Калібрування кольору

Модуль повнофункціональної корекції колірного простору, регулювання балансу білого та змішування каналів.

Цей простий, але потужний модуль можна використовувати наступними способами:

Щоб відрегулювати баланс білого (хроматична адаптація) працює в тандемі з модулем Баланс білого. Тут модуль Баланс білого вносить деякі початкові корективи (необхідні для ефективної роботи модуля Демозаїкізація), а модуль Калібрування кольору потім обчислює більш перцептивно точний баланс білого після застосування вхідного колірного профілю.
Як простий RGB змішувач каналів, що регулює вихідні канали R, G і B на основі вхідних каналів R, G і B, для виконання перехресного грейдингу кольорів.
Для регулювання насиченості кольорів та яскравості зображення, виходячи із відносної сили каналів R, G і B кожного пікселя.
Для створення виходу у відтінках сірого на основі відносної сили каналів R, G і B, подібно до реакції чорно-білої плівки на спектр світла.
Для підвищення точності кольору вхідного колірного профілю при використанні калібраційної мішені.

🔗Баланс білого у вкладці CAT (Chromatic Adaptation Transformation)

Хроматична адаптація має на меті передбачити, як би виглядали всі поверхні сцени, якби їх освітлював інший освітлювач. Однак насправді ми хочемо передбачити, як би виглядали ці поверхні, якби вони були освітлені тим самим освітлювачем, що і ваш монітор, щоб усі кольори сцени відповідали зміні освітлювача. З іншого боку, баланс білого спрямований лише на те, щоб білі та сірі були справді нейтральними (R = G = B) і насправді не піклується про решту колірної гами. Отже, баланс білого є лише частковою хроматичною адаптацією.

Хроматична адаптація контролюється на вкладці CAT (Chromatic Adaptation Transformation) модуля Калібрування кольору. При такому використанні модуль Баланс білого все ще необхідний, оскільки йому потрібно виконати базову операцію балансу білого (у прив’язці до значень вхідного профілю). Це технічне балансування білого (режим “референсне значення з камери”) є налаштуванням, завдяки якому сірі кольори, освітлені стандартним освітлювачем D65, виглядають ахроматично, це робить процес демозаїки більш точним, але не виконує жодної перцептивної адаптації відповідно до сцени. Потім фактична хроматична адаптація виконується модулем Калібрування кольору поверх тих виправлень, які виконуються модулями Баланс білого та Вхідний колірний профіль. Тому використання власних матриць у модулі Вхідний колірний профіль не рекомендується. Крім того, коефіцієнти RGB в модулі Баланс білого повинні бути точними, щоб цей модуль працював передбачуваним чином.

Модулі Калібрування кольору та Баланс білого можуть бути автоматично застосовані для виконання хроматичної адаптації для нових редагувань, якщо встановити метод автозастосування для хроматичної адаптації (Налаштування > Обробка > Метод автозастосування замовчувань хроматичної адаптації) в значення “сучасний”. Якщо ви віддаєте перевагу балансуванню білого в модулі Баланс білого, також передбачена опція “застарілий”. Жоден із варіантів не виключає використання інших модулів (наприклад, Колірний баланс RGB) для креативного грейдингу кольорів далі по конвеєру.

За замовчуванням Калібрування кольору виконує хроматичну адаптацію шляхом:

читання даних Exif файлу raw для отримання балансу білого сцени, встановленого камерою,
регулювання цього налаштування за допомогою референсного балансу білого камери з модуля Баланс білого,
подальшого регулювання цього налаштування з використанням вхідного колірного профілю (лише стандартна матриця).

Для узгодженості параметри модуля Калібрування кольору за замовчуванням завжди передбачають, що в модулі Вхідний колірний профіль використовується стандартна матриця – будь-які нестандартні налаштування в цьому модулі ігноруються. Однак за замовчуванням Калібрування кольору може прочитати будь-які автоматично застосовані пресети в модулі Баланс білого.

Варто також зазначити, що, на відміну від модуля Баланс білого, Калібрування кольору можна використовувати з масками. Це означає, що ви можете вибірково коригувати різні частини зображення, враховуючи різні джерела світла.

Для цього створіть екземпляр модуля Калібрування кольору для виконання глобальних налаштувань за допомогою маски, щоб виключити ті частини зображення, які ви хочете обробляти інакше. Потім створіть другий екземпляр модуля, повторно використовуючи маску з першого екземпляра (але інвертовану), використовуючи растрову маску.

🔗Робочий процес вкладки CAT

The default illuminant and color space used by the chromatic adaptation are initialised from the Exif metadata of the RAW file “as set in camera”.

Alternatively you can use the picker (to the right of the color patch) to select a neutral color from the image or, if one is unavailable, select the entire image. In this case, the algorithm finds the average color within the chosen area and sets that color as the illuminant. This method relies on the “gray-world” assumption, which predicts that the average color of a natural scene will be neutral. This method will not work for artificial scenes, for example those with painted surfaces.

Виберіть “Як знято в камері”, щоб відновити значення за замовчуванням камери та перечитати raw Exif.

Зразок кольору показує колір поточно розрахованого освітлювача у просторі sRGB. Метою алгоритму хроматичної адаптації є перетворення цього кольору на чисто білий, що не обов’язково означає зміщення зображення в бік перцептивно протилежного кольору. Якщо освітлювач встановлений належним чином, при відключенні модуля зображення отримає той самий відтінок, що і на цьому кольоровому зразку.

Ліворуч від зразка кольору вказано наближення CCT (correlated color temperature, корельована кольорова температура). Це найближча температура в кельвінах до освітлювача, що використовується зараз. У більшості програм обробки зображень прийнято встановлювати баланс білого за допомогою комбінації температури та відтінку. Однак, коли освітлювач далеко від денного світла, CCT стає неточним і неактуальним, і CIE (Міжнародна комісія з освітлення) не рекомендує використовувати його в таких умовах. Читання CCT інформує вас про найближчий збіг CCT:

Коли за CCT слідує “(денне світло)”, це означає, що поточний освітлювач наближається до ідеального спектра денного світла ± 0,5% і тому показник CCT є значущим. У цьому випадку вам рекомендується використовувати освітлювач “D (денне світло)”.
Коли за CCT слідує “(чорне тіло)”, це означає, що поточний освітлювач наближається до ідеального спектру чорного тіла (планківського) ± 0,5% і показник CCT тому є значущим. У цьому випадку вам рекомендується використовувати освітлювач “Планківський (чорне тіло)”.
Коли за CCT слідує “(недійсно)”, це означає, що цифра CCT безглузда і неправильна, тому що ми занадто далекі від спектра денного світла або чорного тіла. У цьому випадку вам рекомендується використовувати освітлювач власний. Хроматична адаптація все одно буде виконуватися, як очікувалося (див. примітку нижче), тому тег “(недійсно)” означає лише те, що поточний колір освітлення не є точно прив’язаним до відображуваного CCT. Цей тег не повинен турбувати вас – він просто повинен сказати вам триматися подалі від денного світла та планківських освітлювачів, оскільки вони не будуть поводитися так, як ви могли б очікувати.

Коли використовується один із вищезазначених методів виявлення освітлювача, модуль перевіряє, де знаходиться розрахунковий освітлювач, використовуючи два ідеалізовані спектри (денне світло і чорне тіло) і вибирає найбільш точну модель спектра для використання в параметрі Освітлювач. Інтерфейс користувача буде відповідно змінюватися:

Буде надано повзунок температури, якщо виявлений освітлювач наближається до спектру D (денне світло) або (чорне тіло), для яких значення CCT є значущим.
Повзунки відтінку та кольоровості у просторі CIE 1976 Luv пропонуються для освітлювача Власний, що дозволяє безпосередньо вибирати колір освітлювача на перцептивній основі без будь-якого проміжного припущення.

Примітка: Внутрішньо освітлювач представлений його абсолютними координатами кольоровості в кольоровому просторі CIE xyY. Опції вибору освітлювачів у модулі – це просто інтерфейси для встановлення цієї кольоровості відносно реального світу і призначені для прискорення цього процесу. Для алгоритму немає значення, якщо значення CCT позначено як “недійсне” – це просто означає, що зв’язок між CCT та відповідними координатами xyY не є фізично точним. Незалежно від того, колір, встановлений для освітлювача, як показано в зразку кольору, завжди буде дотримуватися алгоритмом.

When switching from one illuminant to another, the module attempts to translate the previous settings to the new illuminant as accurately as possible. Switching from any illuminant to custom preserves your settings entirely, since the custom illuminant is a general case. Switching between other modes, or from custom to any other mode, will not precisely preserve your settings from the previous mode due to rounding errors.

Доступні інші жорстко закодовані освітлювачі (див. нижче). Їх значення походять від стандартних освітлювачів CIE і є абсолютними. Ви можете використовувати їх безпосередньо, якщо ви точно знаєте, яку лампочку було використано для освітлення сцени, і якщо вважаєте точним вхідний профіль та референсні коефіцієнти (D65) вашої камери. В іншому випадку дивіться застереження нижче.

🔗Елементи керування вкладки CAT

Адаптація

Робочий колірний простір, в якому модуль буде виконувати своє перетворення хроматичної адаптації та змішування каналів. Надані такі опції:

Linear Bradford (1985): Це є точним для освітлювачів, близьких до денного світла, і сумісне зі стандартом ICC v4, але створює кольори поза охопленням для більш складних освітлювачів.

CAT16 (2016): Це варіант за замовчуванням і він є більш надійним, уникаючи уявних кольорів під час роботи з великим охопленням або насиченим блакитним і пурпурним кольорами. У більшості випадків він точніший, ніж Бредфорд.

Нелінійний Бредфорд (1985): Іноді він може дати кращі результати, ніж лінійна версія, але є ненадійним.

XYZ: Це найменш точний метод, який зазвичай не рекомендується, за винятком тестування та налагодження.

Немає: Вимкнути будь-яку адаптацію та використовувати робочий простір RGB конвеєра.

Освітлювач

Тип освітлювача, який, як передбачається, освітлював сцену. Виберіть з наступного:

same as pipeline (D50): Do not perform chromatic adaptation in this module instance but just perform channel mixing, using the selected adaptation color space.

CIE standard illuminant: Choose from one of the CIE standard illuminants (daylight, incandescent, fluorescent, equi-energy, or black body), or a non-standard “LED light” illuminant. These values are all pre-computed – as long as your camera sensor is properly profiled, you can just use them as-is. For illuminants that lie near the Planckian locus, an additional “temperature” control is also provided (see below).

custom: If a neutral gray patch is available in the image, the color of the illuminant can be selected using the picker, or can be manually specified using hue and saturation sliders (in LCh perceptual color space). The color swatch next to the picker shows the color of the calculated illuminant used in the CAT compensation. The picker can also be used to restrict the area used for AI detection (below).

(AI) detect from image surfaces: This algorithm obtains the average color of image patches that have a high covariance between chroma channels in YUV space and a high intra-channel variance. In other words, it looks for parts of the image that appear as though they should be gray, and discards flat colored surfaces that may be legitimately non-gray. It also discards chroma noise as well as chromatic aberrations.

(AI) detect from image edges: Unlike the white balance module’s auto-white-balancing which relies on the “gray world” assumption, this method auto-detects a suitable illuminant using the “gray edge” assumption, by calculating the Minkowski p-norm (p = 8) of the laplacian and trying to minimize it. That is to say, it assumes that edges should have the same gradient over all channels (gray edges). It is more sensitive to noise than the previous surface-based detection method.

as shot in camera: Calculate the illuminant based on the white balance settings provided by the camera.

Температура

Регулювання кольорової температури освітлювача. Переміщення повзунка вправо відповідає більш синьому освітлювачу, що зробить зображення більш теплим/червоним. Переміщення повзунка вліво відповідає більш червоному освітлювачу, що робить зображення більш холодним/синім після компенсації.

Цей елемент керування призначений лише для освітлювачів, які лежать поблизу планківського локусу, він забезпечує точне регулювання вздовж цього локусу. Для інших освітлювачів поняття “кольорова температура” не має сенсу, тому не передбачено регулятор температури.

Відтінок

Для власного коригування балансу білого встановіть відтінок освітлювального кольору в кольоровому просторі LCh (отриманому з простору CIE Luv).

Кольоровість

Для власного коригування балансу білого встановіть кольоровість (або насиченість) освітлювального кольору в кольоровому просторі LCh (отриманому з простору CIE Luv).

Стиснення охоплення

Більшість сенсорів камер трохи чутливі до довжин хвиль невидимого ультрафіолету, які реєструються в синьому каналі і створюють “уявні” кольори. Після виправлення вхідним кольоровим профілем ці кольори приберуться з охоплення (тобто, можливо, більше не вдасться представляти певні кольори як дійсний триплет [R, G, B] з позитивними значеннями в робочому колірному просторі) і це створюватиме візуальні артефакти в градієнтах. Хроматична адаптація може також виштовхувати інші дійсні кольори з охоплення, в той же час витісняючи будь-які кольори, що вже вийшли з охоплення, ще більше за межі охоплення.

Стиснення охоплення використовує перцептивний, неруйнівний метод, щоб спробувати стиснути кольоровість, зберігаючи яскравість як є і відтінок якомога ближче, щоб втиснути все зображення в охоплення робочого колірного простору конвеєра. Одним з прикладів, коли ця функція є дуже корисною, є сцени, що містять сині світлодіодні джерела світла, які часто є досить проблематичними і можуть призвести до некрасивого відсікання охоплення на кінцевому зображенні.

Обрізати негативні значення RGB з охоплення

Видалити всі негативні значення RGB (встановити їх на нуль). Це допомагає впоратися з поганим рівнем чорного, а також із проблемами обрізання синього каналу, які можуть виникнути при синіх світлодіодних джерелах світла. Ця опція є руйнівною для кольору (може змінити відтінок), але гарантує дійсний вихід RGB що б не сталося. Цю опцію ніколи не слід вимикати, хіба що ви хочете подбати про відображення охоплення вручну і розумієте, що ви робите. У цьому випадку скористайтеся корекцією рівня чорного в модулі Експозиція, щоб позбутися будь-якого негативного RGB (RGB означає світло, що є енергією і тому завжди має бути позитивною величиною), а потім збільшуйте стиснення охоплення, поки не зникнуть всі суцільні чорні плями на зображенні. Правильне знешумлення також може допомогти позбутися дивних значень RGB. Зауважте, що цього підходу все ще може бути недостатньо, щоб відновити деякі глибокі та сяючі відтінки синього.

Примітка 1: Повідомлялося, що деякі драйвери OpenCL не поводяться добре, коли в піксельному конвеєрі присутні негативні значення RGB, оскільки багато піксельних операторів використовують логарифмічні та степеневі функції (Filmic, Колірний баланс, всі перетворення колірних просторів CIE Lab <-> CIE XYZ), які не визначені для від’ємних чисел. Хоча вхідні дані “дезінфікуються” перед чутливими операціями, цього недостатньо для деяких драйверів OpenCL, які видаватимуть ізольовані значення NaN (“не число”). Ці значення NaN можуть бути згодом розповсюджені за допомогою локальних фільтрів (операції розмиття та збільшення різкості, такі як різкість, локальний контраст, еквалайзер контрасту, фільтр низьких частот, фільтр високих частот, поверхневе розмиття та відновлення переекспозиції в Filmic), що призводить до великих чорних, сірих або білих квадратів.

У всіх цих випадках ви повинні увімкнути опцію “Обрізати негативні значення RGB з охоплення” в модулі Калібрування кольору.

Примітка 2: Поширеним випадком відмови алгоритмів кольору в Калібруванні кольору (особливо стиснення охоплення) є пікселі, які мають значення яскравості 0 (канал Y простору CIE 1931 XYZ), але ненульове значення хроматичності (канали X і Z простору CIE 1931 XYZ). Цей випадок є числовою незвичайністю, яка не відповідає жодній фізичній реальності (піксель без яскравості також не повинен мати хроматичності), призведе до ділення на нуль у колірних просторах xyY та Yuv і в результаті створить значення RGB NaN. Цю проблему не виправляють усередині Калібрування кольору, оскільки це є симптомом поганого профілювання вхідних даних та/або поганого рівня точки чорного і її потрібно вирішувати вручну, регулюванням вхідного колірного профілю за допомогою мікшера каналів, або корекцією рівня чорного в модулі Експозиція.

🔗Попередження CAT

Хроматична адаптація в цьому модулі спирається на ряд припущень щодо попередніх етапів обробки в конвеєрі, щоб працювати коректно. Можна легко ненавмисно порушити ці припущення. Щоб допомогти вам уникнути подібних помилок, модуль Калібрування кольору відображатиме попередження за наступних обставин.

Якщо модуль Калібрування кольору налаштований на виконання хроматичної адаптації, але модуль Баланс білого не встановлений на “референсне значення з камери”, попередження відображатимуться в обох модулях. Ці помилки можна вирішити, встановивши для модуля Баланс білого значення “референсне значення з камери”, або відключивши хроматичну адаптацію в модулі Калібрування кольору. Зверніть увагу, що деякі сенсори можуть вимагати незначних виправлень у модулі Баланс білого, в цьому випадку ці попередження можна ігнорувати.
Якщо було створено два або більше екземплярів модуля Калібрування кольору, кожен з яких намагається виконати хроматичну адаптацію, у другому екземплярі буде показано помилку. Це може бути правильним використанням (наприклад, коли маски були встановлені для застосування різних балансів білого до різних ділянок зображення, які не перекриваються), у цьому випадку попередження можна ігнорувати. У більшості інших випадків хроматичну адаптацію слід вимкнути в одному з екземплярів, щоб уникнути подвійних корекцій.

За замовчуванням, якщо екземпляр модуля Калібрування кольору вже виконує хроматичну адаптацію, для кожного нового екземпляра, який ви створюєте, буде автоматично встановлено його адаптацію на “немає”, щоб уникнути цієї помилки “подвійної корекції”.

Режими хроматичної адаптації в Калібрування кольору можна відключити, встановивши для Адаптація значення “Немає” або встановивши для Освітлювач значення “Як в конвеєрі обробки (D50)” на вкладці CAT.

Ці попередження призначені для запобігання типовим та простим помилкам під час використання автоматичних пресетів за замовчуванням у модулі в типовому робочому процесі редагування raw. При використанні користувацьких пресетів та деяких конкретних робочих процесів, таких як редагування сканів плівок або JPEG, ці попередження можна і потрібно ігнорувати.

Досвідчені користувачі можуть вимкнути попередження модулів у налаштування > обробка > показувати попереджувальні повідомлення.

🔗Змішування каналів

Залишок цього модуля – це стандартний змішувач каналів, що дозволяє регулювати вихідні сигнали R, G, B, барвистість, яскравість та сірий колір модуля на основі відносної сили вхідних каналів R, G та B.

Змішування каналів виконується в колірному просторі, визначеному елементом керування Адаптація на вкладці CAT. Для всіх практичних цілей ці простори CAT є особливими просторами RGB, прив’язаними до фізіології людини та є пропорційними випромінюванню світла на сцені, але вони все одно поводяться так само, як і будь-який інший RGB простір. Використання будь-якого з просторів CAT може полегшити процес регулювання змішувача каналів через їх зв’язок з фізіологією людини, але також можливо змішати канали в робочому просторі RGB конвеєра, встановивши для Адаптація значення “Немає”. Щоб виконати змішування каналів в одному з кольорових просторів адаптації без хроматичної адаптації, встановіть для Освітлювач значення “Як в конвеєрі обробки (D50)”.

Примітка: Фактичні кольори основних кольорів CAT або RGB, що використовуються для змішування каналів, проектовані на простір відображення sRGB, нанесено на смуги повзунків RGB, так що ви зможете зрозуміти зміну кольору, яка буде результатом змінених налаштувань.

Змішування каналів – це процес, який визначає коефіцієнт підсилення/приглушення для кожного каналу як співвідношення всіх початкових каналів. Замість введення однієї плоскої корекції, яка пов’язує вихідне значення каналу з його вхідним значенням (наприклад, R_вихід = R_вхід × корекція), тут корекція для кожного каналу залежить від входу всіх каналів для кожного пікселя (наприклад, R_вихід = R_вхід × R_корекція + G_вхід × G_корекція + B_вхід × B_корекція). Таким чином, кольорові канали вносять свій внесок в інші канали (процес, відомий як “перехресний вплив”), що еквівалентно обертанню основних кольорів кольорового простору в 3D. Це, по суті, цифрове моделювання фізичних кольорових фільтрів.

Хоча обертання основних кольорів у 3D в кінцевому підсумку еквівалентно застосуванню загального обертання відтінків, зв’язок між корекціями RGB та результуючим перцептивним поворотом відтінку не є безпосередньо передбачуваним, що робить процес неінтуїтивним. “R”, “G” і “B” слід сприймати як суміш 3-х джерел світла, які ми підсилюємо і ослаблюємо, а не як набір кольорів або відтінків. Крім того, оскільки тристимул RGB не роз’єднує яскравість і кольоровість, а є моделлю адитивного освітлення, канал “G” сильніше пов’язаний із сприйняттям яскравості людиною, ніж “R” та “B”. Усі пікселі мають ненульовий G-канал, що означає, що будь-яка корекція G-каналу може вплинути на всі пікселі.

Таким чином, процес змішування каналів пов’язаний з фізичною інтерпретацією тристимулу RGB (як адитивні джерела світла), що робить його придатним для грейдингу основних кольорів і коригувань освітлювачів та плавного змішування змін кольорів. Однак спроба зрозуміти і передбачити це з перцептивної точки зору (яскравість, відтінок і насиченість) зазнає невдачі і не рекомендується.

Примітка: Мітки “R”, “G” і “B” на каналах кольорових просторів у цьому модулі є лише конвенціями, сформованими за звичкою. Ці канали не обов’язково виглядають “червоними”, “зеленими” та “синіми”, користувачам не рекомендується намагатись осмислити їх на основі їх імен. Це загальний принцип, який застосовується до будь-якого простору RGB, що використовується в будь-якій програмі.

🔗Вкладки R, G та B

На самому базовому рівні ви можете уявити вкладки R, G та B модуля Калібрування кольору як тип множення матриці між матрицею 3x3 та вхідними значеннями [R G B]. Це насправді дуже схоже на те, що робить кольоровий профіль ICC на основі матриці, за винятком того, що користувач може вводити коефіцієнти матриці через графічний інтерфейс Darktable, а не зчитувати коефіцієнти з файлу профілю ICC.

┌ R_out ┐     ┌ Rr Rg Rb ┐     ┌ R_in ┐
│ G_out │  =  │ Gr Gg Gb │  X  │ G_in │
└ B_out ┘     └ Br Bg Bb ┘     └ B_in ┘

Якщо, наприклад, вам була надана матриця для перетворення з одного колірного простору в інший, ви можете ввести коефіцієнти матриці в змішувач каналів наступним чином:

виберіть вкладку R, а потім встановіть значення Rr, Rg і Rb, використовуючи повзунки входу R, G і B
виберіть вкладку G, а потім встановіть значення Gr, Gg і Gb, використовуючи повзунки входу R, G і B
виберіть вкладку B, а потім встановіть значення Br, Bg і Bb, використовуючи повзунки входу R, G і B

За замовчуванням функція змішування у калібруванні кольору просто копіює вхідні [R G B] канали прямо на відповідні вихідні канали. Це еквівалентно множенню на матрицю ідентичності:

┌ R_out ┐     ┌ 1  0  0 ┐      ┌ R_in ┐
│ G_out │  =  │ 0  1  0 │   X  │ G_in │
└ B_out ┘     └ 0  0  1 ┘      └ B_in ┘

Для більш інтуїтивного розуміння того, як поводяться повзунки змішування на вкладках R, G і B, розглянемо наступне:

для каналу призначення R , при зміщенні повзунків вправо, області R, G, B зображення стануть більш “червоними”. Переміщення повзунка вліво зробить ці області більш блакитними (“ціановими”).
для каналу призначення G , при зміщенні повзунків вправо, області R, G, B зображення стануть більш “зеленими”. Переміщення повзунка вліво зробить ці області більш “маджентовими”.
для каналу призначення B , при зміщенні повзунків вправо, області R, G, B зображення стануть більш “синіми”. Переміщення повзунка вліво зробить ці області більш “жовтими”.

🔗Елементи керування вкладок R, G, B

Кожна з вкладок R, G та B має наступні елементи керування:

Вхідний R/G/B: Виберіть, наскільки вхідні канали R, G та B впливають на вихідний канал, що стосується відповідної вкладки.
Нормалізувати канали: Встановіть цей прапорець, щоб нормалізувати коефіцієнти, щоб спробувати зберегти загальну яскравість цього каналу в кінцевому зображенні порівняно з вхідним зображенням.

🔗Вкладки яскравості та барвистості

Яскравість та барвистість (насиченість кольорів) пікселів у зображенні також можна регулювати на основі вхідних каналів R, G та B. Тут використовується той самий базовий алгоритм, який використовує модуль Filmic RGB для зіставлення тонів (що зберігає співвідношення RGB) і для насиченості середніх тонів (що маніпулює ними).

Алгоритм насиченості: Цей елемент керування дозволяє оновити алгоритм насиченості до нової версії 2021 року для редагувань, зроблених до Darktable 3.6 – він не відображатиметься для редагувань, які вже використовують останню версію.

🔗Елементи керування вкладки Барвистість

Вхідний R/G/B: Регулює насиченість кольору пікселів на основі каналів R, G та B цих пікселів. Наприклад, регулювання повзунка вхідний R вплине на насиченість кольору пікселів, що містять багато “R”, більше, ніж пікселів, що містять лише невелику кількість “R”.
Нормалізувати канали: Установіть цей прапорець, щоб спробувати зберегти загальну насиченість постійною між вхідними та вихідними зображеннями.

🔗Елементи керування вкладки Яскравість

Вхідний R/G/B: Регулює яскравість певних кольорів зображення на основі каналів R, G та B цих кольорів. Наприклад, регулювання повзунка вхідний R вплине на яскравість кольорів, що містять багато R-каналу, набагато більше, ніж кольорів, що містять лише невелику кількість R-каналу. При затемненні/освітленні пікселя зберігається співвідношення каналів R, G та B для цього пікселя, щоб зберегти відтінок.
Нормалізувати канали: Установіть цей прапорець, щоб спробувати зберегти загальну яскравість постійною між вхідними та вихідними зображеннями.

🔗Вкладка сірий

Іншим дуже корисним застосуванням калібрування кольору є можливість змішування каналів між собою для отримання виходу у відтінках сірого – монохромного зображення. Виберіть вкладку Сірий та встановіть повзунки R, G, B, щоб контролювати, наскільки кожен канал вносить вклад до яскравості виходу. Це еквівалентно наступному множенню матриць:

СІРИЙ_вихід  =   [ r  g  b ]  X  ┌ R_вхід ┐
                                 │ G_вхід │
                                 └ B_вхід ┘

Коли йдеться про тони шкіри, відносна вага трьох каналів впливатиме на рівень деталізації зображення. Додавання більшої ваги каналу R (наприклад, [0,9, 0,3, -0,3]) забезпечить гладкі тони шкіри, тоді як підкреслення каналу G (наприклад, [0,4, 0,75, -0,15]) виявить більше деталей. В обох випадках канал B зменшується, щоб уникнути підкреслення небажаної текстури шкіри.

🔗Елементи керування вкладки Сірий

Вхідний R/G/B: Виберіть, наскільки кожен з каналів R, G та B робитиме внесок в рівень сірого на виході. Зображення буде перетворено в монохромне, лише якщо три повзунки складатимуть якесь ненульове значення. Додавання більше B, як правило, виявляє більше деталей, а більше R, як правило, згладжує відтінки шкіри.
Нормалізувати канали: Встановіть цей прапорець, щоб спробувати підтримувати загальну яскравість постійною при зміщеннях повзунків.

🔗Відображення кольору області зображення

Функція відображення області зображення призначена для ефективної роботи із пакетним редагуванням серії зображень. У цьому сценарії ви зазвичай обробляєте єдине еталонне зображення для всього пакету, а потім копіюєте та вставляєте стек обробки до всіх інших зображень у пакеті.

Unfortunately, the color temperature of the illuminating light often changes slightly between shots, even within the same series captured in the same conditions. This can be the result of a cloud passing by the sun in natural light, or a different ratio between colored bounce light and main light. Each image will still need some individual fine-tuning if you want a perfectly even look over the whole series, and this can be both time-consuming and frustrating.

Відображення кольору області зображення дозволяє визначити цільову хроматичність (відтінок і кольоровість) для певної області зображення (контрольного зразка), яку потім ви порівнюєте з такою ж цільовою хроматичністю в інших зображеннях. Контрольний зразок може бути як важливою частиною вашого об’єкта, яка повинна мати постійний колір, так і нерухомою та постійно освітленою поверхнею в серії зображень.

Процес відображення складається з двох кроків.

🔗Крок 1: встановіть ціль

Є два способи встановлення цільової кольоровості для контрольного зразка:

якщо ви знаєте або очікуєте певний колір контрольного зразка (наприклад, сіра картка, діаграма кольорів, продукт або логотип певного кольору), ви можете встановити його значення L, h і c безпосередньо, у похідному з простору CIE Lab 1976 просторі Lch,
if you simply want to match the development of your reference image, set the area mode to measure, then enable the picker (to the right of the color patch) and draw a rectangle over your control sample. The input column will then be updated with the L, h, c values of the control sample before the color correction, and the target column will show the resulting L, h, c values of the control sample after the current calibration setting is applied.

Якщо ви скинете значення L, h, c, значенням за замовчуванням буде нейтральний колір із 50% світлості (середньо-сірий) – це може бути корисно для швидкого встановлення середнього балансу білого будь-якого зображення. Якщо ви хочете зіставити контрольний зразок із нейтральним сірим, вам потрібно лише скинути повзунок кольоровості, оскільки налаштування світлості та відтінку не впливають на хроматичність нейтральних сірих.

Note that the target value is not reset when you reset the module itself, but is stored indefinitely in darktable’s configuration and will be available on next launch as well as for the next image you develop. Additionally, the position of the selected rectangle is also stored for ease of use when applying the picked correction value to multiple similar images (see below under “match the target”), though you may redraw the rectangle if the position of the target object changes between images.

Параметр Врахувати змішування каналів дозволяє вам вибрати, де береться зразок цілі. Якщо вимкнено, цільовий колір вимірюється відразу після кроку CAT (Chromatic Adaptation Transform), який виконується перед будь-яким змішуванням каналів. Це означає, що якщо у змішувачі каналів діє калібрований профіль, цей профіль буде відкинуто. Якщо ввімкнено, цільовий колір вимірюється після кроків CAT і змішування каналів, включаючи будь-який калібрований профіль. Це рекомендований варіант для більшості випадків використання.

Примітка: Якщо ви визначаєте свою ціль із зразка сірої картки, ви повинні знати, що сірий зразок на калібраційних мішенях ніколи не є повністю нейтральним. Наприклад, Datacolor Spyder має злегка теплий сірий (відтінок = 20°, кольоровість = 1,2), тоді як X-Rite до 2014 року має холодніший, але більш нейтральний сірий (відтінок = 240°, кольоровість = 0,3) а X-Rite після 2014 року майже ідеально нейтральний (відтінок = 133°, кольоровість = 0,2). Загалом, не бажано зіставляти контрольний зразок з абсолютно нейтральною сірою мішенню, і насправді це неправильно, якщо використовувати сірі картки та кольорові мішені як контрольний зразок.

🔗Крок 2: відповідайте цілі

When you open a new image, the area mode is automatically reset to correction. Using the picker attached to the color patch, you can then directly reselect your control sample in the new image. The proper illuminant settings required for the control sample to match the memorized target chromaticity will be automatically computed, and the setting will be updated in the same operation.

Для забезпечення узгоджених результатів параметр Врахувати змішування каналів потрібно встановити так само, як і під час вимірювання цілі. Зауважте, що відповідність цілі визначає лише параметри освітлення, які використовуються в перетворенні хроматичної адаптації (CAT) – це не змінює налаштування змішувача каналів, оскільки калібрування виконується в інструменті калібрування за допомогою мішені. Однак налаштування змішувача каналів можна використовувати або відкидати при обчисленні налаштувань освітлення, залежно від цієї опції.

Цю операцію можна повторити стільки разів, скільки зображень у вашій серії, без подальшої роботи.

🔗step 3: deactivate color mapping

The settings you configured in step 1 are “sticky” – they will stay active until you manually turn them off by resetting lightness to 50 and chroma to 0. Until then, every time you use this module (even after closing and restarting darktable), those settings will affect the results of an auto-whitebalance operation. To remind you that color mapping is active, especially while the section is collapsed, the heading will change from “area color mapping” to “area color mapping (active)” whenever chroma is nonzero or lightness is other than 50.

Примітка: Ідеальне узгодження контрольного зразка з цільовою кольоровістю все одно може не дати подібних результатів сприйняття, навіть якщо числа абсолютно однакові. Співвідношення яскравості між контрольним зразком та його оточенням, а також колірні контрасти в кадрі, змінять сприйняття кольорів у спосіб, який дуже важко моделювати. Щоб покращити відчуття щодо цієї проблеми, перегляньте ілюзію сірої полуниці.

🔗Отримання налаштувань за допомогою кольорової мішені

Оскільки змішувач каналів є по суті матрицею RGB (подібно до вхідного колірного профілю, який використовується для raw-зображень), його можна використовувати для підвищення точності кольору вхідного колірного профілю за допомогою обчислень спеціальних налаштування калібрування кольору.

Ці обчислювані налаштування спрямовані на мінімізацію різниці кольорів між еталоном сцени та записом камери в певній ситуації освітлення. Це еквівалентно створенню загального кольорового профілю ICC, але тут він, натомість, зберігається як налаштування модуля, які можна зберегти як пресети або стилі для спільного використання та повторного використання між зображеннями. Такі профілі призначені доповнювати та вдосконалювати загальний вхідний профіль, але не замінювати його.

Ця функція може допомогти з:

поводженням зі складними освітлювачами, такими як лампочки з низьким CRI, для яких простого балансування білого ніколи не буде достатньо,
оцифруванням творів мистецтва або комерційних продуктів, де потрібна точна передача оригінальних кольорів,
нейтралізацією декількох різних камер до одних і тих же еталонних даних у багатокамерних фотосесіях, для отримання стабільного базового вигляду та спільного використання налаштувань редагування кольорів із незмінним кінцевим виглядом,
отриманням нормального кольорового конвеєра з самого початку, уловленням балансу білого та видаленням обарвлення відбитим світлом відразу, з мінімальними зусиллями та часом.

🔗Підтримувані мішені

Наразі користувачам не дозволяється використовувати власні мішені, але підтримується обмежена кількість перевірених калібраційних мішеней (від авторитетних виробників):

X-Rite / Gretag MacBeth Color Checker 24 (до та після 2014),
Datacolor SpyderCheckr 24 (до та після 2018),
Datacolor SpyderCheckr 48 (до та після 2018),
Datacolor SpyderCheckr Photo.

Користувачам не рекомендується отримувати дешеві, “ноунеймові” мішені, оскільки незмінність кольорів між партіями не може гарантуватись при їх низьких цінах. Неточна перевірка кольорів лише знищить мету калібрування кольорів і, можливо, погіршить ситуацію.

Мішені IT7 та IT8 не підтримуються, оскільки вони навряд чи портативні та не практичні для використання на місці зйомки для спеціальних профілів. Ці мішені краще підходять для створення загальних кольорових профілів, виконаних із використанням стандартного освітлювача, наприклад, із Argyll CMS.

Примітка: X-Rite змінив формулу своїх пігментів у 2014 році, а Datacolor у 2018 році, що трохи змінило колір зразків. Обидві формули підтримуються в Darktable, але ви повинні бути обережними, вибираючи правильне посилання для своєї мішені. Якщо ви сумніваєтеся, спробуйте обидва варіанти і виберіть той, який дає найнижчу середню ΔЕ після калібрування.

🔗Передумови

Для того, щоб скористатися цією функцією, вам потрібно буде зробити пробний знімок підтримуваної мішені на місці, за відповідних умов освітлення:

помістіть мішень в центральні 50% поля зору камери, щоб зображення було без віньєтування,
переконайтесь, що основне джерело світла знаходиться досить далеко від мішені, щоб забезпечити рівномірне поле освітлення над поверхнею мішені,
відрегулюйте кут між світлом, мішенню та об’єктивом, щоб запобігти відблискам на кольорових зразках,
for the best quality profile you should capture an image with the appropriate brightness. To achieve this, take a few bracketed images (between -1 and +1 EV) of your color checker and load them into darktable, ensuring that all modules between color calibration and output color profile are disabled. Choose the image where the white patch has a brightness L of 94-96% in CIE Lab space or a luminance Y of 83-88% in CIE XYZ space (use the global color picker). This step is not strictly necessary – alternatively you can take a single image and apply the exposure compensation as recommended in the profile report.

Якщо умови освітлення наближаються до стандартного освітлювача від D50 до D65 (пряме природне світло, відсутність кольорового відбитого світла), знімок мішені може бути використаний для створення загального профілю, який підходить для будь-якого освітлювача денного світла, лише з невеликим регулюванням балансу білого.

Якщо умови освітлення є особливими і далекі від стандартних освітлювачів, знімок кольорової мішені може бути використаний лише як спеціальний профіль для знімків, зроблених в тих же умовах освітлення.

🔗Використання

Налаштування, які використовуються при калібруванні кольорів, залежать від вибраного простору CAT і від будь-яких параметрів кольору, визначених раніше в конвеєрі в модулях Баланс білого та Вхідний колірний профіль. Таким чином, результати профілювання (наприклад, коефіцієнти змішування каналів RGB) дійсні лише для жорсткого набору параметрів простору CAT, балансу білого та вхідного колірного профілю. Якщо ви хочете створити загальний стиль зі своїм профілем, не забувайте, що вам також потрібно буде включити налаштування з цих модулів.

Використовуйте наступний процес для створення пресету/стилю з вашим профілем:

Увімкніть модуль Корекція оптики, щоб виправити будь-яке віньєтування, яке може ввести в оману калібрування,
У нижній частині модуля Калібрування кольору клікніть на стрілку біля мітки Калібрувати за допомогою мішені, щоб показати елементи керування,
У спадному меню мішень виберіть правильну модель та виробника вашої калібраційної мішені,
У попередньому перегляді зображення з’явиться накладання зразків мішені. Перетягніть кути мішені так, щоб вони відповідали візуальним посиланням (крапкам чи хрестикам) навколо мішені, щоб компенсувати будь-яке спотворення перспективи,
Натисніть на кнопку перерахувати профіль (значок зі стрілкою по колу), щоб обчислити профіль,
Перевірте звіт про якість профілю. Якщо якість “хороша”, ви можете натиснути кнопку прийняття профілю. Якщо ні, спробуйте змінити стратегію оптимізації та оновіть профіль ще раз.
Збережіть профіль у пресеті/стилі або просто скопіюйте та вставте налаштування модуля до всіх знімків, зроблених за однакових умов освітлення, в інтерфейсі світлого стола або стрічки знімків.

Примітка: Вам не потрібно використовувати стандартну матрицю в модулі Вхідний колірний профіль під час калібрування, але майте на увазі, що баланс білого за замовчуванням “як знято в камері” не буде працювати належним чином з будь-яким іншим профілем, і що вам доведеться завжди використовувати один і той же вхідний профіль, коли ви повторно використовуєте такі налаштування калібрування.

🔗Читання звіту про профіль

Звіт про профіль допомагає оцінити якість калібрування. Налаштування калібрування кольорів є лише оптимальною оптимізацією і ніколи не будуть 100% точними для всього спектру кольорів. Тому нам потрібно відстежувати “наскільки це неточно”, щоб знати, чи можна довіряти цьому профілю чи ні.

Погані профілі можуть трапитися і принесуть більше шкоди, ніж користі, якщо їх використовувати.

🔗ΔE та звіт про якість

CIE ΔE 2000 (ΔE) використовується як сприймальна (перцептивна) метрика помилки між еталонним кольором зразків та кольором, отриманим після кожного кроку калібрування:

ΔE = 0 означає, що помилки немає – отриманий колір є саме еталонним кольором. На жаль, цього ніколи не станеться на практиці.
ΔE = 2,3 визначається як “поріг розрізнення” (Just Noticeable Difference, JND).
ΔE < 2,3 означає, що пересічний спостерігач не зможе визначити різницю між очікуваним еталонним кольором та отриманим кольором. Це задовільний результат.
ΔE > 2,3 означає, що різниця кольорів між очікуваним еталонним та отриманим кольором помітна для пересічного спостерігача. Це незадовільно, але часом неминуче.

Звіт про якість відстежує середнє та максимальне ΔE на вході модуля (перед тим, як щось робити), після кроку хроматичної адаптації (лише баланс білого) та на виході модуля (баланс білого та змішування каналів). На кожному кроці ΔE має бути нижчим, ніж на попередньому кроці, якщо все відбувається за планом.

🔗Дані профілю

Дані, сформовані в процесі профілювання, містять матрицю RGB 3×3 і виявлений освітлювач. Вони виражаються в просторі адаптації CAT, визначеному на вкладці CAT, і надаються на випадок, якщо ви хочете експортувати ці коефіцієнти до іншого програмного забезпечення. Якщо виявленим освітлювачем є денне світло або чорне тіло, матриця має бути досить загальною та повторно використовуваною для інших освітлювачів типу денного світла та чорного тіла з додаванням невеликого регулювання балансу білого.

🔗Нормалізаційні значення

Це налаштування, які слід установити як є для параметрів Експозиція та Корекція рівня чорного в модулі Експозиція, щоб отримати якнайменшу помилку у своєму профілі. Цей крок є необов’язковим і корисним лише тоді, коли потрібна гранична точність, але пам’ятайте, що він може спричинити від’ємні значення RGB, які будуть обрізані в різних точках конвеєру.

🔗Накладання

Накладання мішені відображає диск у центрі кожного кольорового зразка, який представляє очікуване еталонне значення цього зразка, проектованого в простір RGB дисплея. Це допомагає візуально оцінити різницю між еталонним та фактичним кольором, не турбуючись про значення ΔE. Ця візуальна підказка буде надійною, лише якщо ви встановите модуль Експозиція так, як зазначено в нормалізаційних значеннях звіту про профіль.

Після калібрування профілю деякі квадратні зразки будуть перекреслені на тлі однією або двома діагоналями:

зразки, які не перехрещені, мають ΔE < 2,3 (JND), тобто вони є досить точними, щоб пересічний спостерігач не міг помітити відхилення,
зразки, перехрещені однією діагоналлю, мають 2,3 < ΔE < 4,6, що означає, що вони злегка неточні,
зразки, перехрещені двома діагоналями, мають ΔE > 4,6 (2 × JND), що означає, що вони вкрай неточні.

Цей візуальний зворотний зв’язок допоможе вам налаштувати компромісний варіант оптимізації, щоб перевірити, які кольори є більш-менш точними.

🔗Покращення профілю

Оскільки будь-яке калібрування – це просто пошук того, що “найкраще підходить” (за допомогою методу зважених найменших квадратів), неможливо мати всі зразки в межах нашого допуску ΔE < 2,3. Тому буде потрібний певний компроміс.

Параметр ціль оптимізації дозволяє визначити стратегію оптимізації, яка намагається підвищити точність профілю в одних кольорах за рахунок інших. Доступні такі опції:

Немає: Не використовувати явну стратегію, а покладатись на неявну стратегію, визначену виробником калібраційної мішені. Наприклад, якщо в кольоровій мішені є переважно зразки з низькою насиченістю, профіль буде більш точним для менш насичених кольорів.
нейтральні кольори: Надавати пріоритет сірим та менш насиченим кольорам. Це корисно для жахливих випадків, що стосуються дешевих флуоресцентних та світлодіодних джерел світла із низьким показником CRI. Однак це може збільшити похибку в насичених кольорах більше, ніж відсутність будь-якого профілю.
насичені кольори: Надавати пріоритет основним (первинним) кольорам та високо насиченим кольорам. Це корисно для товарної та комерційної фотозйомки, щоб правильно підібрати кольори бренду.
кольори шкіри та грунту, кольори листя, кольори неба та води: Надавати пріоритет вибраному діапазону відтінків. Це корисно, якщо предмет ваших фотографій чітко визначений і має типовий колір.
середня ΔE: Спробувати зробити кольорову помилку рівномірною по всьому кольоровому діапазону і мінімізувати середню перцепційну помилку. Це корисно для загальних профілів.
максимальна ΔE: Спробувати мінімізувати сильні викиди та великі помилки за рахунок середньої помилки. Це може бути корисно, щоб повернути високонасичений синій ближче до реальності.

Незалежно від того, що ви робите, стратегії, що сприяють низькому середньому ΔE, як правило, мають вищий максимальний ΔE, і навпаки. Крім того, сині кольори завжди є найскладнішим кольоровим діапазоном, щоб отримати правильність, тому калібрування зазвичай в гіршому випадку переходить до захисту синіх за рахунок всього іншого, або всього іншого за рахунок синіх кольорів.

Простота отримання належного калібрування залежить від якості освітлювача сцени (завжди слід віддавати перевагу денному світлу та освітлювачам з високим CRI), якості основного вхідного колірного профілю, корекції рівня чорного, встановленої в модулі Експозиція, але в першу чергу від математичних властивостей масиву фільтрів сенсора камери.

🔗Перевірка профілю

Можна скористатися кнопкою перевірки колірного простору (перша зліва, внизу модуля), щоб виконати одиничне обчислення ΔE еталону калібраційної мішені щодо виходу модуля Калібрування кольору. Це можна використовувати наступними способами:

Для перевірки точності профілю, розрахованого в конкретних умовах, щодо кольорової мішені, знятої в різних умовах.
Щоб оцінити ефективність будь-якої корекції кольору, виконаної раніше в конвеєрі, встановивши для параметрів модуля Калібрування кольору значення, які фактично його відключають (Адаптація CAT на Немає, все інше встановлено за замовчуванням), і просто використовуючи середнє значення ΔE як метрику ефективності.

🔗Застереження

Можливість використання стандартних освітлювачів CIE та інтерфейсів на основі CCT (корельованої температури) для визначення кольору освітлювача залежить від правильності значень за замовчуванням для стандартної матриці в модулі Вхідний колірний профіль, а також коефіцієнтів RGB в модулі Баланс білого.

Деякі камери, особливо камери Olympus та Sony, мають несподівані коефіцієнти балансу білого, які завжди роблять виявлену CCT (корельовану температуру) недійсною навіть для законних освітлювачів сцени денного світла. Ця помилка, швидше за все, виникає через проблеми зі стандартною матрицею вводу, яка взята з Adobe DNG Converter.

Полегшити цю проблему можна, якщо екран комп’ютера відкалібрований для освітлювача D65, використовуючи такий процес:

Відобразіть білу поверхню на екрані, наприклад, відкривши порожнє полотно в будь-якій вподобаній вами програмі для редагування зображень
Зробіть за допомогою камери розмите (несфокусоване) зображення цієї поверхні, переконавшись, що у вас немає жодного “паразитного” світла у кадрі, у вас немає обрізання та використовується діафрагма між f/5,6 і f/8,
Open the picture in darktable and extract the white balance by using the picker tool in the white balance module on the center area of the image (non-central regions might be subject to chromatic aberrations). This will generate a set of 3 RGB coefficients.
Збережіть пресет для модуля Баланс білого з цими коефіцієнтами та автоматично застосовуйте його до будь-якого кольорового raw-зображення, створеного тією ж камерою.