Алгоритмы демозаики RawThrapee

Введение

В этой статье пойдет речь про алгоритмы демозаики, программы RawTherapee. Такой алгоритм обязательно используют любые RAW-проявщики. Возможно у алгоритмов демозаики разных RAW-проявщиках имеются какие-то свои, фирменные особенности.

В LightRoom у пользователя отсутствует возможность выбора метода демозаики, а  RawTherapee, помимо прочего, предлагает разные алгоритмы, на выбор пользователя.

Много ли это дает, для итогового изображения ? Давайте разбираться.

Что такое алгоритмы демозаики

Изображение с RAW-файла камеры нельзя просто так взять и просмотреть напрямую, в качественном варианте. RAW-данные, это зафиксированные числовые значения  с сигналов фотодиодов матрицы, а не готовое изображение.

Сенсоры на матрицах большинства камер расположены в определенной последовательности. Например, по методу Байера, или по методу фирменной технологии Fujifilm X-Trans sensor.

Над каждым фотодиодом матрицы камеры установлен цветной фильтр: зелëный, красный или синий. При фотографировании значения уровней сигналов фотодиодов записываются в RAW файл.

Для получения полноценного изображения, из RAW-файла, пригодного для восприятия человеком, специальные алгоритмы RAW-конвертера или камеры выполняют математическую процедуру демозаики (дебайеризации). После этого изображение пригодно для просмотра.

Если вы просматриваете RAW-файлы каким нибудь просмотрщиком изображений, на скорую руку, то вероятнее всего вам на экран выводится внедренная в RAW-файл, миниатюра, заранее “проявленного” изображения, прошедшая скоростной демозаик. Камера внедряет такую готовую JPG-картинку с невысоким качеством изображения в RAW-файл. Делается это для  удобства их быстрого просмотра и сортировки.

Список алгоритмов демозаики в RawTherapee

В RawTherapee существует множество алгоритмов демозаики. На вкладке “RAW” можно выбрать алгоритм на ваше усмотрение .

Обратимся к документации на программу и почитаем, что она нам предлагает. (Информация взята отсюда).

Для сенсоров Байеровского типа

  • AMaZE
  • AMaZE+VNG4
  • RCD
  • RCD+VNG4
  • DCB
  • DCB+VNG4
  • LMMSE
  • IGV
  • AHD
  • EAHD
  • HPHD
  • VNG4
  • Fast
  • Mono
  • Pixel Shift
  • None

Для сенсоров типа X-Trans

  • 3-pass+fast
  • 3-pass (Markesteijn)
  • 1-Pass+fast
  • 1-Pass (Markesteijn)
  • Fast
  • Mono
  • None

Выбор алгоритма демозаики

Так какой алгоритм выбрать ? Где будет лучший вариант ? Список алгоритмов внушительный. Подробно описать математику каждого нет смысла. Проще убедится самому, попробовать разные алгоритмы. Считается, что некоторые алгоритмы лучше прорабатывают детали изображения, другим легче вытащить правильный цвет из RAW.

На особенности изображений после разных демозаик легче всего посмотреть при сильном увеличении части  изображения. Как правило это 400%-800% увеличения. Ещë лучше видна разница  на фотографии с простыми контрастными контурами – таблицы, диаграммы, чертежи. Но при просмотре изображения целиком, на 27 дюймовом FullHD мониторе, с IPS матрицей, лично я разницы не заметил.

Универсальный алгоритм AMaZE

Как пишут разработчики, можно придерживаться общего правила – самый универсальный алгоритм называется AMaZE (Aliasing Minimization and Zipper Elimination). Как правило он подходит для большинства изображений, если не для всех. У него достаточно высокое качество изображения на выходе.

В целом же, в RawTherapee единого лучшего алгоритма не существует. Они немного разные. Каждый может подходить лучше к своему типу изображения. Также алгоритмы отличаются производительностью.

Производительность работы алгоритма, в свою очередь, зависит от его особенностей.  От вашего компьютера. От размера матрицы камеры и от уровня шумов изображения

Алгоритм для астрофотографии

Разработчики утверждают, что для астрофотографии хорошо подходит алгоритм RCD. Он лучше справляется с круглыми объектами на равномерном фоне.

А DCB алгоритм дает лучшие цвета с камер без фильтров сглаживания, при этом AMaZE немного опережает DCB в детализации.

Алгоритмы демозаики для шумных изображений

LMMSE и IGV демозаики рекомендуются при работе с очень шумными изображениями, конечно же в сочетании с инструментом шумоподавления. С ними лучше сохраняется детализация изображения.

IGV подходит для снижения влияния муара.  Обычно это фотографии с тканью, шерстью, сетками, решетками и т.д.

Устаревшие алгоритмы

AHD (Adaptive Homogeneity-Directed), EAHD (Horvath’s AHD),HPHD (Hard-Decision-Projection Hard-Decision) – по заявлению разработчиков, устаревшие методы с меньшей производительностью, и как правило, уступают в качестве итогового изображения новым методам.

Сразу напрашивается вопрос – зачем тогда они нужны ? Для коллекции ?

Если задействовать метод None, то демозаик не выполняется. Используется для диагностики.

Mono подходит для пользователей монохромных камер, в матрицах которых отсутствуют цветные фильтры. Алгоритм низкого качества.

Алгоритмы демозаики для матриц X-Trans

Данные алгоритмы предназначены для некоторых матриц фирмы Fuji. У них может использоваться не байеровское расположение фильтров над сенсорами, а с иной последовательностью – фирменная технология Fuji. Но суть обработки демозаиками, при этом, не меняется.

3-Pass – демозаика для камер с датчиками X-Trans (Fuji). В нем осуществляется трëх проходная обработка изображения. Это даëт  бОльшую резкость. Но алгоритм  пригоден только для фотографий с низким уровнем ISO.

1-Pass – По сути это тоже самое, что и 3-pass, но быстрее, чем 3-pass метод. Уровень детализации немного ниже, чем у 3-pass. И если фото сделано с низким ISO.

На высоких ISO разница между 1-pass и 3-pass отсутствует.

Параметр вкладки RAW “шаги подавления ложных цветов” – устанавливает количество проходов медианного фильтра, применяемых для подавления муарных артефактов.

Это не отдельный демозаик, а настраиваемый дополнительный параметр дебайеризации.

Как правило, ложные цвета обычно заметны на изображениях с камер без фильтров сглаживания.

Обратите внимание, что решающим фактором будет все же изначальный выбор самого алгоритма демозаики, в данном случае. В некоторых ситуациях лучше изменить алгоритм демозаики, чем включить подавление ложных цветов, так как последнее снижает разрешение цвета.

Fast – алгоритм низкого качества с  высокой скоростью работы. Подходит для ситуаций, когда время обработки критично.

Как  выглядят алгоритмы демозаики на деле

Можно взять синтетические RAW-мишени отсюда. И открыть их в программе. На них хорошо заметна разница между алгоритмами демозаики. Но мы работаем с реальными фотографиями, а не с синтетическими тестами. На синтетических тестах, разница между алгоритмами  визуально существенна.

Давайте  посмотрим как работают  демозаики на вечерней фотографии. С чувствительностью 800 ISO. Фото сделано на зеркальную кроп-камеру.

Также я буду менять параметр “Шагов подавления ложных цветов”. Позиции регулятора установлю в нулевом и в максимальном положениях.

RawTherapee. Алгоритмы Демозаики. Amaze

RawTherapee. Демозаик Amaze

 

RawTherapee. Алгоритмы Демозаики. Amaze

RawTherapee. Демозаик Amaze

 

RawTherapee. Алгоритмы Демозаики. IGV

RawTherapee. Демозаик IGV

Другие результаты. Много изображений.
RawTherapee. Алгоритмы Демозаики. IGV

RawTherapee. Демозаик IGV

RawTherapee. Алгоритмы Демозаики. LMMSE

RawTherapee. Демозаик LMMSE

 

RawTherapee. Алгоритмы Демозаики. LMMSE

RawTherapee. Демозаик LMMSE

 

RawTherapee. Алгоритмы Демозаики. VNG4

RawTherapee. Демозаик VNG4

 

RawTherapee. Алгоритмы Демозаики. VNG4

RawTherapee. Демозаик VNG4

 

RawTherapee. Алгоритмы Демозаики. DCB

RawTherapee. Демозаик DCB

 

RawTherapee. Алгоритмы Демозаики. DCB

RawTherapee. Демозаик DCB

 

RawTherapee. Алгоритмы Демозаики. DCB

RawTherapee. Демозаик DCB

 

RawTherapee. Алгоритмы Демозаики. AHD

RawTherapee. Демозаик AHD

 

RawTherapee. Алгоритмы Демозаики. AHD

RawTherapee. Демозаик AHD

 

RawTherapee. Демозаик RCD

RawTherapee. Демозаик RCD

 

RawTherapee. Демозаик RCD

RawTherapee. Демозаик RCD

[свернуть]
Как мы видим, различия минимальны, а порой и вовсе не уловимы. Теперь я изменю масштаб.

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик Amaze

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик Amaze

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик Amaze

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик Amaze

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик IGV

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик IGV

Другие результаты. (Много изображений)
RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик IGV

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик IGV

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик LMMSE

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик LMMSE

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик LMMSE

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик LMMSE

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик VNG4

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик VNG4

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик VNG4

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик VNG4

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик DCB

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик DCB

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик DCB

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик DCB

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик DCB

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик DCB

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик AHD

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик AHD

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик AHD

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик AHD

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик RCD

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик RCD

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик RCD

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик RCD

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик Быстрый (Fast)

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик Быстрый (Fast)

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик Быстрый (Fast)

RawTherapee. Масштаб уменьшен. Демозаик Быстрый (Fast)

[свернуть]

Выводы

Как вы видите выбор алгоритма влияет на изображение совсем незначительно, что видно только при увеличении.

На общем виде фотографии, без увеличения, разница неуловима. Поэтому в большинстве случаев, считаю что достаточно универсального AMaZE. Алгоритмы демозаики, по описаниям, разные но результат одинаков. Может быть разница станет ощутимей на 30 дюймовом 4К или 8К мониторе ? У  меня нет такого монитора.

Я  просматривал фотографии на максимальном разрешении через TIFF файлы, с помощью 27 дюймового FullHD  ips монитора и существенной разницы между демозаиками не выявил.

Порой сложно понять стратегию разработчиков – наполнение программы всевозможными вариантами обработок с минимальным отличием. Это усложняет освоение и привыкание к программе.

Конечно, если разобраться, приложив усилия, можно создать удобные профили под себя и привыкнуть работать только с определенными инструментами. В таком случае рабочий процесс оказывается не сложней, чем в той же lightroom. Но, что бы прийти к такому варианту, придется сначала вот все это читать, сравнивать, пробовать и привыкать. А такой подход займет у новичков достаточно продолжительное время

Тем не менее, RawTherapee программа мощная, качественная, продвинутая и бесплатная, хотя не самая простая в освоении.

На момент создания статьи, я использовал программу версии 5.4

Спасибо за внимания! Оставляйте свои комментарии.

Главная страница » Программное обеспечение

 

 

4.5 (90%) 2 votes

Оставить комментарий