Fotografia RAW:
dalla luce al colore
Fotografia RAW
E’ la registrazione dell’immagine catturata in un formato contenente:
 le informazioni non processate catturate dal sensore (l’immagine)
 le informazioni sulle informazioni (metadata)
 una miniatura con il suo istogramma
… in varie modalità di incapsulamento (Nef, Cr2, Orf,…)
Le uniche impostazioni della fotocamera che influenzano l’immagine
sono:
 velocità ISO
 tempo di esposizione
 apertura del diaframma
Cosa vedremo …




cosa intendiamo per fotografia raw
il funzionamento della fotocamera in modalità raw
il funzionamento di una raw converter
come migliorare la resa e la fedeltà cromatica di un raw converter
Il sensore





Il sensore è composto da milioni di cellette sensibili alla luce
dette fotodetettori o fotodiodi.
Ogni fotodetettore fornisce un’informazione (carica elettrica)
direttamente proporzionale al numero di fotoni che l’hanno
investito.
Ogni informazione viene amplificata, quantizzata e codificata su
una scala numerica di almeno 10 bit (tipico 12bit=4096
sfumature).
Ogni fotodetettore contribuisce ad un pixel dell’immagine finale.
L’immagine grezza è in scala di grigi.
La configurazione tipica
La configurazione tipica è il “sensore a mosaico” (CFA color filter
array):




i fotodetettori sono disposti in righe e colonne
sono costruiti principalmente con tecnologia CCD o CMOS
sopra ogni celletta viene posto un filtro colorato
la disposizione tipica dei filtri è quella di Bayer con filtri RGB
Dal grigio al colore


ogni filtro lascia passare solo la componente della luce del
proprio colore quindi ogni fotodetettore fornisce un valore in
scala di grigi proporzionale alla quantità e alla qualità di luce che
lo ha raggiunto
i sensori a mosaico catturano il 25% della luce blu e della luce
rossa e il 50% della luce verde che ha raggiunto il sensore
Dal grigio al colore
L’esposizione in fotografia RAW
La conseguenza della relazione lineare fra il numero di fotoni che
colpiscono i detettori e la loro risposta determina l’importanza
dell’esposizione in fotografia RAW: “ETTR o esporre a destra
dell’istogramma” per:
 sfruttare il range dinamico del sensore
 evitare rumore nelle ombre e posterizzazione in postproduzione
Digitale
Pellicola
Ruoli chiave dei Raw
Converters
Tutti i raw converters svolgono le operazioni che seguono ma …


con differenti algoritmi
con differenti filosofie
I risultati possono essere anche molto differenti soprattutto
all’apertura del file
1. La demosaicizzazione
E’ il processo di individuazione e di ricostruzione dei singoli canali
RGB mediante l’interpolazione dei pixel mancanti
2. Bilanciamento del bianco
E’ la neutralizzazione del punto bianco e dell’asse grigio
dell’immagine. Si rende necessaria per le fluttuazioni della
temperatura di colore della luce nelle diverse condizioni e per la non
adattabilità del sensore alle stesse.
La temperatura di colore della luce è espressa in gradi Kelvin (K).
Temp tint/Inserire le tre curve
3. Interpretazione colorimetrica …
Ogni fotocamera ha i suoi filtri ed la sua lente e vede il colore a
modo suo …
La caratterizzazione di una fotocamera è il processo di creazione di
un algoritmo (matrice) o di una tabella che assegna alle terne
numeriche RGB un significato colorimetrico univoco, definito in
uno spazio colorimetrico basato direttamente sulla percezione
umana del colore (CIE XYZ).
Profilo fotocamera
Coordinate di periferica
R
0
0
0
…
239
…
255
255
G
0
0
0
…
10
…
255
255
B
0
1
2
…
15
…
253
255
coordinate colorimetriche
X
0
0
0,01
…
0,37
…
0,95
0,96
Y
0
0
0
…
0,19
…
0,99
1,00
Z
0
0,01
0,01
…
0,02
…
82,2
82,4
… e compensazione monitor
Per la corretta visione a monitor dell’immagine il motore di colore (CMM)
converte l’immagine dal profilo della fotocamera al profilo del monitor
trovando le corrette coordinate RGB da inviare alla scheda video
Profilo fotocamera
coordinate di periferica
R
0
0
0
…
239
…
255
255
255
G
0
0
0
…
10
…
255
255
255
B
0
1
2
…
15
…
253
254
255
Profilo monitor
coordinate colorimetriche
X
0
0
0,01
…
0,37
…
0,95
0,95
0,96
Y
0
0
0
…
0,19
…
0,99
0,99
1,00
Z
0
0,01
0,01
…
0,02
…
82,2
82,3
82,4
coordinate di periferica
R
0
0
0
…
…
186
…
255
255
G
0
0
0
…
…
83
…
255
255
B
0
1
2
…
…
44
…
254
255
coordinate colorimetriche
X
0
0
0,01
…
…
0,37
…
0,95
0,96
Y
0
0
0
…
…
0,19
…
0,99
1,00
Z
0
0,1
0,02
…
…
0,02
…
0,81
0,82
4. Interventi di editing







curve tonali
luci/ombre
livelli
saturazione
riduzione imperfezioni dell’obiettivo
riduzione del rumore
sharpening
…
…
5. Conversione ad uno spazio di lavoro
standard
Dal profilo della fotocamera a …




sRGB
AdobeRGB
Prophoto RGB
…
… con ridistribuzione delle tonalità (correzione della gamma)
Gamma 1
Gamma 2.2
6. Stampa dell’immagine
Serve:
 la conversione dell’immagine dal suo profilo al profilo della
stampante specifica
 la scelta di come gestire quei colori che non possono essere
riprodotti dalla stampante: intento relativo o percettivo?
Profilo spazio di lavoro (es. AdobeRGB)
Profilo stampante
Coordinate di periferica
Coordinate di periferica
R
0
0
0
…
224
…
255
255
255
G
0
0
0
…
28
…
255
255
255
B
0
1
2
…
36
…
253
254
255
coordinate colorimetriche
X
0
0
0,01
…
0,37
…
0,95
0,95
0,95
Y
0
0
0
…
0,19
…
0,99
0,99
1,00
Z
0
0,01
0,01
…
0,02
…
1,08
1,09
1,09
R
0
0
0
…
…
172
…
255
255
G
0
0
0
…
…
91
…
255
255
B
0
1
2
…
…
66
…
254
255
coordinate colorimetriche
X
0,83
0,83
0,83
…
…
0,37
…
0,06
0,06
Y
0,85
0,85
0,85
…
…
0,19
…
0,07
0,07
Z
0,77
0,78
0,8
…
…
0,02
…
0,07
0,06
Scattando in jpeg
A svolgere le operazioni necessarie è il raw converter inserito dal
produttore all’interno della fotocamera che da la sua interpretazione
dell’immagine e cestina le informazioni che ritiene superflue.
In pratica, a priori, si settano le impostazioni possibili …
 white balance
 contrasto
 nitidezza
 saturazione
 tonalità colore
 spazio colore
… si scatta e si spera che …
immagine jpeg finale
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
l’esposizione sia corretta
il white balance settato sia corretto e gradevole
non ci sia bisogno di editing serio
non ci sia bisogno di recuperare le alte luci
gli algoritmi utilizzati siano decenti
il profilo incorporato sia discreto
la conversione colore non tagli colori importanti
le curve indovinino i nostri gusti
non ci siano tagli inutili agli estremi dell’istogramma
la riduzione del rumore sia corretta
lo sharpening sia di qualità
la compressione jpeg non produca danni
…
… “Io speriamo che me la cavi” …
Uso dei profili e resa
cromatica nei RAW
converters
Implementazione dei profili
In un raw converter i profili della fotocamera possono essere:




assenti (DcRaw)
uno unico blindato (Nikon Capture, Canon DPP)
blindati ma editabili (Adobe PS)
sostituibili ed editabili (Phase One C1)
Il modello CIE della visione umana
I tre elementi coinvolti nel processo di visione:
Le funzioni colorimetriche descrivono la
sensibilità spettrale dell'occhio umano
(osservatore standard)
Lo spazio colore CIE XYZ è la codifica di tutti i colori che
l’occhio umano percepisce
Generazione di un profilo
Serve:
 uno sfondo grigio uniforme opaco
 un target ad hoc
 uno spettrofotometro
 la testina per la lettura della luce ambientale o in ripiego carta di
validazione dell’illuminante (GATF RHEM light indicator)
 il corretto settaggio del raw converter (coerenza)
 un software di calcolo del profilo
1. Cattura del target
Fondamentale per la veridicità del profilo:








illuminazione uniforme del target
un’unica tipologia di luce
luci a 45 gradi
bassa sensibilità ISO
diaframma chiuso (f9)
sensore pulito e parallelo al target
esposizione per la tacca bianca (RGB 240-245)
misura qualitativa della luce incidente e del target
Attenzione a bagliori o riflessi!
2. Calcolo del profilo






calcolo dei valori di colore ideali
generazione e importazione dell’immagine del target
importazione dei valori ideali
scelta dello stile del profilo (veritiera o piacevole?)
calcolo
assegnazione all’immagine, conversione ad uno spazio di lavoro
standard e validazione
Il profilo è valido solo
 per quelle condizioni di illuminazione (WB)
 per quel settaggio del raw converter
Sostituzione di un profilo
In maniera simile a prima:




cattura del target
esportazione del tiff senza gestione del colore (prof. “no color
correction” in C1)
generazione del profilo
importazione e validazione del profilo
NB: il raw converter tenta di estendere le condizioni di validità del
profilo tramite il cursore temperatura e tinta
Validazione dei profili
Il principio cardine e obiettivo della profilazione/calibrazione è:
i colori resi dal raw converter devono essere più vicini
possibile a quelli teorici
Non è una questione estetica!
La distanza o differenza fra i colori si quantifica nello spazio di
colore LAB tramite le formule DeltaE.
 Spesso l’errore DeltaE è scomposto nelle componenti LCH che
identificano meglio gli scostamenti di luminosità, saturazione e tinta

Adobe Camera Raw: calibrazione e
validazione dei profili
Calibrazione dei profili
Serve:
 sfondo grigio uniforme opaco
 target GMB Colorchecker 24 tacche
 spettrofotometro
 la testina per la lettura della luce ambientale o in ripiego la carta
di validazione dell’illuminante (GATF RHEM light indicator)
 azioni
 uno scripts di calibrazione (o il metodo manuale di Bruce Fraser)
•
•
•

ACR calibrator (Thomas Fors)
ACR Calibrate Rags (Rags Gardner)
ACR Calibrator L (Simon Tindemans)
software di terze parti per la validazione del risultato
Metodologia









cattura del target (vedi prima) e lettura della luce
calcolo dei valori di colore ideali e sostituzione valore generici
apertura del file in ACR, reset e settaggio dei cursori
settaggio e lancio dello script
riapertura del file e inserimento valori calcolati
validazione
eventuali riaggiustamenti manuali nel tab calibrazione
rivalidazione
memorizzazione valori di calibrazione (camera default?)
Controllo di uniformità
Tindemans script
Sequenza operativa:
1.
WB
2.
settaggio grigi
3.
WB
4.
calibr. in un unico step
Risultato di calibrazione
Validazione



in PS un’azione converte
l’immagine in Lab, “media”
ogni patch e con un pixel di
ogni area compone una nuova
immagine 6x4 pixel in Lab
mode
importazione in ColorLab
comparazione con i valori di
colore ideali
Resa cromatica: prima e dopo
Consigli pratici








precisione: almeno la lettura fresca del target
controllare l’uniformità di illuminazione (macbeth reader)
calibrare in D50 (sole estivo)
“esporre a destra” (bianco ~245)
usare lo script di Tindemans ma non a valori di default
aggiustare i grigi manualmente prima di lanciare lo script
valutare la resa cromatica anche in altre condizioni prima di darle
per errate
può valer la pena provare ad attivare calibrate shadow tint
Fine
Grazie a tutti!