Данная статья будет полезна фотолюбителям и профессиональным фотографам, которым не чужд мир линукс.
1. Теоретическое вступление
Матрица современного цифрового фотоаппарата представляет собой массив светочувствительных элементов. Поскольку элементы матрицы чувствительны к свету во всем видимом диапазоне, над каждым пикселом расположен цветной фильтр - - именно такой трюк позволяет получать с цветные изображения. Каждые четыре пиксела выглядят таким образом:
Два пиксела - зеленые, один красный и один синий: GRGB. Такое расположение фильтров называется маской Байера.
Два пиксела из четырех закрыты зелеными фильтрами потому как глаз человека наиболее чувствителен к зеленому цвету, и потеря информации или шум в зеленом "диапазоне" были бы более заметны чем в красном или синем.
Поскольку в цветном изображении каждый пиксел имеет три цветовых составляющих (RGB - красный, зеленый и синий), при съемке недостающие компоненты рассчитываются на основе соседних пикселов соответствующих цветов. Процесс этот называется интерполяцией (иногда дебайеризацией). Существует несколько различных алгоритмов интерполяции различающихся как сложностью математических операций, так и качеством полученного снимка. Как правило сама камера обрабатывает изображения самыми простейшими алгоритмами, а более продвинутые доступны только при обработке "сырых" данных на компьютере. Исключением из правила являются дорогие профессиональные камеры, в которых обработка изображений выполняется действительно на высоком уровне.
RAW-файл (от англ. "сырой") - это файл данных, которые снимаются сразу с матрицы фотоаппарата. Это не что иное как значения уровня сигнала на каждом пикселе + информация о том, каким образом расположены светофильтры + дополнительная служебная информация EXIF (информация камере, объективе и настройках). Такая запись информации позволяет сохранить снимок в наиболее достоверном виде, сохраняя все возможное качество на которое способна ваша камера. Формат RAW иногда сравнивают с негативом в пленочной фотографии.
Еще одна особенность RAW (как следствие записи данных прямо с матрицы) - это линейная гамма. Под этим понимают линейную зависимость уровня сигнала с матрицы от интенсивности падающего на нее света. К слову, матрица воспринимает свет иначе, чем глаз человека. Глаз как бы "ужимает" большие интенсивности света, позволяя нам с вами видеть в очень большом диапазоне яркостей - намного большем, чем рабочий диапазон матрицы.
RAW - это не формат записи, готовый для просмотра. Если мы захотим посмотреть на мониторе данные из RAW такими, какие они есть - картинка нам покажется слишком темной (несмотря на корректную выдержку). Перед тем, как посмотреть снимок необходимо откорректировать гамму и дебайеризировать данные. В этой статье я хотел бы дать поверхностный обзор программ, позволяющих это сделать.
Основное преимущество данного формата записи изображений в сравнении с JPEG или TIFF это 10, 12 или 14-битный формат записи цвета. Большая разрядность позволяет изменять изображение (баланс белого, уровни, кривые, и т.д.) без резкого роста "шума разрядности", как в случае 8-битных JPEG или TIFF. Конечно, такой шум тоже присущ RAW-у, но он проявляется значительно позже. Следствием этого является:
возможность коррекции экспозиции в больших пределах - +- 2EV, также с помощью компьютера;
возможность применения не только обычной коррекции гаммы, но и кривых любой сложности;
возможность редактирования изображения без видимой потери качества на стадии завершительной "доводки" изображения.
Также к преимуществам данного формата относят то, что ваша камера совершенно не вмешивается в процесс обработки изображений - это делаете вы с помощью компьютера и соответствующих программ:
применение более качественного алгоритма интерполяции, чем тот, что реализован в камере - как правило алгоритмы интерполяции в фотоаппаратах не являются сложными по причине ограниченности ресурсов и времени на их выполнение. В случае персонального компьютера таких ограничений не возникает;
изменение баланса белого после фотографирования - когда вы уже видите снимок на экране монитора. При чем не только путем выбора стандартных установок (солнечный день, облачность, лампа накаливания...), но и доводка баланса "вручную". Такой фокус не удастся сделать только с помощью фотоаппарата.
Итак, формат RAW расширяет возможности фотографа при коррекции неудачных кадров. В случае недоэкспонирования можно легко "вытянуть" безнадежный снимок, подкорректировать баланс белого, и все это без видимого ухудшения качества.
Есть мнение, что RAW - это удел профессионалов. Это не совсем так. Для обычного пользователя так же полезно сохранять снимки в RAW-е, поскольку в этом случае вы сохраняете снимок в максимально возможном качестве. Да и хранить снимки тоже стоило бы в RAW-ах, кто знает, а вдруг именно этот снимок вам понадобится через год-два или через 80 лет вашему правнуку?
2. Обзор программного обеспечения в Linux
К сожалению в линуксе установка программ и их функциональность пока лишь "дотягивают" до уровня Windows и Mac OS, но тем не менее кое-что имеется, и работает оно довольно-таки стабильно.
Какой функциональности мы можем требовать от программ такого рода?
В первую очередь - это управление цветом. В программе должна быть возможность применения профиля камеры, профиля монитора и профиля принтера - без этого невозможна профессиональная обработка изображений.
Поскольку основной графический редактор в линуксе - Gimp - не поддерживает пока 16-битного цвета, практически все манипуляции необходимо возложить на плечи программы, обрабатывающей RAW, с целью обеспечения наилучшего качества снимка. Начиная от кадрирования и поворота на заданный угол и заканчивая подавлением шумов и коррекции оптических искажений вносимых объективом - это не так уж и мало для одной лишь программы.
Давайте же посмотрим что есть под рукой бесплатного, что можно использовать для профессиональной фотографии.
Консольная программа с открытым кодом, позволяющая обрабатывать RAW-ы под линуксом, ярчайший пример того, какой проект можно поднять на одном лишь голом энтузиазме. Программа стала стандартом обработки RAW-файлов в мире открытых исходников, и сейчас код dcraw широко используется другими программами: digiKam, UFRaw, RAW Therapee, Rawstudio.
Программа позволяет обрабатывать снимки практически всех камер, снимающих в формате RAW. dcraw поддерживает и такие камеры, в которых запись фотографий в RAW скрыта от пользователя производителем (с помощью гугла можно найти сайты, где это детально описано). Полный список поддерживаемых камер можно посмотреть на сайте разработчика.
Каким именно образом работает программа - найти в интернете трудно. Известно только что dcraw умеет интерполировать методами VNG (Variable Number of Gradients) и AHD (Adaptive Homogeneity-Directed) , из них последний признан самым удачным. Также умеет убирать шум, можно установить баланс белого и черную точку вручную, поворачивать изображения и сохранять их в 16-битном цвете.
Плюсы:
поддерживается очень широкий круг различных RAW-ов от разных производителей фототехники;
методы интерполяции: AHD, VNG, 4-х цветный VNG, линейная и просто конвертация 4-х пикселов в один;
поворот изображения с шагом в 90 градусов;
управление цветом: профили камеры и экспорта изображения;
коррекция экспозиции;
баланс белого - пресеты камеры, автоматический, по точке на изображении, и заданный вручную;
коррекция пересветов и яркости;
шумоподавление (вейвлет);
форматы записи изображений: PPM (8 и 16 бит), TIFF (8 и 16 бит);
копирование данных EXIF в обработанное изображение (TIFF);
возможность записи "сырых" данных в файл - без дебайеризации.
нет возможности корректировать хроматические аберрации, поворачивать изображение, повысить резкость - ну это и понятно, для консольной программы это лишние навороты;
Графический фронтенд для пакетной обработки RAW-файлов, связывающий в единую среду обработки dcraw, продвинутую систему подавления шумов GREYCstoration и популярный пакет манипуляции изображениями ImageMagic. Это даже не программа, а скрипт для интерпретатора Kommander (KDE). К сожалению из-за каких-то странных неполадок скрипт работать отказался, и поэтому протестировать его не удалось.
Плюсы:
поддержка большого числа RAW-ов, методы интерполяции, коррекция экспозиции, баланс белого - все как в dcraw;
управление цветом: профили камеры, профили среды обработки, профили вывода и принтера;
шумоподавление на выбор: вейвлет от dcraw и более мощный алгоритм GREYCstoration;
форматы записи изображений: TIFF и JPEG;
поддержка широких возможностей манипуляции изображениями ImageMagic;
удобная пакетная обработка файлов: задать параметры и начать процесс.
Минусы: более детальный обзор откладывается до того времени, когда получится заставить программу работать.
подавление шумов (отдельно яркостный и хроматический);
копирование данных EXIF в обработанное изображение (пока только в JPEG);
форматы записи изображений: PNG (8 и 16 бит), TIFF (8 и 16 бит), JPEG;
Основное отличие программы от других - все операции (кроме предварительной обработки изображения) производятся в пространстве CIELAB - отсюда и происходит возможность раздельного шумоподавления и отличное управление насыщенностью цвета.
На сайте программы есть подробный (но не раздутый!) мануал по работе с программой.
Компилировать программу не нужно. Стоить только распаковать архив и запустить (распространяется без исходников).
Минусы:
программа требует больших объемов памяти, 256 Мб оказалось слишком мало и ноутбук ушел в "глубокий свап" :/
отсутствует возможность управления цветом;
нет возможности откорректировать хроматические аберрации;
некорректно считывает информацию об ориентации изображения;
Это не просто программа - это настоящий программный комплекс, комбайн для работы с цифровыми изображениями для KDE. Умеет делать практически ВСЕ - от выкачивания изображений из фотоаппарата до удаления шумов и ретуши во встроенном редакторе. Также умеет работать с форматом RAW, используя код Dcraw. Рекомендуется для домашнего использования.
Не смотря на то, что автор уделил этой программе всего два абзаца, по возможностях она превосходит все остальные. Если у вас уже есть digiKam, то для элементарной обработки фотографий вам уже совершенно не нужно других программ. All, как говорится, in one.
Проприетарная программа, небесплатная в Windows и бесплатная в Linux. Автору не удалось запустить ее на своем ноутбуке, так как 256 Мб оперативной памяти ей оказалось мало для того, чтоб открыть 10-мегапиксельный RAW. Судя по отзывам - очень неплохая программа.
Из вышеуказанных RAW-конвертреров наибольшей популярностью вполне заслуженно пользуется UFRaw - он неприхотлив к конфигурации компьютера и прост в работе. Остальные конвертеры при большей функциональности имеют один существенный недостаток: на более старых компьютерах они работают очень медленно, или вообще работать отказываются. Следует надеятся что со временем ситуация изменится в лучшую сторону.
Как универсальная среда обработки изображений следует выделить digiKam. Эта программа настолько переполнена функционально, что практически каждый фотограф найдет в ней все, что нужно.
Что-либо конкретно посоветовать трудно, поскольку у различных фотографов различные требования к обработке изображений. Поэтому прежде чем сделать окончательный выбор в пользу какой-либо программы следует поэкспериментировать хотя бы с несколькими.
3. Установка программного обеспечения
Итак, вы уже выбрали какими именно программами вы хотите пользоваться, так перейдем же к установке необходимого программного обеспечения на наш компьютер.
В каждом дистрибутиве есть уже подготовленные к использованию готовые программы, и в каждом дистрибутиве это реализовано по-разному. Делается это для упрощения установки этих программ, чтоб избавить пользователя от ручной компиляции оных. Это и хорошо, и плохо. Хорошо тем, что установка как правило не занимает много времени, внимания и сил, а плохо тем, что программы откомпилированы для самого слабого процессора, поддерживаемого дистрибутивом. Например для Slackware это 486. Это не значит, что на Вашем Pentium Core Duo программы не будут работать - будут! Но без использования всех возможностей Вашего современного процессора.
При компиляции программы под Ваш процессор очень ускоряется выполнение математических операций, тем более если они повторяются миллионы раз: это интерполяция сырых данных и обработка изображения в Gimp. Для того, чтоб не ждать пока компьютер обработает картинку, лучше откомпилировать программу, оптимизируя ее под использование Вашего процессора. В общем случае это необходимо сделать с Dcraw и UFRaw. Остальное - на выбор. Можно компилировать, а можно установить готовое.
Для начала нужно посмотреть что еще необходимо для того, чтоб запустить (откомпилировать) выбранную Вами программу. Если Вы поставили программу из дистрибутива, попробуйте запустить ее из консоли. Если не запустится, то обязательно скажет Вам что именно ей не хватает. Если Вы решили компилировать - наличие всех необходимых компонент проверяется скриптом конфигурации.
Компиляция программ под линуксом проста. Распакуем исходники в удобное для нас место и запускаем скрипт конфигурации:
$ ./configure
После того, как он завершил работу внимательно изучаем что же он там наконфигурил: может не хватает какой-либо программы, или еще чего. Если не понятно - сразу ищем в гугле или спрашиваем местного гуру по линуксу.
Если скрипт сказал что все в порядке, то приступаем к компиляции:
$ make
Если и тут появляются ошибки - опять же гугл помогает.
Ну и при успешной компиляции устанавливаем то, что накомпилировали:
$ su -c make install
Программы, описанные в этой статье, постоянно улучшаются и дорабатываются, появляются новые версии, в которых процесс установки и/или зависимости от других программ могут изменяться. Отслеживать все изменения не представляется возможным, а значит статья со временем приобретет чисто исторический характер.
Если у вас есть какие-либо замечания к статье - автору будет крайне интересно их услышать.
Удачных вам снимков, господа!
Использование части или полной статьи разрешается только при условии, что ее автор будет явно указан. Автор благодарит сообщество сайта http://www.linux.org.ru/ за конструктивную критику. Автор также благодарен камраду prokoudine, который проехался плугом своего опыта по не паханному полю недосказанности в данной статье.
ФОТО КЛУБ ISO100
Astavi [16]
AlyN [18]
Версия для печати
