„O tym, jak Samsung Galaxy S9+ samego siebie na fotopojedynek wyzwał” – o RAW-ach opowieść pokrętna z wrednym morałem

Podczas każdej premiery nowego flagowego smartfona, znaczną część zajmuje zawsze prezentacja możliwości aparatu fotograficznego. Za każdym razem jest to „najlepsza kamera ever”, „kamera wymyślona na nowo” i tak dalej, i tak dalej. Emocje podgrzewają oceny DxO – jedni w nie wierzą, inni nie (boć przecież najlepsze oceny dostaje najbogatszy, czyż nie?), ale mało kto zadaje sobie przy tym trud, by sprawdzić, jak w ogóle wygląda procedura testowa. Dziś dla odmiany materiał, jakiego do tej pory nie było: fotograficzny pojedynek stoczony przez Samsunga Galaxy S9+ z Samsungiem Galaxy S9+. Zdradzę werdykt: SGS9+ wygra ;)

Ale o co w ogóle chodzi?

Praktycznie każdy aparat flagowego smartfona może robić zdjęcia w trybie automatycznym i w trybie profesjonalnym. Najczęściej wybierany jest oczywiście tryb automatyczny – daje dobre efekty i nie wymaga zbytniego kombinowania. Ot, wycelować i zrobić zdjęcie, elektronika i oprogramowanie robią resztę. W trybie profesjonalnym możliwości jest oczywiście więcej – fotografujący ma możliwość uzyskania kontroli nad czasem naświetlania czy użytą czułością ISO. Może też włączyć robienie zdjęć w trybie RAW. Co to znaczy?

W ogromnym uproszczeniu, zdjęcie RAW to jest półprodukt, zrzut danych zebranych z matrycy. Taki zrzut zawiera dane o jasności każdego z pikseli matrycy i… tyle. Osobno zapisane są metadane typu prędkość migawki, przesłona, temperatura barwowa bieli i parę innych rzeczy. Dlatego też format RAW nazywa się czasem cyfrowym negatywem – gdyż wymaga on późniejszej obróbki, czyli „wywołania”, zinterpretowania informacji z matrycy i przerobienia jej na obraz.

A zatem, dlaczego warto używać cyfrowego negatywu? Oprogramowanie w smartfonie musi działać szybko. Bardzo szybko. A zatem niektóre procedury obróbki sygnału z matrycy muszą być z konieczności uproszczone, w przeciwnym wypadku po zrobieniu zdjęcia należałoby poczekać dłuższą chwilę, zanim będzie można zrobić kolejne. Po drugie, oprogramowanie potrafi się pomylić – podobnie zresztą, jak człowiek. Skorygowanie niektórych błędów, zwłaszcza kolorów, jest na gotowym zdjęciu mocno utrudnione; te same modyfikacje na RAW-ie są zaś bezproblemowe.

„Jak rozpoznawać drzewa z dużej odległości” czyli przykłady

Nie mając dostępu do SGS9+, zmuszony byłem poprosić o pliki źródłowe Kasię i Pawła, którzy mieli, bądź mają do dyspozycji tenże model. W trybie profesjonalnym aparat produkuje zawsze parę plików – JPG, czyli klasyczne zdjęcie oraz DNG, czyli format Adobe Digital Negative, rozumiany bez problemu przez Photoshopa i Lightrooma. Ten ostatni posłużył do obróbki zdjęć na potrzeby pojedynku. Założeniem nie było mozolne grzebanie, by uzyskać najlepszy efekt – obróbka miała być możliwie szybka, maksymalnie kilka minut na zdjęcie. W ramach procedury zdjęcia nie były przycinane, chyba, że wynikało to z obracania – prostowania zdjęć lub korekcji perspektywy. Po wszystkim fotografie zostały przeskalowane do rozdzielczości 1920 x 1440 i zestawione obok siebie: JPEG ze smartfona i JPEG wywołany Lightroomem.

„A teraz numer jeden – modrzew”

Pierwsze zdjęcie przykładowe, zrobione w nie najlepszych warunkach oświetleniowych, wymusiło użycie przez smartfon czułości 320 ISO i czasu naświetlania 1/25s. Oryginalny plik JPG jest ładnie odszumiony przez oprogramowanie Samsunga, choć gdzieniegdzie widać spowodowane procesem artefakty. Wydaje się jednak nieco zbyt ciemny. W pliku wynikowym z Lightrooma skorygowana została właśnie jasność, zdjęcie zostało wyprostowane, a odszumianie pozostawiło nieco więcej szczegółów, choć sam szum także jest bardziej widoczny – jego struktura jest jednak dość przyjemna i nie przeszkadza.

„A teraz numer jeden – modrzew”

Drugie zdjęcie jest bardziej wyrazistym przykładem, co można zyskać, jeśli nie zadowolimy się efektem działania oprogramowania aparatu. Na zdjęciu po lewej niebo jest bardzo jasne, przepalone, ze zgubioną fakturą chmur. W miejscach ciemnych z kolei niewiele widać – dynamika sceny okazała się zbyt duża, by oprogramowanie aparatu wiedziało, co ma z nią zrobić.

W efekcie zdjęcie trudno uznać za udane – tu zapewne pomógłby tryb HDR, dzięki któremu większość smartfonów radzi sobie w takich sytuacjach. Nie jest on jednak niezbędny – matryca aparatu złapała dość informacji zarówno w jasnych, jak i w ciemnych partiach, by można było zmniejszyć rozmiar prześwietlonego nieba i by wydobyć szczegóły z ciemnych obszarów. Oczywiście efektem silnego rozjaśnienia ciemnych partii zdjęcia jest wzrost szumów tamże, które stają się widoczne mimo naświetlania z ISO 50. Szczęśliwie dość prosto dały się one zredukować, choć w rozjaśnionych partiach widać utratę szczegółów i lekką nieostrość. Ponieważ alternatywą jest ciemna plama, wydaje się, że warto się na taką wymianę zgodzić.

„A teraz numer trzy – modrzew”

Zdjęcie trzecie w zasadzie nie wymagało poprawek – nieźle naświetlone, dość kontrastowe, kolory trochę może zbyt chłodne jak na słoneczną pogodę, którą widać na fotografii. RAW pozwolił bez problemu na lekkie ocieplenie zdjęcia, by dodać mu słońca. Okazało się też, że warto uczynić je mniej kontrastowym, dzięki czemu fasada budynku na drugim planie zyskała nieco wyrazistości. Pozostałe poprawki sprowadziły się do automatycznej korekcji perspektywy (efekt jest dość subtelny) i drobnych poprawek koloru nieba, czysto zresztą subiektywnym.

„A teraz… kasztanowiec zwyczajny”

Zdjęcie czwarte także prezentuje się zupełnie nieźle prosto z aparatu. Podobnie jednak jak poprzednie, wydaje się nieco zbyt chłodne. Niebo w interpretacji oprogramowania Samsunga jest zbyt mało kontrastowe, a jego barwy zbyt zamglone, zwłaszcza, że w tle widać jednak sugestię słońca. Zdjęcie po prawej zostało rozjaśnione w cieniach, zwiększony został kontrast, a efekt zamglenia nieba został skorygowany filtrem dehaze. Osobno została poprawiona saturacja i luminacja błękitów, co dało w efekcie ciekawie wyglądające niebo i odpowiednio delikatny niebieskawy zafarb zacienionego śniegu.

„A teraz numer jeden – modrzew”

Kolejne zdjęcie zrobione zostało w nocy, przy silnym sztucznym świetle. W tych warunkach pomiar światła aparatu potrafi zupełnie się pogubić, dając w wynikowym zdjęciu kolory odbiegające od tego, co widzi ludzkie oko. Widoczny jest też efekt agresywnego odszumiania – artefakty i mocną utratę szczegółów wszędzie poza najjaśniejszymi partiami. Poniższy przypadek specyficzny jest z jeszcze jednego powodu – by objąć całość sceny, obiektyw aparatu został skierowany silnie w górę, co przy szerokim kącie widzenia daje efekt silnie zbiegających się, tzw „walących się” linii. Są zwolennicy i przeciwnicy tego rodzaju perspektywy – ja jej nie lubię, więc postanowiłem się z nią rozprawić.

Efekt korekcji jest nie mniej dyskusyjny, bo co prawda zbieżne linie da się wyprostować programowo, jednak prowadzi to do silnych zniekształceń obrazu, co widać najlepiej na iglicy i zegarach. Pozostawiłem jednak go tak jak jest.

Pozostałe korekcje to obniżenie balansu bieli, by wydobyć błękitną poświatę nieba i reflektorów oraz lekkie rozjaśnienie cieni. Ponieważ zdjęcie jest zrobione przy bardzo wysokiej – jak na smartfon – czułości ISO 640, po wszystkim konieczne okazało się silne odszumienie całości. Kosztem pozostawienia większego ziarna udało się jednak zachować więcej szczegółów i zmniejszyć ilość najbardziej paskudnych artefaktów odszumiania. Efekt możecie ocenić sami.

„A teraz numer jeden – modrzew”

Szóste zdjęcie dość dobrze ilustruje dylematy, jakie można napotkać przy obróbce. Materiał źródłowy wykonany jest z ISO 320. Algorytmy Samsunga bardzo dobrze usunęły szum, nie wprowadzając zbyt wielu zniekształceń, ale w zacienionych miejscach w zasadzie nic nie widać.

Próba wyciągnięcia cieni z RAW-a przyniosła efekt, który można oceniać dwojako – z jednej strony udało się coś w tychże cieniach pokazać, ale ilość szumu i zniekształceń czyni sukces, łagodnie mówiąc, niepełnym. Być może najlepszym, co udało się osiągnąć, jest uwydatnienie strumieni światła z reflektorów. Gdybym chciał poświęcić obróbce więcej czasu i sięgnąć po dodatkowe narzędzia, być może efekt końcowy byłby lepszy, jednak jednym z założeń tego porównania było zachowanie czasu obróbki w granicach kilku minut. Jaki jest efekt – widać poniżej.

„A teraz numer jeden – modrzew”

Siódmy przykład, jaki wybrałem, jest przykładem zdjęcia naświetlonego zbyt mocno. Histogram pliku RAW nie ujawnił wprawdzie przepalenia najjaśniejszych partii fotografii, ale zakres spowodowanego zbyt silnym naświetleniem przesunięcia wykresu w prawo (w stosunku do pożądanego przebiegu), przełożył się na wynikowym JPEGu prosto z aparatu na białe plamy zamiast nieba i dość mocno wyprane barwy, charakterystyczne dla tego typu naświetlania.

Skoro jednak histogram wskazywał, że nie doszło do utraty informacji o światłach, dalsza obróbka nie okazała się zbyt skomplikowana – podstawą była automatyczna korekcja na bazie algorytmów Lightrooma, co wyrównało poziomy bieli i czerni, skorygowało w dół całkowitą ekspozycję zdjęcia i dodatkowo jeszcze przyciemniło najjaśniejsze partie. Cienie zostały lekko rozjaśnione, by skompensować ogólne przyciemnienie całości zdjęcia. Filtr dehaze poprawił nasycenie barw i lokalne kontrasty, uwydatniając przy tym chmury. Jeszcze tylko drobne korekty nasycenia i efekt końcowy można zobaczyć po prawej stronie.

Nikt się nie spodziewa hiszpańskiej inkwizycji

Mam nadzieję, że te parę przykładów dało nieco wglądu w to, z czym borykają się projektanci i programiści smartfonowych aparatów. To w pierwszej kolejności walka o jakość obrazu, a dopiero później efekty specjalne, takie jak symulacja małej głębi ostrości. Dlatego też coraz częściej nawet tanie smartfony umożliwiają uzyskanie cyfrowego negatywu do dalszej obróbki – choć zapewne niewielki procent użytkowników po taką możliwość sięgnie, warto o niej pamiętać, bo zwłaszcza w trudnych warunkach może ona oznaczać różnicę między zdjęciem użytecznym, a zdjęciem „do kosza”.

Walka o dobrą jakość zdjęcia trwa. A że programiści muszą godzić wodę z ogniem, niech uzmysłowią wam dwa pokazywane już wcześniej zdjęcia – tym razem uzyskane z RAW-ów z całkowicie wyłączoną korekcją, co powinno maksymalnie zbliżyć efekt do tego, co schodzi z matrycy aparatu… trochę szumią, prawda? Im trudniejszą rzecz próbujemy zrobić, tym większa szansa, że automat sobie nie poradzi, bo póki co sztuczna inteligencja w procesorach obrazu pozostaje głównie marketingowym hasłem.

A poza tym… to czy zdjęcie będzie udane czy nie, w ostatecznym rozrachunku zależy nie od użytego aparatu, tylko od osoby, która go trzyma w rękach. Nawet z najlepszego aparatu nie uzyskamy dobrej fotografii, jeśli nie będziemy mieli pojęcia, czego chcemy i użyjemy go jak młotka…

Poniżej macie całą galerię zdjęć w pełnej rozdzielczości (wystarczy otworzyć w nowej karcie).

Wycinki 1:1