DIGIarena.e15.cz

Význam barev v digitální fotografii

Seznam kapitol
Barvy hrají v digitální fotografii poměrně významnou roli. Dokonce i v případě, že máte rádi digitální černobílé fotky. A proto se dnes budeme zabývat právě barvami.

Nejdříve, co je vlastně metamer. Metamer je barva nějakého povrchu (třeba ta červená na lahvi od Coca Coly) co se jeví stejně za každého osvětlení. Metamerická chyba je, když si v obchodě koupíme černé džíny, vyjdeme ven a zjistíme, že jsou tmavě modré.

Proč se tmavě modré džíny v obchodě zdály černé? Protože tam nejspíš bylo osvětlení, jehož vlnová délka nepokrývá moc dobře tu modrou část spektra, a proto se ona modrá část nemohla odrážet od džín, což způsobilo, že jsme ji prostě neviděli. Metamerická chyba je stručně řečeno stav, kdy nějaká barva vypadá pod různými zdroji světla různě.

DxOmark a metamerism index

DxOmark kromě spousty dalších měření měří i přesnost barev. Jak lze tyto hodnoty najít? Pro začátek jděte na web DxOmark.com, klikněte na Cameras - Camera sensor database a vyberte si třeba Nikon. Vyjede vám přehled všeho co má DxOmark v databázi od Nikonu, pro naše účely klepněte na D600. Pod položkou „Measurments" (měření) se nalézá též položka „Color response" (přímý překlad je „odezva barev"). Pokud porovnáváte fotoaparáty, tak není vidět, dostanete se k ní pouze takto. Měli byste vidět to co je na následujícím obrázku.

DxOmark_metamerism_D600.jpg
Grafy Color Response pro NIkon D600, zdroj: DxOmark

Než si graf důkladněji rozebereme, tak si řekneme co vlastně ten metamerický index je. Metamerický index je hodnota od 0-100, která vám říká, jak moc se barvy, které produkuje testovaný fotoparát pod určitým druhem osvětlení, liší od barev ideálních. V podstatě je to měření metamerické chyby barev z fotoaparátu oproti ideálním barvám za určitých světelných podmínek.

Světelné podmínky se v případě DxOmarku dělí pod CIE-D50 a CIE-A. Vidíte je jako přepínače v levém horním rohu. CIE-D50 je simulace spektra denního světla (teplota světla cca 5000 K). CIE-A je zprůměrované umělé osvětlení typu obyčejná žárovka (to je ta co je díky EU na umření). Ponechte si graf pro ukázku na CIE-D50.

Barevné kanály

První co uvidíte, jsou čtyři grafy. Nás bude nejdříve zajímat ta první řada. Jak jsme si řekli, všechny barvy se vytváří ze tří základních. A to pomocí světlocitlivých buněk, které vždy propustí jen jednu barvu světla. Výsledný obraz v počítači se tedy skládá ze tří barevných kanálů.

Grafy znázorňují, kolik jaké barvy obsahuje každý barevný kanál. Za ideálních podmínek by každý kanál obsahoval jen tu barvu jakou má, nicméně realita je taková, že se to většinou neděje. Naším přáním jako fotografů tedy je, aby každý kanál obsahoval co nejvíce patřičné barvy a co nejméně těch ostatních.

První graf je obsah červeného kanálu. Jak vidíte něco přes polovinu je červená, pak poměrně dost zelené a trocha modré. Dokud červená přesahuje zelenou alespoň takto, tak je vše v pořádku. Více červené je pochopitelně lépe. Pokud chcete vidět vážně špatnou variantu, najděte si Canon 1Ds (ten původní).Prostřední graf je zelená. S tou obvykle není žádný problém, bývá to nejčistší z barevných kanálů. Graf vpravo je modrý. Většina modré, trocha zelené, žádná červená je moc pěkný výsledek.

K čemu jsou nám dobré tyto tři grafy? Dávají nám přibližnou představu, jak moc kvalitní budou barvy z fotoaparátu, za předpokladu, že budeme mít dobrý převodník/ICC profil. Čím čistší je každý kanál, tím větší šance, že bude snazší získat dobré barvy.

Relativní citlivost barevných kanálů

Pak je tu čtvrtý graf vlevo dole. Protože sensory nereagují na různé části světelného spektra lineárně a protože každý výrobce má jinou CFA, tak ani barevné kanály nejsou stejně citlivé na světlo. Tento graf zobrazuje relativní citlivost barevných kanálů. Citlivost je vztažena k zelenému kanálu, neb je obvykle nejcitlivější (což je pochopitelné, když zelených buněk je na senzoru nejvíce).

Jak v tomto případě vidíte, červený kanál dosahuje jen poloviny citlivosti zeleného (51 %). Modrý je na tom o něco lépe s (67 %). Pro praktické využít se musí barevné kanály normalizovat. V jakém poměru se musí zesílit, aby měly stejnou intenzitu, nám popisuje tabulka vpravo (White balance scales). Červená je zesílená takřka na dvojnásobek (195 %) a modrá na jeden a půl násobek (149 %). Zelená zůstává stejná. Obecně jsou zelené buňky použité jako základ expozice a expozimetr ve fotoaparátu je nastavený aby správně exponoval zelenou barvu, zbytek barev se prostě digitálně zesílí na patřičnou úroveň. Jak asi tušíte, je v tom malý háček.

V případě D600 je červený kanál poměrně slabý, tudíž se musí zesílit na takřka dvojnásobek. Což mimo jiné i znamená, že se zesílí šum, který kanál obsahuje. V praxi to znamená, že se zvyšujícím se ISO bude červený kanál první, který odejde. Alespoň při denním světle (pamatujte, jde o měření při simulací denního světla). Modrý kanál oproti tomu na tom není tak špatně, takže máte slušnou šanci, že na základní ISO bude například obloha pěkně modrá a s minimem šumu.

Tento graf relativní citlivosti barevných kanálů je pro nás důležitý především pro odhadnutí šumu. Čím více je kanál nutné zesílit, tím více se v něm bude vyskytovat šum.

sRGB a ICC profily

Barvy přímo v RAWu nejde použít tak jak jsou. Kromě toho, že každý kanál obsahuje trochu ostatních barev, tak má navíc jinou citlivost na světlo. A jako by to nebylo komplikované samo o sobě, žádný sensor neprodukuje barvy v nějakém běžném barevném prostoru. Obecný standard barevného prostoru je sRGB (zkratka pro standardní RGB). Existují i další, ale DxOmark si vybral pro měření právě tenhle.

Většina uživatelů internetu ho též používá, aniž by o tom věděli. Prakticky všechny obrázky na internetu jsou standardně zobrazené právě v sRGB prostoru a též internetové prohlížeče neumí v základním nastavení zobrazit správně jiný barevný prostor (nicméně FireFox a Opera jdou nastavit, aby zobrazili korektně fotografie uložené i s jiným barevným profilem než sRGB). Je dobré si tohle pamatovat a dávat fotografie na internet převedené či rovnou vyvolané do sRGB prostoru, pak máte jistotu, že se zobrazí každému uživateli korektně.

Jakou úpravou jednotlivé barevné kanály prošly při vyvolávání z RAWu, aby vyhovovaly parametrům sRGB prostoru vám v našem ukázkovém případě ukazuje tabulka vpravo dole s názvem „Color matrix as defined in ISO standart 17321". Jak vidíte, při převodu byl každý barevný kanál zesílen a současně byl snížen jeho vliv na ostatní barevné kanály.

Vlevo jsou v této tabulce pod sebou vypsané jednotlivé barevné kanály v RAW stavu, nahoře máte vedle sebe jednotlivé barevné kanály po úpravě do sRGB. Výklad první řádky je, že červený kanál z RAWu byl pro převod do sRGB zesílen na 189 %, jeho vliv byl v zeleném sRGB kanálu snížen o 80 % a v modrém sRGB o 9 %. Výklad prvního sloupce je, že červený kanál v sRGB obsahuje červenou z RAWu zesílenou na těch 189 %, hodnota zelené z RAWu byla snížena o 15 % a hodnota modré z RAWu byla zvýšena o 7 %. Zbytek si můžete přečíst podle těchto ukázkových výkladů.

Těchto devět hodnot upravujících barvy z RAWu do sRGB prostoru je v podstatě to co se děje, když převádíte obrázek v RAWu do nějakého jiného formátu a použijete k tomu sRGB ICC profil. ICC profil je právě to co ovlivňuje, jak budou barvy z vašeho fotoaparátu ve výsledku vypadat. Každý program na převádění RAWu obsahuje vlastní ICC profily. Někdy blíže skutečným barvám a někdy méně, jak můžete vidět v závěrečné galerii. Opravdu důležitý je fakt, že tento korekční profil si můžete vyrobit sami přímo na míru vašemu vybavení.

Metamerický index

Metamerický index se měří podle ISO normy ISO 17321-1:2006. V případě DxOmarku se pod dvěma rozdílnými typy osvětlení (CIE-D50 a CIE-A) vyfotí standartní Gretag MacBeth barevná tabulka a změří se 18 barevných čtverců z ní.

GretagMacBeth.jpg 
Barevná tabulka Gretag MacBeth

Výsledky se porovnají s „ideálními“ barvami (je zde povolená určitá odchylka při měření, cca 5%, protože ani světlo ani tabulka nemůže být ideální). Porovnávané hodnoty jsou odečtené přímo z RAWu, bez úprav.

Interpretace výsledků je poměrně snadná, čím vyšší hodnota, tím více různých barev dokáže fotoaparát rozlišit. Tato hodnota není až tak zásadní jak by se mohlo zdát. Jako vše ostatní je to spíše orientační výsledek, který nám říká, jak moc snadné či těžké bude získat z fotoaparátu barvy, které chceme.

Většina fotoaparátů se pohybuje mezi hodnotami 75-85. V praxi platí, že pokud máte kousek co má třeba 87, tak pokud používáte například Adobe Lightroom, bude vám stačit vyrobit si dva barevné profily (jeden pro umělé světlo, druhý pro denní) a vystaráno pravděpodobně navždy. V případě, že váš fotoaparát má třeba hodnotu 73 a budete chtít věrné barvy, bude třeba si před každým focením vyfotit barevnou tabulku a pro každé focení si též vyrobit profil.

Předchozí kapitola Další kapitola
Seznam kapitol


celkem 11 komentářů

Nejnovější komentáře

Takový argument neberu, pokud je to v clanku… Rozumbrada Obecný 23. 12. 2012, 10:34
Ano vsimol som si mensiu nepresnost: "Světlo… mlendl 20. 12. 2012, 12:12
Kruci, ja myslel ze je to prezdivka. R 20. 12. 2012, 00:17
Fotografování možná rozumí, ale ve fyzice ce… Rozumbrda Obecný 19. 12. 2012, 22:04
Že Daemonius je znalec - navíc kultivovaný -… reign 19. 12. 2012, 22:02

Další podobné články

Sony bude nadále pokračovat ve vývoji SLT zrcadlovek s bajonetem A

Sony bude nadále pokračovat ve vývoji SLT zrcadlovek s bajonetem A

Instax Square – novinka pro okamžitou fotografii čtvercového formátu

Instax Square – novinka pro okamžitou fotografii čtvercového formátu

Instantní fotografie zažívá v posledních letech své znovuzrození, důkazem toho je i snaha tradičních výrobců o kousek místa na trhu. Neoficiální prvenství moderní instantní fotografie však patří Fujifilmu.

Které funkce musíte oželet při kombinaci Canon a Sigma?

Které funkce musíte oželet při kombinaci Canon a Sigma?

Nikon si patentoval objektiv pro 1" bezzrcadlovku

Nikon si patentoval objektiv pro 1" bezzrcadlovku

Středoformátové bezzrcadlovky Fujifilm nesou označení „GFX“

Středoformátové bezzrcadlovky Fujifilm nesou označení „GFX“

Již dříve se vědělo, že Fujifilm chystá něco velkého, nejdivočejší očekávání však končila u full-framu. Skutečnost je však jiná – přichází „středoformát“ Fujifilm GFX 50S se 6 systémovými GF objektivy.

Podívejte se, jak fotí Apple iPhone 7 Plus

Podívejte se, jak fotí Apple iPhone 7 Plus

Nejlepší fotoaparát pro vaše dobrodružství? Apple iPhone 7 Plus! Tak alespoň hlásá titulek magazínu Outside, který přináší kolekci fotografií pořízených právě telefonem Apple iPhone 7 Plus. A není jediný.

Zoner Postcards je pohlednicí do poštovní schránky od profesionálů

Zoner Postcards je pohlednicí do poštovní schránky od profesionálů

Zoner je firma stojící nejen za pokročilým desktopovým fotografickým editorem, ale i za mobilní aplikací Zoner Postcards, která odešle vámi vytvořenou pohlednici po celém světě.

Instagram nově umožňuje uložení konceptu

Instagram nově umožňuje uložení konceptu