Fotografia RAW: dalla luce al colore

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Fotografia RAW dalla luce al colore

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Fotografia RAW

• E la registrazione dellimmagine catturata in un
  formato contenente
• le informazioni non processate catturate dal
  sensore (limmagine)
• 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 limmagine sono
• velocità ISO
• tempo di esposizione
• apertura del diaframma

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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

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Il sensore

• Il sensore è composto da milioni di cellette
  sensibili alla luce dette fotodetettori o
  fotodiodi.
• Ogni fotodetettore fornisce uninformazione
  (carica elettrica) direttamente proporzionale al
  numero di fotoni che lhanno investito.
• Ogni informazione viene amplificata, quantizzata
  e codificata su una scala numerica di almeno 10
  bit (tipico 12bit4096 sfumature).
• Ogni fotodetettore contribuisce ad un pixel
  dellimmagine finale.
• Limmagine grezza è in scala di grigi.

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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

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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

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Dal grigio al colore
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Lesposizione in fotografia RAW

• La conseguenza della relazione lineare fra il
  numero di fotoni che colpiscono i detettori e la
  loro risposta determina limportanza
  dellesposizione in fotografia RAW ETTR o
  esporre a destra dellistogramma per
• sfruttare il range dinamico del sensore
• evitare rumore nelle ombre e posterizzazione in
  postproduzione

Digitale
Pellicola
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• Ruoli chiave dei Raw Converters

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• Tutti i raw converters svolgono le operazioni che
  seguono ma
• con differenti algoritmi
• con differenti filosofie
• I risultati possono essere anche molto differenti
  soprattutto allapertura del file

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1. La demosaicizzazione

• E il processo di individuazione e di
  ricostruzione dei singoli canali RGB mediante
  linterpolazione dei pixel mancanti

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2. Bilanciamento del bianco

• E la neutralizzazione del punto bianco e
  dellasse grigio dellimmagine. 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
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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).

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e compensazione monitor

• Per la corretta visione a monitor dellimmagine
  il motore di colore (CMM) converte limmagine dal
  profilo della fotocamera al profilo del monitor
  trovando le corrette coordinate RGB da inviare
  alla scheda video

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4. Interventi di editing

• curve tonali
• luci/ombre
• livelli
• saturazione
• riduzione imperfezioni dellobiettivo
• riduzione del rumore
• sharpening

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5. Conversione ad uno spazio di lavoro standard

• Dal profilo della fotocamera a
• con ridistribuzione delle tonalità (correzione
  della gamma)

• sRGB
• AdobeRGB
• Prophoto RGB

Gamma 2.2
Gamma 1
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6. Stampa dellimmagine

• Serve
• la conversione dellimmagine 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?

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Scattando in jpeg

• A svolgere le operazioni necessarie è il raw
  converter inserito dal produttore allinterno
  della fotocamera che da la sua interpretazione
  dellimmagine 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

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immagine jpeg finale

• lesposizione 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
  dellistogramma
• la riduzione del rumore sia corretta
• lo sharpening sia di qualità
• la compressione jpeg non produca danni
• Io speriamo che me la cavi

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Uso dei profili e resa cromatica nei RAW
converters
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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)

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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 locchio umano percepisce
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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 dellilluminante
  (GATF RHEM light indicator)
• il corretto settaggio del raw converter
  (coerenza)
• un software di calcolo del profilo

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1. Cattura del target

• Fondamentale per la veridicità del profilo
• illuminazione uniforme del target
• ununica 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!

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2. Calcolo del profilo

• calcolo dei valori di colore ideali
• generazione e importazione dellimmagine del
  target
• importazione dei valori ideali
• scelta dello stile del profilo (veritiera o
  piacevole?)
• calcolo
• assegnazione allimmagine, 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

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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

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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 lerrore DeltaE è scomposto nelle
  componenti LCH che identificano meglio gli
  scostamenti di luminosità, saturazione e tinta

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Adobe Camera Raw calibrazione e validazione dei
profili
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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
  dellilluminante (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

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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?)

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Controllo di uniformità
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Tindemans script

• Sequenza operativa
• WB
• settaggio grigi
• WB
• calibr. in un unico step

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Risultato di calibrazione
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Validazione

• in PS unazione converte limmagine 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

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Resa cromatica prima e dopo
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Consigli pratici

• precisione almeno la lettura fresca del target
• controllare luniformità 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

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FineGrazie a tutti!