una ricostruzione colore esagerata o con maggior rumore in aree a basso contrasto. Mentre AMaZE di solito mantiene più dettagli ad alta frequenza è anche più prono ad esagerare i colori rispetto a RCD. Dato che RCD ora offre prestazioni simili a PPG, ma con risultati migliori, è ora il nuovo algoritmo predefinito.
LMMSE is better suited for use on high ISO and noisy images than AMaZE or RCD, both of which tend to generate overshooting artefacts when applied to such images. It can also be useful to manage images that exhibit Moiré patterns with other algorithms.
VNG4 is better suited for use on images with low-frequency content (e.g. low contrast regions such as sky) but, compared to AMaZE and RCD, it causes loss of some high-frequency details and can sometimes add local color shifts. VNG4 is no longer recommended – for most images, other available algorithms provide better results.

Nota: Le prestazioni degli algoritmi di demosaicizzazione differiscono in maniera significativa, AMaZE è di gran lunga il più lento.

🔗sensori senza filtri Bayer

Esistono alcune fotocamere i cui sensori non usano un filtro Bayer. Fotocamere con sensori “X-Trans” hanno il loro insieme di algoritmi di demosaicizzazione. L’algoritmo predefinito per i sensori X-Trans è Markesteijn 1-pass, il quale produce risultati discreti. Per una qualità leggermente migliore (al prezzo di un’elaborazione decisamente più lenta) scegli Markesteijn 3-pass. Nonostante VNG sia più veloce di Markesteijn 1-pass in alcuni computer, è maggiormente prono agli artefatti.

🔗algoritmi speciali

passaggio (monocromia) è utile soltanto per fotocamere da cui sono stati rimossi fisicamente i filtri colore dal sensore (ad esempio grattato via). Gli algoritmi di demosaicizzazione di solito ricostruiscono i canali colori mancanti interpolando i dati dei pixel vicini. Ciononostante, se i filtri colore non sono presenti, non c’è nulla da interpolare, e quindi questo algoritmo imposta semplicemente tutti i canali colore allo stesso valore, col risultato di avere un’immagine monocromatica. Questo metodo evita gli artefatti di interpolazione che gli algoritmi di demosaicizzazione standard possono introdurre.

color fotosito non è inteso per essere usato nell’elaborazione delle immagini. Prende i dati raw del fotosito e li presenta come un pixel rosso, verde o blu. E’ stato progettato a scopo di debug per vedere i dati raw e può aiutare con l’analisi degli errori prodotti dagli atri algoritmi di demosaicizzazione.

🔗algoritmi di demosaicizzazione duali

Alcune immagini hanno aree che sarebbero demosaicizzate al meglio usando un algoritmo che preserva le informazioni ad alta frequenza (tipo AMaZE o RCD) ed altre area che potrebbero beneficiare di un algoritmo più adatto per contenuti a bassa frequenza (tipo VNG4).

Negli algoritmi di demosaicizzazione duali (es: RCD + VNG4) i dati del sensore sono demosaicizzati due volte, prima da RCD, AMaZE o Markesteijn 3-pass, e dopo da VNG4. Entrambi i dati demosaicizzati vengono tenuti per le elaborazioni successive.

The data from the high frequency algorithm is then analysed for local data change and, using a threshold (there is a bit more of maths involved here), the output image is written pixel-by-pixel for each color channel using data from each demosaic algorithm weighed by the local data change.

In general, areas with greater detail are demosaiced by the algorithm best suited to that purpose (RCD, AMaZe, Markesteijn 3-pass) and any flat areas (like blue sky) are demosaiced using the second algorithm (VNG4).

Il ‘cambiamento dati locale’ è implementato tecnicamente come una maschera di selezione a canale singolo con una sfocatura gaussiana, calcolata dalla combinazione del valore di soglia e della luminanza del pixel.

🔗selezionare la soglia

E’ difficile implementare una soglia calcolata automaticamente. Invece, il pulsante “mostra maschera di fusione” può essere usata per mostrare la maschera di selezione in modo tale che tu possa controllare manualmente la selezione dell’algoritmo. Più chiari sono i pixel nella maschera mostrata, e più il risultato proviene dall’algoritmo ad alta frequenza.

🔗Controlli modulo

metodo: L’algoritmo di demosaicizzazione da usare (vedi sopra).
soglia margini (solo PPG): La soglia per un ulteriore passaggio mediano. Predefinito a “0”, il che disabilita il filtro mediano.
LMMSE refine (LMMSE only): Refinement steps for use with the LMMSE demosaic algorithm. Median steps average the output. Refinement steps add some recalculation of red and blue channels. While the refinement options work well for luma noise, they may decrease quality on images with heavy chroma noise.
levigatura colore: Attiva un certo numero di passaggi aggiuntivi per la levigatura colore. Predefinito a “Disabilitato”
corrispondenza verdi: In alcune fotocamere i filtri per il verde hanno proprietà leggermente variabili. Questo parametro aggiunge un passo di equalizzazione ulteriore per sopprimere gli artefatti. Le opzioni disponibili sono “disabilitato”, “media locale”, “media piena” e “media piena e locale”. Quest’opzione non viene mostrata per i sensore X-Trans.
passa a soglia duale (solo modalità demosaicizzazione duale): Imposta la soglia di contrasto per le modalità di demosaicizzazione duale. Valori più bassi favoriscono l’algoritmo di demosaicizzazione ad alta frequenza, e valori più alti favoriscono l’algoritmo a bassa frequenza.
mostra maschera di fusionze (solo modalità di demosaicizzazione duale): Mostra la maschera di fusione che viene usata per differenziare tra le aree ad alta e bassa frequenza (regolata dal parametro “passa a soglia duale”). Per ciascun pixel, più chiara è la maschera, più l’output è preso dall’algoritmo di demosaicizzazione ad alta frequenza.