Что такое UniWB и зачем это нужно?
UniWB - это метод съемки в RAW, при котором "выключается" баланс белого для того, чтобы контролировать каналы при съемке техникой ETTR, с целью контроля пересветов (передержек) и/или минимизации шумов в слабых каналах.
Есть такая фотография, на которой пересвечен снег. На гистограмме четко видно, что все три канала в клиппинге.
Примерно такую же картинку показывает и камера. Замечу только, что DPP считает пересветом значения яркостью от 254, а камера значения от 248. В данном случае использована техника Canon и DPP взят в качестве эталонного RAW-конвертера.
Но если заглянуть в RawTherapee, то видно, что не все так печально. И внимательно вглядитесь в гистограммы. Верхняя - это полученное RGB-изображение после демозаики. Нижнее - это гистограмма RAW до применения баланса белого и других коррекций. Видно, что каналы красный и синий абсолютно целые и не имеют клиппинга. Клиппинг немного присутствует только в зеленом канале и для данной фотографии вполне допустим.
Обратите внимание еще раз как смещены каналы относительно друг друга в RAW. Давайте разберемся с этим.
Прежде всего, напомню, что пиксели RGB байеровской матрицы в каждом канале имеют разную чувствительность. Как правило, красный канал является самым слабым (получает меньше всего света), а самым сильным зеленый (получает больше всего света). Ошибочно полагать, что зеленый канал обладает большей чувствительностью из-за того, что зеленых пикселей в два раза больше чем красных или синих. Причина в используемых светофильтрах, прежде всего. Соответственно синий обычно располагается между красным и зеленым. В зависимости от температуры света разбаланс между каналами меняется. Так или иначе приходится вносить поканальную экспокоррекцию, устраняя этот разбаланс. В этом и заключается суть баланса белого. Автоматический баланс белого в современных камерах в большинстве случаев достаточно точно определяет необходимую экспокоррекцию, поэтому выставлять предустановленные настройки баланса белого, такие как дневной свет или облачно, нет никакой необходимости.
Итак, мы имеем проблему, когда камера показывает пересветы там где их на самом деле нет. Проблема заключается в том, что камера строит гистограммы и индикацию пересветов по полученному изображению в jpeg, который потом сохраняется в качестве превью в RAW. Помимо применения баланса белого в изображение вносится гамма-коррекция и небольшая общая экспокоррекция для компенсации недодержки, которую вводят практически все производители камер.
А существует ли проблема когда пересветы реально есть, а гистограмма и индикация пересветов их не показывает? Нет, такой проблемы нет. Потому, что информация, которая уходит в клиппинг попросту превращается в значение 255 (для 8-битного jpeg), а не отрезается безвозвратно. Другое дело, что эту узкую полоску справа на гистограмме и мигание маленьких областей не всегда заметно, особенно на ярком солнце.
Взгляните на некоторые настройки, взятые из камеры Canon EOS 5D Mark III:
WB RGGB Levels Tungsten : 1438 1024 1024 2399
Color Temp Tungsten : 3200
WB RGGB Levels Fluorescent : 1745 1024 1024 2300
Color Temp Fluorescent : 3714
WB RGGB Levels Daylight : 1986 1024 1024 1628
Color Temp Daylight : 5200
WB RGGB Levels Cloudy : 2131 1024 1024 1502
Color Temp Cloudy : 6000
WB RGGB Levels Shade : 2275 1024 1024 1393
Color Temp Shade : 7000
Из этих данных видно, что самым слабым (шумным) каналом при холодном свете будет красный, а при теплом - синий.
А теперь взглянем на баланс белого этого снимка.
WB RGGB Levels Measured : 2289 1024 1024 1351
Color Temp Measured : 7382
Фотография сделана зимой, когда небо полностью затянуто облаками. Камера определила температуру как 7382 Кельвинов. Баланс белого вводит экспокоррекцию в 1.3 стопа для красного канала и 0.3 для синего канала. А теперь вспомним, что камера понижает общую экспозицию еще на 2/3 стопа. В итоге в красном канале мы имеем недодержку в 2 стопа. И это если мы не имеем недодержки экспозиции, например, для сохранения деталей в светах, или другими словами, чтобы не словить пересветы. Вот здесь и появляются шумы.
То есть, вторая проблема - это шумы в слабых каналах и для их минимизации следует использовать технику ETTR, прижимая гистограмму вправо. Кроме того, можно использовать корректирующие светофильтры типа cc30m, которые позволяют снизить разбаланс каналов. Но их применение оправдано только в условиях достаточности света, поскольку светофильтр может съедать до 1 стопа экспозиции.
Но как же быть? Ведь мы ориентируемся при съемке на гистограммы в камере и подсветку пересветов на экранчике. Выходит, что доверять индикации пересветов и гистограмме нельзя? К сожалению, да. И эта проблема характерна не только для камер Canon.
UniWB не является решением этих перечисленных проблем, но позволяет взять их под контроль. Приведя множители баланса белого по всем каналам к 1, мы условно получим на экране камеры гистограмму RAW. Условно, потому, что все равно применяются определенные коррекции, но главный источник бед - баланс белого будет исключен. Таким образом, мы с некоторой погрешностью увидим, что может уйти в клиппинг, а что нет. Но индикация пересветов по прежнему будет выдавать значения выше 248 за пересвет, но уже в сильном канале, что уже гораздо лучше. Что касается шумов, то здесь рекомендация одна - использовать ETTR.
Каким образом выключается баланс белого?
Находим монотонно окрашенную светлую поверхность, сойдет любая стена без видимых дефектов, подойдет вполне белый потолок и даже затянутое облаками небо. То есть UniWB можно настроить вполне в полевых условиях. Делаем следующие настройки: баланс белого = Авто, ISO = 200 (или 100), Диафрагма f/5.6, выдержку под экспозамер. Вводим экспокоррекцию в +4 стопа, засвечивая тем самым кадр. То есть мы должны получить кадр, который полностью передержан. Важно, чтобы весь кадр был пересвечен. Это можно проконтролировать на гистограмме.
Этот кадр был получен при ужасном освещении (смесь всевозможных слабых энергосберегающих ламп), снимался потолок. Далее необходимо снятый файл указать в качестве пользовательского баланса белого.
Необходимо найти снятый файл и нажать кнопку Set, подтвердив свой выбор.
Далее необходимо указать, что снимать далее мы будем с пользовательским балансом белого.
Снятые далее снимки должны иметь баланс белого с одинаковыми множителями по всем каналам. Проверить это можно программой exiftool. Можно просто запустить следующую команду и найти параметр WB RGGB Levels As Shot (для Canon).
exiftool.exe filename.CR2
Либо вывести только данный параметр через команду:
exiftool.exe -WB_RGGBLevelsAsShot filename.CR2
В результате будет выведена следующая запись:
WB RGGB Levels As Shot : 1024 1024 1024 1024
Что и требовалось доказать. Но существуют камеры, которые не поддаются таким фокусам и в этом случае придется использовать методику, описанную здесь (http://www.libraw.su/articles/uniwb-universal.html). Либо можно попробовать снять темный кадр (снять объектив, надеть крышку на байонет, ISO=100, выдержка самая минимальная), на некоторых камерах это срабатывает.
Множители ББ также можно проверить через dcraw командой
dcraw.exe -v -w -i filename.CR2
В результате будет выведена следующая запись:
Camera multipliers: 1024.000000 1024.000000 1024.000000 1024.000000
Но фотографии же стали зелеными. Зелеными, Карл!!!
Без паники! Зелеными стали только превью. RAW данные никак не зависят от настроек ББ.
Открою тайну: современные камеры достаточно хорошо определяют баланс белого. Погрешность обычно не превышает несколько сотен Кельвинов. Но с таким же успехом определяет баланс белого любой RAW-конвертер. Поэтому смело меняете настройку в конвертере в Авто и наслаждаетесь результатом. В конце концов, именно UniWB приучил меня доводить ББ до идеального, а не бросать его так как посчитала камера.
Есть ли реальная польза от UniWB?
С учетом того, что при использовании UniWB появляется возможность контролировать появление пересветов и минимизировать шумы в слабых каналах, ответ очевиден. Но появляются и проблемы. Первая - то, что зеленый оттенок фотографии сложно объяснить клиенту или жене. Другая проблема, то, что фотографу становится сложно на экране оценить точность фокусировки (фокусировка работает независимо от того какой ББ установлен). Иногда в этом помогает включение индикации точек фокусировки на экране камеры.
Дополнительные материалы:
Баланс белого у цифровых камер: проблемы и проблемы
UniWB: установка на камере и результаты использования
UniWB: простой метод установки