Уникальные цветовые профили фотоаппарата на базе CMF сенсора

[mihas]

Все сталкивались с тем, что цветовое описание матрицы практически любого фотоаппарата в виде цветового профиля оставляет желать много лучшего. Бывает даже так, что у дешевой камеры цвета более естественные, чем у дорогой. Почему же профили на основе съемки цветовых мишеней столь плохи? Причин много. Самая главная - экстраполяция за пределы охвата мишени, ошибки катастрофические. На втором месте недостаточное количество патчей. На третьем невозможность сделать мишень с узкими чистыми спектрами, т.е. чтобы определить край охвата сенсора. А так же сложность съемки такой мишени, невозможность пересчитать на другом источнике (то есть можно, конечно, но с ошибками), нет учета метамерии и т.д.
Вот что пишет TRANTOR, автор уникальной программы по профилировании фотиков на основе данных CMF сенсоров:

Снимая камерой хоть миллионнопатчевую мишень (что само по себе нереально) никогда не получить:
1. Полный охват (граничных узких спектров не будет, ибо физика).
2. Точный ответ, т.к.:
2.1 Обычными методами RAW все равно пройдет через какие-то преобразования
2.2 Качественная съемка мишени очень трудоемкое занятие
2.3 Абсолютные результирующие значения ответов сенсора неизвестны (зависимость от экспозиции, нелинейности градационной хотя бы)
2.4 Зависимость от освещения мишени (метамерные множества нам неизвестны)
2.5 Шумы, дисторсия, хроматика объектива и другие искажения реальности
3. Результирующая таблица коррекции даст постеризацию и другие безумные артефакты в виду пункта 2

Попробую в двух словах пояснить о чем идет речь. Вот CMF человека, зафиксированные еще в 1931 году и с тех пор используемые в колориметрии:

CMF human 2 gr.

• 83.69 КБ • 29227 просмотров

А вот CMF пары популярных фотоаппаратов:

Nikon D50 и Canon 5D II CMF

• 136.48 КБ • 29335 просмотров

Хорошо видно, что у человека отклик "сенсора" отличается от фотоаппарата, и у фотоаппаратов они тоже разные, естественно. Как же сделать так, чтобы пересчитать картинку, зафиксированную сенсором в картинку, которую видит глаз? На помощь приходит колориметрия. Производители фотиков и программ-проявщиков к сожалению не очень заботятся о достоверной цветопередаче, не умеют строить цветовые профили на базе CMF сенсора, а всего лишь фоткают мишени со всеми описанными выше ограничениями, поэтому те профили, что я тут представлю - поистине уникальные разработки нашего соотечественника TRANTOR.
Вот для иллюстрации фотка популярной высококачественной цветовой мишени. Все ее цветовые образцы имеют строго зафиксированные в файле описания спектральные характеристики, но к сожалению самые насыщенные поля этой мишени и близко не лежат на границах цветового охвата окружающего нас видимого мира, не являются ни узкоспектральными, ни самосветящимися. Два последних условия могли бы немного улучшить ситуацию с профилированием фотоаппарата по такой мишени, но к сожалению не выполнимы:

популярная цветовая мишень ColorChecker digital SG

• 139.31 КБ • 29057 просмотров

На следующем графике видно, в чем отличие обычного отраженного спектра ярко-красного патча L3 цветовой мишени ColorChecker и узкого красного спектра, излучаемого монохроматором, при облучении сенсора фотокамеры:

обычный спектр на отражение в сравнении со спектром монохроматора

• 95.69 КБ • 29007 просмотров

В лаборатории монохроматор последовательно настраивают на излучение на определенной длине волны со строго откалиброванной мощностью. И так серией засветок на разных длинах волны с узким спектром получают точный отклик сенсора фотокамеры именно на этой длине волны без примеси других оттенков, так на практике достигается полный охват существующих вообще цветов, цвета чище монохромата в природе не существует. Таким образом однозначно достоверно фиксируется именно полный охват матрицы фотоаппарата, тогда как цветовая мишень описать достоверно границы цветового охвата камеры не может ввиду не достаточно чистых спектров патчей мишени.
Получив достоверную функцию CMF фотика Trantor делает примерно следующее: математически облучает большой массив манселовских спектральных образцов несколькими источниками света и накладывает на них в одном случае CMF человека - двухградусного наблюдателя CIE - и в другом варианте - CMF сенсора. Так из суммы произведений спектров и CMF вычисляются цветовые координаты XYZ и разница между XYZ-массивом сенсора и XYZ-массивом хумана - и есть искомые данные для построения цветового профиля. Я сознательно опускаю здесь сложные подробности, откуда кроме XYZ берутся rgb-данные и в каком охвате, как применяется варпинг для формирования из массива манселовских образцов массива всего охвата для построения профиля. Просто поверьте - все это у Трантора реализовано действительно очень сложно на серьезном уровне математики. Я бы если и хотел выдать все секреты - не смог бы, как работает функция варпинга мне на пальцах объяснили, но сам я такие сложные колориметрические вычисления ни разу не реализовывал.

Ну и достаточно пока предисловий, посмотрим на фотки немного. Здесь с моего фотика Nikon D50 проявка со штатным профилем generic от CaptureOne и с профилем TRANTOR. Во всех примерах для generic еще добавлено 15% насыщенности, иначе очень велика разница между ненасыщенной generic и сочной картинками. А нам надо рассмотреть не это очевидное отличие, а именно качество цветопередачи.
Небо, море, зелень:

generic

• 470.43 КБ • 29676 просмотров

TRANTOR

• 517.43 КБ • 29655 просмотров

Природа, зелень и девушка (skintone):

generic

• 606.33 КБ • 29594 просмотра

TRANTOR

• 642.29 КБ • 29598 просмотров

Море, сосны, оранжевое платье:

generic

• 609.74 КБ • 29501 просмотр

TRANTOR

• 634.21 КБ • 29454 просмотра

Водопад, зелень, люди:

generic

• 610.3 КБ • 29382 просмотра

TRANTOR

• 646.1 КБ • 29368 просмотров

Что обращает на себя внимание: цвет в тенях однозначно чище у TRANTOR. Что в оранжевом платье в тени что в зелени деревьев. Телесный чище, несколько гламурный даже как в глянцевых журналах. С фотографии словно снимается паразитная серо-розовая пелена generic.

Вот собственно icc-профиль от TRANTOR на основе CMF сенсора Nikon D50:

Если вам понравилось, как работает настоящий профиль для фотоаппарата - обращайтесь, не для всех камер можно разыскать CMF, но для тех, для которых есть, TRANTOR обязательно построит хороший качественный профиль. Причем не только для C1, но и для LightRoom.

[mihas]

Вот с Canon 5D markII подруга прислала образец что получается в лайтруме. Мне и здесь профили Trantor нравятся больше родных адобовских, впрочем лучше сами сравнивайте. Профили не кладу пачками, так как слишком много весят в вариантах dng + icc, но если кому в личку надо пишите, теперь есть и этот замечательный фотик.
Вот дефолтный профиль адобы:

adobe

• 1.33 МБ • 29309 просмотров

Вот варианты от Trantor с гамут-маппингом и без:

Trantor Gamut Mapping

• 1.34 МБ • 29362 просмотра

Trantor No Gamut Mapping

• 1.31 МБ • 29298 просмотров

И авторский вариант от фотографа, как ей нравится обработка, профиль adobe + сильный saturation:

Авторский вариант от фотографа - adobe + saturation

• 1.49 МБ • 29239 просмотров

Как мне видится, не смотря на сильную сатурацию авторского варианта, тени зелени в профиле adobe остались грязными, кирпичными, а не зелеными. Та же ситуация и с моим никоном и дефолтным профилем C1 - грязные тени, которые не побеждает никакая сатурация. А в профилях Trantor на основе CMF сенсора в тенях чистые цвета, но нет лишней недостоверной перенасыщенности обычных полутонов, которая всегда возникает при манипулировании движком сатурейшн. Все-таки он сильно не дотягивает по качеству повышения насыщенности до алгоритма из CIECAM02, который мы обсуждали здесь и здесь.

[ColorPrint]

Михась, а просто щелкнуть например x-rite colorchecker sg и сделать профиль как на сканер в i1Profiler. Что то я не понимаю влияние CMF. У сканера тоже CMF отличается от человеческого.

[mihas]

Дело в том, что щелкнуть мишень можно, но качественного профиля фотика так не получить. Мишень априори не содержит цветовых образцов в полном цветовом охвате сенсора, значит эти значения будут как-то волюнтаристски экстраполироваться с чудовищными ошибками. Чтобы облучить сенсор чистыми узкими спектрами и получить его полный охват нужен монохроматор, это лабораторная история а не проделки с мишеньками. Чтобы облучить мишень так, чтобы отражался чистый узкоспектральный монохромат - нужна согласно классикам колориметрии энергия ядерного взрыва. Я потому и использовал слово Уникальные, потому что таких профилей как сделал Trantor не умеет делать ни одна программа. Производители уже щелкнули мишеньку и сделали низкокачественные профили для всех камер. Мы ими пользуемся за неимением другого, самому щелкнуть мишеньку и получить чего-то принципиально лучшего, чем то что есть в программах-проявщиках по дефолту не получится. А вот сканер описать с помощью мишени - это вполне приемлемо, на сканер не попадает реальных красок окружающего мира а лишь маленькие охваты красок на твердых носителях. И в сканере можно осветить равномерно.

[cadaver]

....как работает настоящий профиль для фотоаппарата - обращайтесь, не для всех камер можно разыскать CMF...

Приветствую!

Рассмотрите пожалуйста возможность построить профиль для камеры Sony α7R (Alpha 7R, Model # ILCE-7R).

Спасибо.

[mihas]

Рассмотрите пожалуйста возможность построить профиль для камеры Sony α7R (Alpha 7R, Model # ILCE-7R).

С удовольствием бы, но для этого фотика к сожалению никто не измерил CMF сенсора.
Чтобы не было вопросов по каждой модели - вот список фотиков, для которых существуют измерения CMF сенсора:

Код: Выделить всё

cmf_Canon1D Mark III.mat
cmf_Canon20D.mat
cmf_Canon300D.mat
cmf_Canon40D.mat
cmf_Canon500D.mat
cmf_Canon50D.mat
cmf_Canon5D Mark II.mat
cmf_Canon600D.mat
cmf_Canon60D.mat
cmf_Hasselblad.mat
cmf_Nikon3dx.mat
cmf_NikonD200.mat
cmf_NikonD3.mat
cmf_NikonD300s.mat
cmf_NikonD40.mat
cmf_NikonD50.mat
cmf_NikonD5100.mat
cmf_NikonD700.mat
cmf_NikonD80.mat
cmf_NikonD90.mat
cmf_NokiaN900.mat
cmf_Olympus EPL2.mat
cmf_PentaxK5.mat
cmf_PentaxQ.mat
cmf_Phase One.mat
cmf_PointGreyGrasshopper.mat
cmf_PointGreyGrasshopper2.mat
cmf_Sony Nex5N.mat

То есть только по этому списку сегодня можно построить профессиональный цветовой профиль для фотокамеры. Если вы знаете еще - присылайте CMF!

Вот ссылки на профили, которые уже построены (эта табличка будет обновляться здесь, последнее обновление от 8 ноября 2021 г.):

Canon 1D Mark III	ICC	DCP
Canon 5D mark II	ICC	DCP
Canon 6D	ICC	DCP
Canon 20D	ICC	-
Canon 40D	ICC	-
Canon 50D	ICC	DCP
Canon 60D	ICC	DCP
Canon 600D	ICC	DCP
Nikon D3X	ICC	DCP
Nikon D50	ICC	DCP
Nikon D80	ICC	DCP
Nikon D90	ICC	DCP
Nikon D5100	ICC	DCP
Nikon D610	ICC	DCP
Nikon D700	ICC	DCP
Pentax K-5	ICC	-
Sony NEX5N	ICC	DCP

В связи с безвременной кончиной Трантора ссылки на профили на его сайте стали недоступны, как и весь сайт. Скопировал профили на свой сайт и переделал ссылки.

[mihas]

Рад представить следующее поколение профилей от Trantor серии Natural. Пока только для своего любимого Nikon D50, для остальных - в личку пишите. Собственно новое поколение дает не столь насыщенный цвет, однако идеально правильный телесный, предыдущие профили давали телесный чуть более гламурный, а сейчас - классика. При этом цвета все равно чистые, чище, чем в профиле generic при тех же самых настройках насыщенности (saturation), причем их насыщенность выглядит естественно, тогда как искусственное повышение насыщенности рычажком saturation для профиля generic часто выглядит вычурно. Ниже сам профиль и несколько свежих примеров из фоток новогодней поездки на Атлантику.

Здесь чистота цвета заметно отличается в зелени пальмы. Тут и ниже все настройки проявки идентичны кроме собственно цветового icc-профиля:

Канарские острова, курортный пейзаж, профиль от Trantor-а

• 448.37 КБ • 29294 просмотра

профиль generic

• 439.43 КБ • 29171 просмотр

Сложные условия съемки телесных оттенков, против солнца без вспышки, телесный от Trantor-а чище и вернее по балансу европейского телесного. Так же хорошо заметно, что голубовато-серая майка не стала ярко-синей при более чистых телесных, то есть просто сатурацией такого результата не получить, на фотке generic цветокорректору пришлось бы раскрашивать телесный селективно, чтобы не зацепить околонейтральную майку:

Съемка на воде против солнца без вспышки, профиль от Trantor-а

• 300.27 КБ • 29325 просмотров

профиль generic

• 293.78 КБ • 29304 просмотра

Примитивная проявка Faststone default для иллюстрации того, что здесь нужна нормальная качественная проявка

• 45.77 КБ • 29066 просмотров

Весь пейзаж немного почище, типичная серо-розовая пелена generic как бы удаляется профилем Trantor-а:

Яхта в марине, профиль от Trantor-а

• 361.7 КБ • 29068 просмотров

профиль generic

• 354.17 КБ • 28987 просмотров

Насыщенные яркие цвета лодок заметно чище у Trantor-а:

Вечер в марине, профиль от Trantor-а

• 461.27 КБ • 29068 просмотров

профиль generic

• 452.32 КБ • 28986 просмотров

По мне так общее впечатление от любой фотки становится лучше, чем с генериком. Так что пока я лично остановился на этом цветовом профиле из серии Natural, пусть он не настолько насыщенный, как предыдущее поколение, зато всегда получаешь правильный телесный баланс в естественном окружении, ну естественно при правильных установках цветовой температуры при проявке.

[Mick#7]

Вечер добрый!
Очень сильно заинтересовался профилем от TRANTOR.
Возможно ли построить профиль для Nikon D610?
В инете нашел его CMF, но насколько он верен хз...

[Mick#7]

Вот ссылка на CMF Nikon D610.
https://images.nital.it/nikonschool/exp ... tivity.jpg" onclick="window.open(this.href);return false;

[mihas]

Вот ссылка на CMF Nikon D610.

Хорошо, будет профиль! Только для этого просьба картинку в экселе превратить в табличку, сможете аппроксимировать от графика табличные данные? С шагом в 10 нм подойдет, но можете и вариант почаще сделать на всякий.

[Mick#7]

Спасибо! Попробую) никогда еще такого не делал) в ближайшее время выложу.
А табличку разбить на 3 столбца R G и B, по горизонтали - чувствительность, по вертикали нм?

[mihas]

Да давайте так. Если что табличку легко перестроить, главное график оцифровать. В принципе создаете в эксель график с фоном из нарисованного по вашей ссылке и на графике можно тянуть точки мышкой, просто задайте точки с шагом 10 нм в табличке для графика и тяните, я бы как-то так сделал.
Табличка должна выглядеть примерно так:

nm	r	g	b
400	0.030947086	0.037560553	0.271393338
410	0.020802929	0.041006387	0.359288035
420	0.01531992	0.051260001	0.448430656
430	0.012160812	0.068433972	0.575815675
440	0.01052383	0.090222035	0.682625809
450	0.008951825	0.114066074	0.776888039
460	0.009215075	0.168315561	0.85043391
470	0.012547923	0.255562509	0.792443595
480	0.017491217	0.384314666	0.766170038
490	0.015130111	0.398321863	0.572925053
500	0.018700235	0.510164552	0.392906302
510	0.031168569	0.719384393	0.245894968
520	0.057046465	0.825272198	0.101500791
530	0.091870837	1	0.04577151
540	0.055080453	0.915947833	0.023081432
550	0.030477245	0.895101965	0.012789211
560	0.029047749	0.735797827	0.006206193
570	0.078283082	0.627846593	0.004056729
580	0.361762187	0.440288001	0.003030695
590	0.626732552	0.294589648	0.002014047
600	0.582715643	0.141198879	0.001341243
610	0.504659715	0.054980782	0.000704175
620	0.371921378	0.019833955	0.000506041
630	0.321534329	0.011131678	0.00042877
640	0.23218761	0.006313353	0.000405676
650	0.180524246	0.003864953	0.000526311
660	0.120246572	0.002700745	0.000582641
670	0.089646771	0.003250457	0.000544542
680	0.063346854	0.004078445	0.000474239
690	0.044491518	0.004805815	0.000364237
700	0.028755202	0.00456302	0.00026866
710	0.020862501	0.004048281	0.000192897
720	0.013427798	0.002517295	9.58E-05

Если не удается мышью подвинуть только одну координату точки и непроизвольно меняется вторая - не беда, можно прогнать потом табличку здесь http://cielab.xyz/cubicspline/ через кубическую интерполяцию строго с шагом 10 по одной из осей. В общем надо просто творчески немного повозиться.

[DimB]

http://habrahabr.ru/post/250441/" onclick="window.open(this.href);return false;
В комментариях (1 и 3) тоже стоит посмотреть. Там еще 2 ссылки.

P.S. Эту ссылку http://arohatgi.info/WebPlotDigitizer/app/" onclick="window.open(this.href);return false; из 1 комментария, отметил бы особо.

[Constantin]

dng + icc, но если кому в личку надо пишите,

Не нашел как написать в личку, попрошу тут профили для Nikon D700. Интересуют скорее icc, применять планирую в Rawtherapee.
Очень интересно сравнить с другим профилем, сгенерированным на основе данных CMF.

[mihas]

Очень интересно сравнить с другим профилем, сгенерированным на основе данных CMF.

Хорошо, попробуем. А кстати - другой профиль на основе CMF где берут?