Nezařazené

Problém přepalů – hodně složitě


Náš čtenář pan Karel Beneš reaguje na můj článek o přepalech z pohledu technického kybernetika. Jeho pohled je skutečně “vyšší dívčí” a v příštích dnech se mu budeme ještě věnovat, abychom ho zpřístupnili “nekyberneticky” laděnému čtenáři. Pro praxi mám o této metodě určité pochyby (tedy: vyhledávat v krajině bílou a na ni bodově určovat expozici…), nicméně pro zamyšlení nad problematikou úvaha Karla Beneše poslouží výborně.

V případech, kdy nelze použít vícenásobnou expozici pro HDR nebo ruční skládání vrstev je záchranou expozice do RAWu a jeho opakované vyvolání na tmu, středy a jasy, tak jako to činí např již ZPS 11, či dnes nově i verze ZPS 12 v nabídce při vyvolávání RAW snímků.

V náročných scénách co do rozsahu jasů I TAK extrémně záleží na přesné expozici, abychom využili plný dynamický rozsah chipu.

Domnívám se, že z technického pohledu, zejména poměru signál/šum, je třeba u digi přistupovat malinko jinak k fotografiím, resp. motivům, než u filmu, který bylo možno ovlivnit, posunout, po expozici ještě vyvoláním dle vlastního záměru

  • abychom vytěžili co nejvíce informací,
  • využili dynamický rozsah snímače,
  • snížili na minimum šum,
  • je třeba exponovat tak,
  • aby nejvyšší jas v nejsvětlejším z RGB kanálů (pomineme tedy malé lesky a odrazy oživující obraz, avšak vlastním jasem mnohonásobně překračující ostatní kresebné jasy)
  • dosáhl právě (maximálně) hodnotu o 1 menší (pro jistotu) než je rozsah A/D převodníku, tedy např. u 12 bitového A/D maximálně 4094 (12bit převodník dává 4096 hodnot v rozsahu 0-4095, proto 4094)
  • a to bez ohledu na konečný zamýšlený vzhled fotografie typu LowKey, HighKey, zádumčivá krajina, vyrovnaný portrét a pod.

to se snadno řekne, ale hůř udělá.

Jednou z cest je měřit zásadně bodově na nejsvětlejší místa v obraze a znát EV korekci svého fotoaparátu (převodní, senzitometrickou křivku snímače) pro takový postup.

K vytvoření, seznámení se s křivkou stačí jednoduše několik (desítek :-)) expozic středně šedé tabulky či bílého listu.

Zvolíme bodové měření, nastavíme pevnou hodnotu citlivosti ISO (ne Auto), přiměřenou clonu tak, abychom byli zhruba ve středu rozsahu expozičních časů fotoaparátu vypneme AF, který se stejně nebude mít na ploše papíru čeho chytit ručně hrubě rozostříme, abychom vyrovnali jas plochy

pak necháme fotoaparát bodově změřit šedou tabulku či list papíru před objektivem (režim Av navrhne expoziční čas pro středně šedý výsledek) poznamenáme si expoziční čas a přejdeme do manuálního režimu,

nastavíme čas o 5 EV kratší (korekce -5EV) (podexpozice jak Brno) a bezohledně z ruky postupně nasnímáme změnou času expoziční vějíř až k hodnotě +5EV (přeexpozice jako Brno) s krokem 1/2 nebo 1/3 EV,

celkem získáme 21 až 31 snímků zobrazíme si histogram každého z nich (např. Zoner Editor “CTRL+H” pro zobrazení histogramu) a vytvoříme si v tabulkovém procesoru (např. Excel) graf střední hodnoty v závislosti na posuvu EV

protože zatím žádný běžně dostupný snímač nemá dynamiku 10 EV spolehlivě zaznamenáme na obou koncích křivky okamžik, kdy se nasnímané hodnoty odpoutají od okrajů histogramu a začnou se účastnit kresby


Série histogramů pořízených různou expozicí – vždy je snímána plocha bílého papíru. Takto získáme přehled, jaké jsou vlastnosti konkrétního fotoaparátu při zpracování obrazu.

protože měření fotoaparátu se pokouší z libovolného jasu udělat střední šedou, stačí znát vzdálenost nejvyššího zaznamenatelného jasu od střední šedé, změřit tento nejvyšší jas a posunout expozici odpovídajícím způsobem. Korekce většiny fotoaparátů nebude stačit a bude nutno “odskočit” časem v manuálním režimu o hodnotu odečtenou z grafu.


Na první řádce jsou korekce (expoziční kompenzace) – pro jednoduchost zde jsou po 0,5 EV, v praxi používáme stupně po 0,3 EV. Jednotlivým hodnotám pak odpovídají úrovně histogramu, zde tedy při korekci 0 (nula) je bílá na předloze zobrazena jako úroveň 108 (měla by být 128); takto můžeme numericky odečítat jednotlivé úrovně odpovídající příslušné korekci.

Z grafu také vyplývá,

že při podexpozici se blížíme spodní krajní hodnotě (úrovni 0=černá) opatrněji, než se blížíme horní krajní hodnotě (úrovni 255 = bílá).

Můžeme si vytvořit a uložit pro opakované použití několik převodních křivek v Photoshopu, Lightroomu, Zoneru (zejména program Lightroom a modul Adobe Camera Raw k tomu poskytují sdodstatek posuvníků) a snímek posunout strmostí převodní křivky, gamma, nastavením bílého a černého bodu, popř. vyladit křivku posunem jednotlivých bodů do zamýšlené podoby typu LowKey, HighKey, zádumčivá krajina, vyrovnaný portrét a pod.

v praxi v Av režimu změříme bodově místo s nejvyšším jasem (např. peří labutě – měření se z tohoto místa pokusí vyrobit střední šedou), přejdeme do manuálního režimu a posuneme expozici o nejbližší vyšší korekci (v mém případě o 3,5EV) a do změny osvětlení máme zaručenou správnou expozici bílého, leč prokresleného peří, mraku, svatebních šatů nevěsty, bez ohledu na změnu kompozice a pozadí snímku

stejně lze postupovat i odspodu, od temných tónů, které právě leží nad šumem a parní lokomotiva pak zůstane správně černou

z expozičního vějíře je vidět, že použitý Samsung GX1L se bojí jasů, protože u korekce 0EV je hodnota 107 (správně 128), podexponovává tedy téměř o 1/2 clonového čísla (u korekce +0,5EV je stř.hodnota jasu 132, malinko nad požadovaných 128)

dalším využitím znalosti takové křivky je možnost bodově proměřit rozdíl mezi nejjasnějšími a nejtmavšími místy a snadno tak zjistit, zda se vejdou do dynamického rozsahu snímače, či bude třeba zvolit jiný postup (šedý přechodový filtr, HDR, vyjasnit stíny fill-in zábleskem, počkat na mrak).

Pečlivý uživatel si může vytvořit křivky pro různé ISO citlivosti, zároveň tak zjistí pro odpovídající ISO i úroveň šumu, které se neradno dotknout.

K tomu dále nutno poznamenat drobnost (často tradovaný nesmysl) o množství zobrazitelných barev, odstínů. Z 8bitové informace (obyč. JPEG) ve třech RGB kanálech lze skutečně (teoreticky, matematicky) vytvořit o něco více než 16,7 milionů barevných odstínů (256 umocněno na 3), v případě 16tibitové informace (TIFF 16 bit) lze zaznamenat maximálně 281 474 976 710 656 (281 biliónů, 65536 umocněno na 3) různých, nikde nezobrazitelných odstínů v případě obvyklého 12tibitového A/D převodu, kdy nebude zcela využita kapacita TIFF formátu, lze teoreticky vytvořit kombinací tří RGB kanálů 68 719 476 736 odstínů (4096 * 4096 * 4096)

to platí pro krásné, superpestré motivy hýřící barvami

dramaticky jiná situace nastává u motivů, které se svou (ne-)barevností blíží některému z RGB kanálů, resp. filtrů před snímačem (zelená žába v rybníku zarostlém zeleným žabincem, pampeliška na zelené louce, modré odstíny moře, nebe apod.)

předpokládejme, že šum snímače znehodnocuje 1/8 dynamického rozsahu, 12,5% dynamického rozsahu tedy qůli šumu nelze využít

pak u běžného formátu JPEG přijdeme o 32 úrovní z celkových 256ti a na snímku bude JEN 256-32, tedy POUHÝCH 224 odstínů zelené, navýš si můžeme být jisti, že hrubší JPEG komprese tento počet dále zle zredukuje

pokud máme fotoaparát např. s 12bitovým A/D převodníkem a fotografujeme do RAW formátu, který po “vyvolání” uložíme do formátu 16bitů TIFF, pak přijdeme také o 1/8 z 4096 hodnot, tedy o 512 úrovní odečtením 4096-512 nám ale zůstane 3575 odstínů zelené žáby a žabince což je zřetelný rozdíl v porovnání s nejvýše 224 JPEG odstíny

z naznačené “matematiky” také vyplývá, že při zpracování 12tibitových RAW dat máme k dispozici v každém z RGB kanálů 16x více informací, než bude uloženo do výsledného JPEG souboru a je jen na nás, jak převodní křivku pozohýbáme pokud převod do JPEG formátu necháme na fotoaparátu, vzniklý obraz bude vypadat podle toho, zda firmware fotoaparátu psal fotografující programátor (řízený marketingem) nebo programující (věci znalý) fotograf.

Karel Beneš

Náš čtenář pan Karel Beneš reaguje na můj článek o přepalech z pohledu technického kybernetika. Jeho pohled je skutečně “vyšší dívčí” a v příštích dnech se mu budeme ještě věnovat, abychom ho zpřístupnili “nekyberneticky” laděnému čtenáři. Pro praxi mám o této metodě určité pochyby (tedy: vyhledávat v krajině bílou a na ni bodově určovat expozici…), nicméně pro zamyšlení nad problematikou úvaha Karla Beneše poslouží výborně.

V případech, kdy nelze použít vícenásobnou expozici pro HDR nebo ruční skládání vrstev je záchranou expozice do RAWu a jeho opakované vyvolání na tmu, středy a jasy, tak jako to činí např již ZPS 11, či dnes nově i verze ZPS 12 v nabídce při vyvolávání RAW snímků.

V náročných scénách co do rozsahu jasů I TAK extrémně záleží na přesné expozici, abychom využili plný dynamický rozsah chipu.

Domnívám se, že z technického pohledu, zejména poměru signál/šum, je třeba u digi přistupovat malinko jinak k fotografiím, resp. motivům, než u filmu, který bylo možno ovlivnit, posunout, po expozici ještě vyvoláním dle vlastního záměru

  • abychom vytěžili co nejvíce informací,
  • využili dynamický rozsah snímače,
  • snížili na minimum šum,
  • je třeba exponovat tak,
  • aby nejvyšší jas v nejsvětlejším z RGB kanálů (pomineme tedy malé lesky a odrazy oživující obraz, avšak vlastním jasem mnohonásobně překračující ostatní kresebné jasy)
  • dosáhl právě (maximálně) hodnotu o 1 menší (pro jistotu) než je rozsah A/D převodníku, tedy např. u 12 bitového A/D maximálně 4094 (12bit převodník dává 4096 hodnot v rozsahu 0-4095, proto 4094)
  • a to bez ohledu na konečný zamýšlený vzhled fotografie typu LowKey, HighKey, zádumčivá krajina, vyrovnaný portrét a pod.

to se snadno řekne, ale hůř udělá.

Jednou z cest je měřit zásadně bodově na nejsvětlejší místa v obraze a znát EV korekci svého fotoaparátu (převodní, senzitometrickou křivku snímače) pro takový postup.

K vytvoření, seznámení se s křivkou stačí jednoduše několik (desítek :-)) expozic středně šedé tabulky či bílého listu.

Zvolíme bodové měření, nastavíme pevnou hodnotu citlivosti ISO (ne Auto), přiměřenou clonu tak, abychom byli zhruba ve středu rozsahu expozičních časů fotoaparátu vypneme AF, který se stejně nebude mít na ploše papíru čeho chytit ručně hrubě rozostříme, abychom vyrovnali jas plochy

pak necháme fotoaparát bodově změřit šedou tabulku či list papíru před objektivem (režim Av navrhne expoziční čas pro středně šedý výsledek) poznamenáme si expoziční čas a přejdeme do manuálního režimu,

nastavíme čas o 5 EV kratší (korekce -5EV) (podexpozice jak Brno) a bezohledně z ruky postupně nasnímáme změnou času expoziční vějíř až k hodnotě +5EV (přeexpozice jako Brno) s krokem 1/2 nebo 1/3 EV,

celkem získáme 21 až 31 snímků zobrazíme si histogram každého z nich (např. Zoner Editor “CTRL+H” pro zobrazení histogramu) a vytvoříme si v tabulkovém procesoru (např. Excel) graf střední hodnoty v závislosti na posuvu EV

protože zatím žádný běžně dostupný snímač nemá dynamiku 10 EV spolehlivě zaznamenáme na obou koncích křivky okamžik, kdy se nasnímané hodnoty odpoutají od okrajů histogramu a začnou se účastnit kresby


Série histogramů pořízených různou expozicí – vždy je snímána plocha bílého papíru. Takto získáme přehled, jaké jsou vlastnosti konkrétního fotoaparátu při zpracování obrazu.

protože měření fotoaparátu se pokouší z libovolného jasu udělat střední šedou, stačí znát vzdálenost nejvyššího zaznamenatelného jasu od střední šedé, změřit tento nejvyšší jas a posunout expozici odpovídajícím způsobem. Korekce většiny fotoaparátů nebude stačit a bude nutno “odskočit” časem v manuálním režimu o hodnotu odečtenou z grafu.


Na první řádce jsou korekce (expoziční kompenzace) – pro jednoduchost zde jsou po 0,5 EV, v praxi používáme stupně po 0,3 EV. Jednotlivým hodnotám pak odpovídají úrovně histogramu, zde tedy při korekci 0 (nula) je bílá na předloze zobrazena jako úroveň 108 (měla by být 128); takto můžeme numericky odečítat jednotlivé úrovně odpovídající příslušné korekci.

Z grafu také vyplývá,

že při podexpozici se blížíme spodní krajní hodnotě (úrovni 0=černá) opatrněji, než se blížíme horní krajní hodnotě (úrovni 255 = bílá).

Můžeme si vytvořit a uložit pro opakované použití několik převodních křivek v Photoshopu, Lightroomu, Zoneru (zejména program Lightroom a modul Adobe Camera Raw k tomu poskytují sdodstatek posuvníků) a snímek posunout strmostí převodní křivky, gamma, nastavením bílého a černého bodu, popř. vyladit křivku posunem jednotlivých bodů do zamýšlené podoby typu LowKey, HighKey, zádumčivá krajina, vyrovnaný portrét a pod.

v praxi v Av režimu změříme bodově místo s nejvyšším jasem (např. peří labutě – měření se z tohoto místa pokusí vyrobit střední šedou), přejdeme do manuálního režimu a posuneme expozici o nejbližší vyšší korekci (v mém případě o 3,5EV) a do změny osvětlení máme zaručenou správnou expozici bílého, leč prokresleného peří, mraku, svatebních šatů nevěsty, bez ohledu na změnu kompozice a pozadí snímku

stejně lze postupovat i odspodu, od temných tónů, které právě leží nad šumem a parní lokomotiva pak zůstane správně černou

z expozičního vějíře je vidět, že použitý Samsung GX1L se bojí jasů, protože u korekce 0EV je hodnota 107 (správně 128), podexponovává tedy téměř o 1/2 clonového čísla (u korekce +0,5EV je stř.hodnota jasu 132, malinko nad požadovaných 128)

dalším využitím znalosti takové křivky je možnost bodově proměřit rozdíl mezi nejjasnějšími a nejtmavšími místy a snadno tak zjistit, zda se vejdou do dynamického rozsahu snímače, či bude třeba zvolit jiný postup (šedý přechodový filtr, HDR, vyjasnit stíny fill-in zábleskem, počkat na mrak).

Pečlivý uživatel si může vytvořit křivky pro různé ISO citlivosti, zároveň tak zjistí pro odpovídající ISO i úroveň šumu, které se neradno dotknout.

K tomu dále nutno poznamenat drobnost (často tradovaný nesmysl) o množství zobrazitelných barev, odstínů. Z 8bitové informace (obyč. JPEG) ve třech RGB kanálech lze skutečně (teoreticky, matematicky) vytvořit o něco více než 16,7 milionů barevných odstínů (256 umocněno na 3), v případě 16tibitové informace (TIFF 16 bit) lze zaznamenat maximálně 281 474 976 710 656 (281 biliónů, 65536 umocněno na 3) různých, nikde nezobrazitelných odstínů v případě obvyklého 12tibitového A/D převodu, kdy nebude zcela využita kapacita TIFF formátu, lze teoreticky vytvořit kombinací tří RGB kanálů 68 719 476 736 odstínů (4096 * 4096 * 4096)

to platí pro krásné, superpestré motivy hýřící barvami

dramaticky jiná situace nastává u motivů, které se svou (ne-)barevností blíží některému z RGB kanálů, resp. filtrů před snímačem (zelená žába v rybníku zarostlém zeleným žabincem, pampeliška na zelené louce, modré odstíny moře, nebe apod.)

předpokládejme, že šum snímače znehodnocuje 1/8 dynamického rozsahu, 12,5% dynamického rozsahu tedy qůli šumu nelze využít

pak u běžného formátu JPEG přijdeme o 32 úrovní z celkových 256ti a na snímku bude JEN 256-32, tedy POUHÝCH 224 odstínů zelené, navýš si můžeme být jisti, že hrubší JPEG komprese tento počet dále zle zredukuje

pokud máme fotoaparát např. s 12bitovým A/D převodníkem a fotografujeme do RAW formátu, který po “vyvolání” uložíme do formátu 16bitů TIFF, pak přijdeme také o 1/8 z 4096 hodnot, tedy o 512 úrovní odečtením 4096-512 nám ale zůstane 3575 odstínů zelené žáby a žabince což je zřetelný rozdíl v porovnání s nejvýše 224 JPEG odstíny

z naznačené “matematiky” také vyplývá, že při zpracování 12tibitových RAW dat máme k dispozici v každém z RGB kanálů 16x více informací, než bude uloženo do výsledného JPEG souboru a je jen na nás, jak převodní křivku pozohýbáme pokud převod do JPEG formátu necháme na fotoaparátu, vzniklý obraz bude vypadat podle toho, zda firmware fotoaparátu psal fotografující programátor (řízený marketingem) nebo programující (věci znalý) fotograf.

Karel Beneš