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QU� ES ZERO NOISE

Zero Noise es un programa que he realizado con la intenci�n de automatizar la tarea de fusionar los arhivos RAW procedentes de varias tomas realizadas sobre una misma escena con diferentes grados de exposici�n, para lograr una imagen de bajo ruido y alto rango din�mico (HDR).

El fundamento te�rico en el que est� basada esta t�cnica fue ya explicado en detalle en el art�culo Fotograf�a con cero ruido.

Son varios los programas con los que se puede acometer dicha tarea (Photomatix, HDR de Photoshop, Enfuse,...), pero ninguno de ellos me satisface plenamente por varios motivos:

Zero Noise en cambio est� optimizado para obtener la m�xima reducci�n de ruido y nitidez posibles, y como consecuencia captar el m�ximo rango din�mico de la escena, pero obteniendo una imagen con los par�metros de brillo, contraste y tonos id�nticos a la original sin procesar.

Adem�s ser� posible intervenir en el proceso de fusi�n para tomar medidas potentes que eviten la aparici�n de fantasmas en escenas no del todo est�ticas.

Con esta imagen en bruto pero de alta calidad, el usuario deber� realizar el mapeo de tonos m�s acorde a sus preferencias y necesidades, bien de forma manual o haciendo uso de herramientas externas como las ya citadas.

No tiene por lo tanto sentido comparar directamente el resultado que sale de Zero Noise con lo obtenido usando programas de HDR completos como Photomatix, Dynamic Photo HDR, TuFuse/Enfuse o el propio HDR de Photoshop. Zero Noise es solo un fusionador de capturas, no un programa completo de HDR ya que no realiza la etapa del mapeo de tonos.

Pero Zero Noise es perfectamente compatible con todos esos programas, pudiendo usarse para hacer una fusi�n de capturas precisa y �ptima en t�rminos de ruido, nitidez y control manual frente a fen�menos de ghosting, para luego realizar el mapeo de tonos con cualquier herramienta HDR que admita como entrada archivos TIFF. Se tendr� as� lo mejor de ambos mundos: la fusi�n de m�s control y calidad posibles, y el mapeo de tonos preferido por el usuario.

Con lo dicho el proceso de fusi�n y procesado de im�genes con Zero Noise comprender� los siguientes pasos, de los cuales los dos primeros se explicar�n en el presente tutorial:

Para obtener ideas sobre c�mo realizar el tercer paso puede acudirse al tutorial Mapeo de tonos HDR donde se expone una posible soluci�n de edici�n para llevar a cabo un Tone Mapping manual sobre las im�genes resultantes de Zero Noise con un resultado natural.

La considerable longitud y densidad de este tutorial no se debe a la complejidad de uso de Zero Noise, sino a que me ha parecido interesante entrar en bastante detalle sobre algunos conceptos y aspectos te�ricos de la implementaci�n del programa. No puede considerarse por tanto como una gu�a de referencia r�pida pero a�n as� animo a leerlo completamente antes de usar el programa.

QU� NO ES ZERO NOISE

Para que no haya lugar a malentendidos sobre lo que hace y lo que no hace este programa, quisiera dejar claro tambi�n qu� no es Zero Noise:

CAPTURA DE IM�GENES

Las im�genes deber�n ser realizadas con la m�xima calidad posible. Dejando otros aspectos t�cnicos al margen, es en particular importante obtener una buena alineaci�n p�xel a p�xel entre las distintas im�genes. Para ello se ha de recurrir a:

En principio pens� en a�adir al programa capacidad de alineamiento de im�genes que finalmente creo que voy a descartar por dos motivos: primeramente porque por el modo en que est� establecido el procedimiento nada nos impide usar en una fase intermedia alguna herramienta de alineamiento de im�genes. Pero sobre todo porque si se trata de un m�todo para obtener la mayor calidad de imagen final se debe descartar cualquier forma de proceder que pudiera llevar a un desalineamiento apreciable de las im�genes.

En contra de lo que se suele pensar muchas veces (he llegado a ver im�genes HDR obtenidas con 9 o m�s capturas!), no se obtienen mejores resultados en la fusi�n de im�genes con un gran n�mero de las mismas. De hecho en programas de mezcla progresiva como Photomatix y HDR de Photoshop, el empleo de muchas im�genes conduce a una gran p�rdida de nitidez si �stas no est�n perfectamente alineadas y no aporta ninguna ventaja de cara al resultado final.

Es posible obtener im�genes de gran calidad con tan solo dos capturas separadas una cantidad generosa de pasos de diafragma. He autolimitado Zero Noise a la fusi�n de un m�ximo de 10 im�genes, si bien utilizar m�s de 4 no est� en realidad justificado en ning�n caso.

Resulta obvio que los diferentes grados de exposici�n nunca han de obtenerse alterando la apertura del diafragma, sino siempre jugando con la velocidad de disparo. No hacerlo as� puede propiciar efectos extra�os debidos a las diferentes profundidades de campo con que se generar�an las capturas.

ESQUEMA PROPUESTO

Mi propuesta actual es realizar 3 capturas empleando el ahorquillado de la c�mara. Pero a diferencia de como se suele recomendar con los programas habituales de HDR donde se hace coincidir la medici�n de la c�mara con la toma central, lo que propongo es olvidarnos de dicha toma y usar como referencia la toma menos expuesta. As� nos centraremos en obtener en la captura menos expuesta la imagen m�s expuesta posible de la escena pero siempre sin quemar las altas luces.

El esquema pasar�a de ser el t�pico {-2EV, 0EV, +2EV} a uno del tipo {0EV, +2EV, +4EV}, pero siempre cuidando como se ha dicho de que en la captura que llamamos 0EV o de referencia no se queme ninguna informaci�n de altas luces. Se trata en definitiva de derechear la toma menos expuesta despreocup�ndonos totalmente de c�mo de expuestas queden las otras dos capturas.

Una forma sencilla y efectiva de lograrlo es usando el modo M, donde ajustaremos primero la exposici�n para obtener el derecheo del histograma por el m�todo que m�s f�cil nos resulte (puede ser un simple tanteo observando el histograma), teniendo a�n desactivado el ahorquillado.

Logrado el derecheo sin quemar altas luces, que en escenas de alto rango din�mico implicar� una toma de apariencia global muy subexpuesta, solo tendremos que aumentar en 2 pasos la exposici�n cuadruplicando el tiempo. Si en este momento activamos el ahorquillado {-2EV, 0EV, +2EV} de la c�mara habremos logrado que autom�ticamente la toma menos expuesta del mismo coincida con el derecheo buscado.

En escenas de mucho rango din�mico este esquema puede quedarse corto. Esto lo comprobaremos f�cilmente con una sencilla regla: si en la imagen m�s expuesta del ahorquillado las sombras a�n aparecen oscuras en el display de la c�mara, necesitaremos capturas adicionales con mayor exposici�n. En esos casos deberemos modificar manualmente la exposici�n para obtener tomas adicionales con m�s exposici�n a�n, o separar m�s las tres capturas propuestas.

Por suerte la tendencia es a que las nuevas c�maras permitan ahorquillados cada vez m�s amplios y con un n�mero de capturas no limitado a solo tres, lo que nos permitir� cubrir el rango din�mico de cualquier escena real sin necesidad de tocar la c�mara. Ocurre as� con las �ltimas Nikon D700 y D3X. Por el contrario Canon en la 5D Mark II ha cometido la torpeza de anclarse en el ahorquillado cl�sico de tres tomas separadas un m�ximo de 2 pasos.

La Canon 7D s� ha extendido el ahorquillado a separaciones de tres pasos, lo que posibilita un esquema muy interesante de {0EV, +3EV, +6EV} que en mi opini�n representa el mejor equilibrio entre n�mero total de capturas, capacidad de captura de rango din�mico y fiabilidad de la fusi�n. Para lograr este esquema buscaremos el derecheo perfecto de la escena antes de ajustar el ahorquillado. Entonces aumentaremos en 3 pasos la exposici�n, y por �ltimo activaremos el ahorquillado con separaciones de 3 pasos.

Otras c�maras como las Pentax permiten ahorquillados mucho m�s flexibles que las marcas m�s difundidas. Se tratar� en cada caso de ver las posibilidades que ofrece nuestro modelo y aplicar la filosof�a de reducir el ruido mediante la sobreexposici�n.

Si nos vi�ramos obligados a realizar solo dos capturas, recomendar�a no ser excesivamente ambiciosos y separar las tomas 3 pasos de diafragma en un esquema {0EV, +3EV}, o de lo contrario podr�an llegar a distinguirse las zonas de transici�n entre una captura y otra debido a la considerable diferencia en el nivel de ruido visible. Esto puede ocurrir especialmente en las c�maras m�s antiguas y por tanto ruidosas.

MEJORA EN RUIDO Y EXPANSI�N DE RANGO DIN�MICO

Por cada paso extra de exposici�n en las tomas adicionales reduciremos el ruido visible en las sombras, y en consecuencia aumentaremos en un paso el rango din�mico que podemos capturar.

De forma general, realizando N capturas separadas M pasos de diafragma y con una c�mara capaz de capturar C pasos de rango din�mico, seremos capaces de enfrentarnos a escenas con un contraste m�ximo de:

DR = C + (N-1) * M

Obteniendo un salto lineal de la relaci�n S/N entre tomas en las zonas frontera de 2M.

As� una c�mara de 8 pasos de rango din�mico m�ximo (como la Canon 350D) se convertir� en un dispositivo capaz de obtener los siguientes rangos din�micos y mejoras aproximadas en la relaci�n se�al a ruido en las sombras al emplear los esquemas de exposici�n siguientes. Se muestra en la �ltima columna el salto m�ximo en la relaci�n S/N que encontraremos en las zonas fronterizas entre im�genes:

ESQUEMA RANGO DIN�MICO MEJORA S/N SALTO S/N
{0EV,+2EV} 10EV x4 x4
{0EV,+3EV} 11EV x8 x8
{0EV,+4EV} 12EV x16 x16
{0EV,+2EV,+4EV} 12EV x16 x4
{0EV,+3EV,+6EV} 14EV x64 x8
{0EV,+4EV,+8EV} 16EV x256 x16
{0EV,+2EV,+4EV,+6EV} 14EV x64 x4
{0EV,+3EV,+6EV,+9EV} 17EV x512 x8

Fig. 1 Esquemas de exposici�n para c�mara de 8 pasos de rango din�mico.

Observando el tercer y cuarto esquemas por ejemplo, uno podr�a pensar que no tiene sentido realizar la toma central a +2EV en el cuarto. Esto no es as�; si bien dicho esquema no mejora el rango din�mico m�ximo capturado ni el ruido en las sombras, s� mejora �ste en los tonos intermedios y hace m�s suaves las transiciones, por lo tanto es un esquema en principio m�s recomendable que el de solo dos capturas.

De las pruebas que he hecho, cuando con un esquema del tipo {0EV, +4EV} puede esperarse que hasta el 80% de la imagen final sea obtenida de la toma a +4EV y tan solo un 20% de la toma 0EV. El salto en relaci�n se�al a ruido es de 16 veces m�s ruido en la toma 0EV lo que puede llegar a delatar las zonas de transici�n en lo referente a este par�metro.

En cambio pasando a un esquema {0EV, +2EV, +4EV} el 80% de la imagen final seguir� proviniendo de la toma +4EV como es l�gico, pero del orden del 15% viene de la toma +2EV y solo el 5% de la toma 0EV, obviamente las altas luces. El salto en la relaci�n se�al a ruido es de 4 veces m�s ruido en la toma m�s ruidosa, lo que hace las transiciones inapreciables en cuanto al ruido.

En el siguiente enlace se recogen las posibilidades de ahorquillado disponibles en una amplia lista de c�maras: Auto Exposure Bracketing settings by camera model.

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Obtenidos los archivos RAW nos disponemos a ver paso a paso el modo de operar con Zero Noise para fusionar las im�genes obtenidas.

FUSI�N DE IM�GENES CON ZERO NOISE

A�n a riesgo de hacer parecer el proceso m�s complejo, he dividido la forma de trabajar con Zero Noise en 4 etapas independientes donde la salida producida por cada una es requisito para llevar a cabo las siguientes.

Este enfoque tiene dos ventajas: en primer lugar cualquiera de las etapas puede repetirse cambiando sus par�metros sin tener que volver a realizar los c�lculos de fases previas. Y en segundo lugar con esta forma de operar podremos ser interactivos con Zero Noise si as� lo deseamos, realizando manipulaciones manuales sobre los resultados producidos por cada una de las etapas antes de ser estos empleados en las siguientes.

Las etapas en que se divide el proceso son:

  1. Revelado RAW
  2. C�lculo de exposiciones relativas
  3. Generaci�n del mapa de fusi�n
  4. Fusi�n de las im�genes


Fig. 2 Zonas del interface de usuario dedicadas a cada etapa.

Con esta divisi�n por ejemplo tras la etapa de revelado (etapa 1) podemos abrir los TIFF resultantes en Photoshop o en cualquier otra herramienta para realizar recortes, correcciones de la alineaci�n, descartes de tomas excesivamente subexpuestas,... o cualquier otro proceso que se desee.

Igualmente, tras el c�lculo de las exposiciones relativas (etapa 2) y observando los histogramas de exposici�n relativa, podremos advertir si algo hab�a en las im�genes (desalineamiento, partes en movimiento, cambios en la iluminaci�n ambiental entre tomas,...) que llev� a un c�lculo impreciso de las mismas.

Por �ltimo, una vez generado el mapa de fusi�n (etapa 3), concepto que veremos m�s adelante, podremos editarlo manualmente para refinarlo antes de emplearlo en la fusi�n propiamente dicha de las im�genes.

El bot�n con que lanzar cada una de las etapas pasa a estar habilitado solo cuando se han ejecutado los c�lculos requeridos de etapas previas.

1. REVELADO RAW

B�sicamente �sta es la etapa en que vamos a proceder a realizar un revelado neutro de los archivos RAW que obtuvimos en nuestra captura generando los correspondientes archivos TIFF de 16 bits.

MOTOR DE REVELADO DCRAW

Para el funcionamiento de Zero Noise, aparte de haberse procedido a su instalaci�n es preciso tener el ejecutable de DCRAW en la ruta 'C:\dcraw\dcraw.exe'. Estos ejecutables pueden obtenerse de la web de Manuel Llorens, siendo muy importante descargar el apropiado para la versi�n de Windows que se est� usando.

Para los no familiarizados, DCRAW es un revelador RAW gratuito, compacto y de gran potencia y flexibilidad para llevar a cabo un revelado RAW sin procesado alguno y bajo total control del usuario, y que es usado por Zero Noise como motor de revelado.

SELECCI�N DE RUTA A LOS ARCHIVOS RAW

Mediante la opci�n '...' indicaremos al programa la ruta hasta los archivos RAW. Bastar� con seleccionar uno de ellos y Zero Noise leer� los restantes con la misma extensi�n que haya en la carpeta elegida. Por ello en dicho directorio solo deber�n encontrarse los archivos RAW que vayamos a fusionar.

A priori Zero Noise ofrece la posibilidad de abrir los formatos RAW m�s t�picos (Canon, Nikon, Sony, Olympus, Pentax y DNG), pero en realidad puede procesar todos aquellos soportados por DCRAW los cuales se detallan en este listado de formatos, permanentemente actualizado y contabilizando cerca de 300 modelos de c�maras. Si el formato RAW de la c�mara no estuviera entre los primeros bastar� elegir la opci�n *.* y se mostrar�n todos los archivos del directorio con lo que no ser� problema elegir cualquier otro formato RAW.

Seleccionado el archivo se har� un revelado r�pido del mismo y se mostrar� en pantalla. Si el RAW escogido estuviera demasiado subexpuesto o sobreexpuesto, no habr�a problema alguno en escoger otro ya que dispondremos de varios:


Fig. 3 Pantalla de Zero Noise tras especificar ruta a archivos RAW.

Por una limitaci�n hist�rica un tanto absurda de MS-DOS en cuanto a la longitud m�xima de sus comandos de l�nea (que Zero Noise usa internamente), los nombres de los archivos RAW no habr�n de ser muy largos, y sobre todo deberemos guardarlos en un directorio lo m�s cercano posible a una unidad de disco ra�z de modo que resulte una ruta corta. Por ejemplo 'C:\r\' ser�a ideal.

Este problema est� en v�as de solucionarse y en cualquier caso el programa avisar� si sobrepasamos la longitud m�xima para que cambiemos la ruta o nombres de archivos para reducirlos.

Para aprovechar al m�ximo el �rea de visualizaci�n Zero Noise ignora la informaci�n EXIF del arhivo RAW en cuanto a la orientaci�n de la captura mostrando siempre las im�genes en formato horizontal. Las im�genes finales resultantes s� que se generar�n sin embargo correctamente "verticalizadas" en el caso de capturas donde la c�mara fue girada.

AJUSTE DEL BALANCE DE BLANCOS

DCRAW propociona un ajuste del balance de blancos en los mismos t�rminos de la implementaci�n final del mismo, es decir en forma de 3 factores multiplicadores lineales para cada canal RGB. Si bien puede operarse con ellos en Zero Noise resultan poco intuitivos por lo que es mejor realizar el balance de blancos mediante la selecci�n de un parche rectangular o circular sobre un �rea neutra de la imagen a elecci�n del usuario.

Para ello no habr� m�s que hacer click sobre la escena con el rat�n y arrastrar hasta obtener un rect�ngulo o c�rculo en una localizaci�n y tama�o adecuados.

Es una herramienta similar al cuentagotas de ACR pero m�s potente ya que permite seleccionar exactamente el �rea de la imagen que determinar� el c�lculo del balance de blancos que despu�s se aplicar� a toda la imagen. Seleccionar toda la imagen bajo dicho parche ser� equivalente al habitualmente denominado balance de blancos autom�tico.

Para calcular el balance de blancos sobre la regi�n escogida, Zero Noise pondera con mayor peso las zonas de m�s luminosidad que son visualmente m�s evidentes. De ese modo se logra que el balance de blancos est� optimizado de acuerdo a nuestra percepci�n visual.

Una vez satisfechos con el rect�ngulo escogido, pulsaremos 'Calculate WB' y en breves instantes la imagen alcanzar� el aspecto final del balance de blancos escogido:


Fig. 4 Ajuste del balance de blancos con parche rectangular.

En esta ocasi�n hemos balanceado un promedio de toda la pared blanca del fondo. Si quisi�ramos ir un poco m�s all� podr�amos desear eliminar las dominantes c�lidas que provocan los focos de tungsteno. Para ello encontramos m�s adecuado pasar mediante la opci�n '[ ]' a un parche de forma circular con el que escogeremos el �rea de proyecci�n de luz de uno de los focos:


Fig. 5 Ajuste del balance de blancos con parche circular.

La diferencia es sutil pero existe:


Fig. 6 Diferencia en el balance de blancos seg�n el parche escogido.

El balance de blancos perfecto no existe. Como operaci�n global de escalado de los tres canales RGB no lograr� nunca que aparezcan en tonos gris neutro �reas de la escena ba�adas por dominantes de distinta naturaleza.

Por lo tanto, en im�genes como �sta estamos sujetos a un compromiso donde deberemos elegir el balance de blancos �ptimo de acuerdo a nuestras necesidades o gustos. Para realizar un ajuste m�s fino habr� que recurrir a un tratamiento zonal posterior de la imagen.

Nos quedamos finalmente con el primer balance de blancos calculado, el cual proporciona un tono gris neutro en la mayor parte de superficie de las paredes blancas permitiendo una ligera dominante m�s c�lida en las zonas pr�ximas a la iluminaci�n artificial.

Si no se dispone de ninguna zona neutra en la escena, o el resultado obtenido en ella no es el deseado, puede obtenerse un balance de blancos autom�tico seleccionando un parche de ajuste que cubra la totalidad de la imagen. Esto es en mayor o menor medida lo que hacen los reveladores RAW y las c�maras cuando se selecciona el balance de blancos autom�tico, llevando la escena en promedio a un tono neutro.

Zero Noise tambi�n permite jugar con los habituales preajustes de balance de blancos (en este caso adaptados a la Canon 350D) entre los que se incluye un revelado neutro, es decir, sin aplicar ning�n tipo de balance de blancos, opci�n de la que no disponen los reveladores comerciales. Estos preajustes pueden ser un buen punto de partida para proceder a un refinado posterior tanteando con los multiplicadores RGB.

Tambi�n se puede utilizar el balance de blancos ajustado en la c�mara, si bien hemos de tener la certeza de que toda la serie fue tomada exactamente con el mismo ajuste. Por eso el modo de balance de blancos 'Auto' de la c�mara no es recomendable pues aunque ligeramente puede variar de una toma a otra.

Si no se tiene la garant�a de que el balance es id�ntico en todas las capturas, pueden obtenerse con DCRAW los multiplicadores del balance de blancos de una de ellas y aplicarlos a toda la serie en la fusi�n.

Est� planeado implementar el balance de blancos en t�rminos de temperatura de color y matiz como es habitual encontrar en los reveladores comerciales.

OTROS PAR�METROS DE REVELADO

Una vez que hemos elegido el balance de blancos, ya solo quedan tres tr�mites antes de revelar que son:

El nivel de saturaci�n es un valor est�tico para cada modelo de c�mara y los reveladores RAW deben conocerlo. Si no se especifica nada en Zero Noise, se usar� el nivel por defecto que tenga DCRAW para el modelo concreto de c�mara. En general DCRAW conoce el punto de saturaci�n correcto de la mayor�a de m�quinas pero para algunas c�maras el valor de DCRAW es err�neo.

En la versi�n v1.05 de Zero Noise se incluyen niveles de saturaci�n RAW mejorados para las siguientes c�maras: Canon 30D, 40D, 50D y Olympus E-510. Si se tuviera una de ellas bastar� escogerla en el desplegable existente y el revelado se llevar� a cabo con un valor m�s correcto.

Si en nuestra c�mara estuvi�ramos experimentando artefactos como saltos de exposici�n o tonos magenta en las altas luces, posiblemente se deba a un incorrecto nivel de saturaci�n RAW. Se explica c�mo calcular el nivel ideal en el tutorial El nivel de saturaci�n del RAW. Obtenido el valor bastar� introducirlo manualmente en la casilla correspondiente de Zero Noise.

Respecto al algoritmo de interpolaci�n, en general AHD ser� el que mejor funcione si bien por las particularidades de las c�maras Fuji el autor de DCRAW afirma que PPG puede dar un mejor resultado en ellas.

En cuanto a la elecci�n del perfil de color de salida, es importante notar que Zero Noise es un programa cuyo display no tiene pretensiones de gesti�n de color lo que provoca que solo cuando tengamos seleccionado sRGB el aspecto mostrado por la imagen ser� el correcto. En cuanto cambiemos a otro espacio de color Zero Noise mostrar� la imagen con colores err�neos pues estar� asignando sRGB a una imagen convertida a otro perfil de color.

A efectos pr�cticos este hecho es irrelevante ya que la imagen que se genera es siempre correcta y por tanto al cargarla en PS y asignarla al perfil de color correspondinete, se mostrar�n los colores tal como los ve�amos con sRGB seleccionado. Bastar� tener elegido sRGB durante el afinamiento del balance de blancos deseado, y una vez estemos contentos elegir el perfil de color de salida como paso previo al revelado.

N�tese como DCRAW nos permite obtener una salida sin gesti�n de color ('None'), es decir en el espacio de color de la propia c�mara sin conversi�n alguna, as� como en espacios no habituales en otros reveladores como Wide Gamut ('Wide Gamut') y CIE XYZ ('XYZ'). Por supuesto tambi�n est�n disponibles los m�s cl�sicos sRGB, Adobe RGB y ProPhoto RGB.

Una �ltima funcionalidad del revelado es la ventana de usuario DCRAW, una casilla en la parte inferior donde podremos escribir cualquier comando soportado por DCRAW el cual ser� a�adido a la cadena de revelado enviada por Zero Noise a DCRAW.

El uso de esta posibilidad est� restringido a quienes tengan un conocimiento profundo de c�mo funciona DCRAW, ya que no se realiza ninguna comprobaci�n sint�ctica ni an�lisis de compatibilidad con los par�metros de revelado ya escogidos.

PRESERVACI�N DE ALTAS LUCES

Con la opci�n de preservaci�n de altas luces 'HL' (High Light), podemos forzar que el revelado del RAW menos expuesto se lleve a cabo con un balance de blancos conservador, dando lugar a que no se pierda absolutamente ninguna informaci�n de altas luces que tuvieran los archivos originales.

El revelado ser� as� equivalente al que obtendr�amos por ejemplo en ACR, aplicando una correcci�n de exposici�n a la baja para "recuperar" todos los posible detalles de altas luces. Ya se explic� en el art�culo Correcci�n exposici�n RAW que en realidad no se trata de una recuperaci�n de informaci�n sino simplemente de preservar lo que ya ten�a el archivo RAW.

Esta opci�n est� indicada si incluso en la toma menos expuesta la exposici�n result� excesiva, llegando a quemar informaci�n de altas luces que deseamos preservar al m�ximo. Activarla supondr� un menor nivel de exposici�n de la imagen final, lo que puede hacer m�s inc�modo el mapeo de tonos; si bien parte de esta subexposici�n adicional podr� eliminarse con la opci�n de derecheo del histograma ('ETTR') que veremos m�s adelante.

La cantidad de informaci�n que podemos esperar dejar de perder oscilar�a entre 0,5 y 1 paso de diafragma, como puede verse en el siguiente ejemplo donde se cometi� un error considerable de sobreexposici�n en la toma menos expuesta (realmente no fue as�, simplemente he descartado la toma menos expuesta en una serie correcta de 3 capturas):


Fig. 7 Preservaci�n de altas luces con la opci�n 'HL'.

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Ajustadas todas estas opciones pulsaremos la opci�n 'Develop' y Zero Noise invocar� a DCRAW para llevar a cabo el revelado de todos los archivos RAW seleccionados. Nos preguntar� si queremos ver el progreso del revelado, si respondemos que s� (que es lo recomendable para poder seguir la pista del proceso) se visualizar� la siguiente ventana de MS-DOS mostrando la actividad de DCRAW:


Fig. 8 Revelado de los arhivos RAW por DCRAW.

El revelado tardar� m�s o menos en funci�n de la potencia de la m�quina y del tama�o de los archivos RAW. No deberemos tocar nada hasta que DCRAW haya finalizado su trabajo, lo cual sabremos porque la anterior ventana negra se cerrar� y aparecer� el mensaje 'DONE' en la informaci�n de status.

Podr� comprobarse que se han generado tantos archivos TIFF en la ruta de los RAW originales como archivos RAW participasen en el revelado. Ser� �ste el momento de proceder a su edici�n si as� fuera necesario para realizar ajustes tales como recortes, alineamientos, descartes,... La �nica condici�n que habr� de cumplirse es que se mantengan los nombres originales de los archivos as� como que todos tengan el mismo tama�o en p�xeles (aunque �ste puede ser diferente al original).

NOTA: si al realizar este paso la ventana de DCRAW se abriera y cerrara r�pidamente, y el programa quedara luego indefinidamente en estado de espera, con toda probabilidad se tratar�a de un problema con la versi�n de DCRAW empleada, t�picamente en Windows Vista ya que requiere una compilaci�n espec�fica. Consultar la secci�n de 'PROBLEMAS DE FUNCIONAMIENTO' para solucionarlo.

2. C�LCULO DE EXPOSICIONES RELATIVAS

En esta segunda etapa Zero Noise va a realizar el c�lculo de las exposiciones relativas que separan unas capturas de otras. A diferencia de otras aplicaciones que se basan en los datos de exposici�n contenidos en la informaci�n EXIF como Photomatix o la fusi�n para HDR de Photoshop, Zero Noise estima matem�ticamente la diferencia de exposici�n entre las distintas im�genes dando lugar a un c�lculo m�s preciso.

Hacerlo as� es necesario dada la filosof�a del programa de no realizar una fusi�n progresiva de las im�genes, que no resultar�a �ptima de cara a la reducci�n de ruido y adem�s podr�a dar lugar a p�rdidas de nitidez.

Esta forma de operar nos inmuniza frente a los errores introducidos por tolerancias en el obturador o tiempos de exposici�n de nuestra m�quina, o frente a desvanecimientos globales de la exposici�n ajenos a los ajustes de la c�mara como por ejemplo si estuvieran pasando nubes a la hora de realizar las capturas.

En esta etapa se proceder� adem�s a la carga de todos los archivos TIFF generados en la etapa anterior y que por razones de eficiencia no se liberar�n de la memoria hasta que se repita la etapa anterior de revelado o se salga del programa.

El usuario solo tendr� que elegir el algoritmo de c�lculo de las exposiciones relativas existiendo dos posibilidades: c�lculo por media y c�lculo por mediana. Para elegir uno u otro bastar� pulsar sobre el bot�n auxiliar que mostrar� una 'A' en caso de tener elegido el c�lculo por media, y una 'M' para el c�lculo por mediana:

Elegido el algoritmo bastar� pulsar 'Calc EV' para que el programa lea todos los archivos TIFF y calcule las diferencias de exposici�n. Como paso previo el programa calcular� las exposiciones absolutas de los archivos TIFF y los ordenar� de menor a mayor exposici�n por lo que estos no necesitar�n estar previamente ordenados.

Tras la realizaci�n de todos los c�lculos podremos conocer las relaciones de exposici�n de cada archivo respecto a la imagen menos expuesta (referida como 0EV):

` Loading 3 TIFF files...
3 TIFF files loaded

Calculating absolute exposure...
hdr1.tiff: 5,1%
hdr2.tiff: 16,9%
hdr3.tiff: 49,1%
Sorting and reloading...

Calculating relative exposure...
hdr1.tiff: 1 (0EV)
hdr2.tiff: 3,81 (+1,93EV)
hdr3.tiff: 15,35 (+3,94EV)

Saving exposure histogram as His_130627.gif...
DONE

`
Podemos ver como pese a que se hizo un ahorquillado con 2 pasos de diferencia entre toma y toma, las primeras dos capturas no estaban separadas exactamente 2EV sino 1,93EV en un c�lculo m�s exacto.

Un salto de 0,07EV puede no parecer importante, pero en una fusi�n no progresiva puede llegar a afectar al resultado. Las siguientes dos im�genes muestran la fusi�n de las im�genes considerando una correcci�n de la exposici�n por 1,93EV y otra forzada a una correcci�n de 2EV, aplicando una curva en las versiones inferiores para resaltar la diferencia:


Fig. 9 Recorte 100% correcci�n de exposici�n Zero Noise (izq.) vs forzada (der.).

Queda patente c�mo un c�lculo incorrecto de las exposiciones relativas delata la transici�n entre tomas. En el siguiente apartado veremos precisamente como ese salto corresponde a una frontera entre zonas en el mapa de fusi�n.

Si se ha escogido un c�lculo de exposiciones por mediana, Zero Noise guardar� en un archivo de imagen GIF los histogramas de exposici�n que ha requerido generar para realizar el c�lculo. El archivo constar� de tantos histogramas como im�genes hayan intervenido en la fusi�n menos uno, ya que son gr�ficas que muestran las exposiciones relativas de todas las posibles parejas de im�genes ordenadas de menor a mayor exposicion.

As� el primer histograma muestra la sobreexposici�n de la segunda imagen respecto a la primera y el segundo muestra la de la tercera imagen respecto a la segunda:


Fig. 10 Histogramas de exposici�n relativa y c�lculo de mediana.

En rojo se indica la mediana en las gr�ficas as� como el valor para la correcci�n de exposiciones. Puede verse que si bien la relaci�n de exposiciones estaba muy pr�xima a los 2 pasos se produjeron ligeras desviaciones que Zero Noise tuvo en cuenta. A la vista del primer histograma queda patente porqu� la correcci�n por 2EV result� poco precisa.

Las distribuciones gaussianas con una varianza considerable se deben fundamentalmente al ruido e intuyo que al hecho de estar comparando valores de niveles interpolados junto a niveles captados. El c�lculo de la mediana permite obtener un valor �ptimo igual o muy pr�ximo al m�ximo de la campana que ser� el m�s id�neo para realizar la fusi�n de las im�genes.

Puede verse aqu� otro ejemplo de histogramas, en este caso se trata de cuatro gr�ficas por venir de una serie de cinco capturas separadas 3 pasos de diafragma. De nuevo se producen ciertas desviaciones en las exposiciones relativas respecto al valor nominal.

Si tras realizar el c�lculo de exposiciones relativas por mediana abrimos los histogramas y nos encontramos con unas gr�ficas que no tienen la forma de la t�pica campana de Gauss, sino que por el contrario aparecen asim�tricos, deformados o incluso divididos en varias pseudo campanas, con toda probabilidad las im�genes de que part�amos estaban fuertemente desalineadas.

Cuando esto ocurre la aparici�n de problemas en las etapas siguientes est� pr�cticamente garantizada, por lo que es mejor no seguir y tratar antes de solucionar el problema en las capturas aline�ndolas manualmente. El �nico requisito a cumplir es que los archivos TIFF sigan teniendo exactamente los mismos nombres tras ser corregidos, y todos ellos tengan el mismo tama�o en p�xeles (aunque �ste puede ser diferente del original).

MEDIA vs MEDIANA

En escenas con elementos en movimiento es cuando las exposiciones relativas p�xel a p�xel entre las distintas im�genes pueden alcanzar valores m�s desviados. Es en esos casos donde usar el c�lculo por mediana se hace casi imprescindible.

Por ejemplo en tres tomas separadas 2 pasos de diafragma sobre un �rbol con muchas ramas en movimiento se obtuvieron los siguientes histogramas, que gracias al c�lculo por mediana arrojaron unos c�lculos de exposici�n muy precisos de 2,00EV y 1,99EV pese a la gran dispersi�n del histograma:


Fig. 11 Histogramas de exposici�n relativa en escena con sujetos en movimiento.

Sobre las mismas im�genes el c�lculo por media obtuvo valores de 1,50EV y 1,66EV:

Calculating relative exposure... _MG_2746.tiff: 1 (0EV) _MG_2745.tiff: 2,82 (+1,5EV) _MG_2747.tiff: 8,96 (+3,16EV) DONE
que en caso de utilizarse para realizar la fusi�n habr�an supuesto un error muy importante.

3. GENERACI�N DEL MAPA DE FUSI�N

El mapa de fusi�n es un archivo de imagen que representa en tonos de gris la toma de la cual se obtendr� cada uno de los p�xeles que formar�n la imagen final. En esta etapa la finalidad es generar dicho archivo de imagen en formato GIF de acuerdo a una serie de par�metros configurables.

Las altas luces de la escena presentar�n en el mapa de fusi�n los niveles de gris m�s altos empezando por el blanco puro mientras que las sombras ser�n representadas por los grises m�s oscuros comenzando por el negro.

Eso implica que en este mapa se mostrar�n en tonos m�s claros las partes de la imagen final que provendr�n de las capturas menos expuestas y viceversa, cuanto m�s oscuro sea un tono representar� p�xeles provenientes de las tomas de m�s exposici�n.

Se muestran a continuaci�n los valores de gris exactos empleados en generar los mapas de fusi�n en funci�n del n�mero de im�genes a fusionar:


Fig. 12 Tonos grises empleados en el mapa de fusi�n.

As� el mapa de fusi�n b�sico de la escena que hemos venido usando como ejemplo y capturada con tres tomas es el siguiente:


Fig. 13 Mapa de fusi�n de la escena ejemplo.

Mirando el mapa podemos darnos cuenta de dos cosas:

Los par�metros a elegir para obtener el mapa de fusi�n son determinantes en la generaci�n del mismo y son tres:

UMBRALES DE FUSI�N

Se establece en % el umbral lineal del rango din�mico de cada canal del sensor, refiri�ndonos al 100% como la saturaci�n, dentro del cual vamos a considerar v�lido un determinado canal. Un p�xel de una imagen se considerar� apto cuando sus tres canales cumplan simult�neamente con la condici�n umbral.

Idealmente, por linealidad del sensor, este umbral podr�a ser escogido tan alto como quisi�ramos justo antes de la saturaci�n del sensor. Y un valor lo mayor posible es lo m�s �ptimo para que el mayor n�mero de p�xeles provenga de tomas muy expuestas que ser�n las que proporcionen una mejor relaci�n se�al a ruido.

La realidad hace conveniente sin embargo rebajar un poco nuestras pretensiones para este par�metro:

Un valor de 90% puede ser un buen punto de partida, no siendo recomendable sobrepasarlo. S� podremos reducirlo, y el efecto de rebajar el nivel umbral ser� que algunos p�xeles pasar�n a ser tomados de tomas menos expuestas que antes de hacerlo, y que por lo tanto presentar�n una peor relaci�n se�al a ruido. A continuaci�n se muestra el mapa de fusi�n para dos valores de umbral:


Fig. 14 Mapa de fusi�n para diferentes valores umbral.

En zonas de bajo gradiente de luminosidad como paredes y techo, un cambio peque�o del umbral puede dar lugar a que grandes superficies cambien en el mapa de fusi�n. En cambio en zonas donde el gradiente de luminosidad es grande el efecto de un cambio de umbral es l�gicamente m�s reducido.

Esto ha de hacernos concluir que el tipo de escenas donde este par�metro pueda resultar m�s determinante ser�n aquellas con grandes supeficies lisas donde se de un degradado relativamente suave de la luminosidad.

ANTI GHOSTING

Aunque las im�genes est�n perfectamente alineadas, si en nuestra escena hay elementos en movimiento que presenten diferencias de luminosidad notables, el mapa de fusi�n aparecer� muy fragmentado dando lugar a artefactos extra�os o "fantasmas" en la imagen final (_ghost_=fantasma).

Para minimizar este efecto he introducido un mecanismo simple de anti ghosting consistente en modificar el mapa de fusi�n de modo que se asegure que en un radio configurable entorno a cada p�xel, no se obtenga nunca la imagen final de una captura con m�s exposici�n que la de la toma de la que era obtenido dicho p�xel en el mapa b�sico inicial. Ser� este radio en p�xeles el par�metro a ajustar por el usuario donde un radio igual a 0 implica no aplicar anti ghosting.

La contrapartida ser� admitir una peor relaci�n se�al a ruido en las zonas afectadas por el anti ghosting por lo que habr� un compromiso entre la eficacia a la hora de reducir este tipo de artefactos y el nivel de ruido logrado en la zona.

A continuaci�n se muestra c�mo queda afectado el mapa de fusi�n al aplicar un anti ghosting de 7 p�xeles de radio:


Fig. 15 Recorte al 100% de mapa de fusi�n con anti ghosting.

Puede verse como las zonas donde el mapa de fusi�n aparec�a fragmentado se agrupan en un �nico tono. Esto en una situaci�n donde la fragmentaci�n viniera provocada por el movimiento de elementos de la escena significar� que vamos a tomar todos los p�xeles de la zona de una misma imagen minimizando los artefactos que se ocasionaban al tomar p�xeles alternativamente de diferentes capturas.

El tiempo de procesado para generar el mapa de fusi�n aumenta exponencialmente con el radio fijado por lo que deberemos mantener �ste tan bajo como sea posible.

El anti ghosting puede resultar �til no solamente cuando aparecen elementos en movimiento sino tambi�n en los bordes de objetos si se da un mal alineamiento de las im�genes.

Cuando se aplica anti ghosting es generalmente conveniente permitir al mismo tiempo una cierta progresividad de la uni�n en los bordes, cosa que lograremos con la fusi�n progresiva que se ve en el siguiente apartado.

FUSI�N PROGRESIVA (PROGRESSIVE BLENDING)

Se ha hecho incapi� a lo largo de todo el tutorial en que una peculiaridad que hace �ptimo a Zero Noise de cara a lograr la m�xima reducci�n de ruido y no provocar p�rdidas de nitidez, es el hecho de no realizar una fusi�n progresiva, o lo que es lo mismo, hacer que cada p�xel de la imagen final venga de una y solo una de las im�genes de partida.

Sin embargo en ocasiones puede ser conveniente o hasta necesario permitir una cierta progresividad en las zonas de uni�n entre las diferentes capturas. La fusi�n progresiva est� indicada para suavizar las uniones entre zonas tomadas de diferentes im�genes en las siguientes situaciones:

Por la forma en que est� planteado el funcionamiento de Zero Noise solo puede garantizarse que no se pierde informaci�n en las altas luces si el radio de fusi�n progresiva no sobrepasa el radio de anti ghosting, por ello al hacer uso de la fusi�n progresiva se incrementar� el radio de anti ghosting por el de fusi�n progresiva. Este proceso es transparente al usuario pero implicar� una menor velocidad de proceso cuando se simultanean la fusi�n progresiva y el anti ghosting.

La fusi�n progresiva introducir� en cualquier caso una progresividad contenida, restringida a una franja generalmente estrecha configurable por el usuario en forma de radio en p�xeles, y que simplemente aparecer� en el borde de las "islas" del mapa de fusi�n.

Para un radio R de fusi�n progresiva, las fronteras entre dos regiones cualesquiera del mapa de fusi�n dar�n lugar a un degradado de tonos grises de 2 * R + 1 p�xeles, es decir el di�metro del c�rculo establecido. Siguiendo la escena ejemplo anterior una fusi�n progresiva con radio 7 p�xeles da lugar a un degradado de 15 p�xeles en todas las regiones frontera:


Fig. 16 Recorte al 100% de mapa de fusi�n con fusi�n progresiva.

Incluso aplicando fusi�n progresiva nos mantenemos fieles a la filosof�a de Zero Noise de obtener el mayor n�mero posible de p�xeles de la imagen final de una sola imagen de partida ya que para radios medianamente contenidos la progresividad solo afectar� a un peque�o porcentaje del total de la imagen.

Desde la versi�n v1.02, cuando en el mapa de fusi�n usado se ha introducido cierta progresividad, Zero Noise al realizar la fusi�n final generar� tambi�n un archivo GIF adicional indicando las zonas donde �sta se produjo. En esencia consiste en una imagen igual al mapa de fusi�n usado pero marcando en rojo (255,0,0) las zonas que se obtuvieron de una sola imagen origen, de modo que puede usarse en PS para realizar selecciones precisas.

As� se identificar�n claramente las �nicas �reas en que pudiera darse cierta p�rdida de nitidez o artefactos por mal alineamiento, as� como una mayor presencia de ruido debido a la mezcla progresiva. El archivo tendr� el mismo nombre que el mapa de fusi�n con la cadena "PB" a�adida al final y presentar� el siguiente aspecto:


Fig. 17 Mapa generado adicionalmente identificando zonas con fusi�n progresiva.

EDICI�N MANUAL DEL MAPA DE FUSI�N

Como ya se ha comentado el mapa de fusi�n consiste en un gr�fico en tonos grises que Zero Noise guardar� en formato GIF en la misma ruta que se encuentran los archivos RAW y los ficheros TIFF generados.

En general no ser� necesario editarlo en absoluto, si bien puede resultar �til cargarlo en Photoshop para tener una idea de por donde ir�n los tiros de la fusi�n. De hacer tal cosa veremos que se abre en PS con una proporci�n de p�xeles incorrecta. Para corregirla bastar� hacer 'Imagen' → 'Proporci�n de p�xeles' → 'Cuadrada'.

Los motivos que pueden llevar a tener que editar manualmente el mapa de fusi�n incluyen dos casos:

En ambos casos ser� conveniente editar el mapa de fusi�n introduciendo degradados de gris intermedios a los tonos preexistentes. Para ello tendremos primero que hacer 'Imagen' → 'Modo' → 'Color RGB'.

A la hora de guardar el archivo tras editar el mapa de fusi�n, bastar� con hacerlo en formato GIF. No habr� ning�n problema con la paleta de colores ya que el formato GIF soporta sin p�rdidas los 256 tonos de gris que podamos llegar a necesitar tras cualquier procesado incluso en el caso m�s exigente.

ESCENAS CON ELEMENTOS EN MOVIMIENTO

A continuaci�n veremos c�mo solventar casos reales de escenas con partes en movimiento actuando sobre el mapa de fusi�n. Casos t�picos en que ser� probable tener que tomar medidas de este tipo ser�an:

El primer ejemplo que veremos se trata de una escena con ramas de �rbol mecidas por el viento que generaron m�ltiples duplicados y artefactos extra�os, y lo resolveremos con anti ghosting autom�tico.

Aplicamos un radio de anti ghosting en Zero Noise con el que se reducen mucho los artefactos que aparecen en la fusi�n b�sica al conformarse amplias �reas provenientes de una misma imagena, a costa de introducir algo m�s de ruido.

Con un poco de fusi�n progresiva logramos adem�s que apenas se note la frontera entre las zonas tomadas de una o de otra imagen.


Fig. 18 Antes/despu�s anti ghosting autom�tico en escena con movimiento (pasar rat�n).

Aunque es c�modo, hay que decir que el anti ghosting autom�tico no siempre es id�neo cuando nos enfrentemos a estas escenas con partes m�viles. El motivo aparte de que se incrementa notablemente el tiempo de c�lculo, es que la reducci�n de ruido puede verse afectada en toda la imagen en general, adem�s de que no se garantiza solucionar el problema del movimiento en todos los casos.

Por ello vamos a ver un ejemplo de escena con un personaje en movimiento que solucionaremos esta vez con un anti ghosting manual, editando directamente el mapa de fusi�n para hacer que la imagen final se tome de una misma toma original en la zona problem�tica.

Para lograrlo no hay m�s que pintar esta zona con un �nico tono gris en el mapa de fusi�n, idealmente el correspondiente a la toma m�s expuesta de las que no resultaran quemadas en el �rea. Es decir que pintaremos con un gris lo m�s oscuro posible. Podemos usar la herramienta cuentagotas para capturar el tono de gris exacto o directamente utilizar los valores que vimos en la Fig. 11.

En este caso se trataba de una escena capturada con dos tomas donde la fusi�n normal produce extra�os en el malet�n y piernas del personaje, as� como en su sombra proyectada en la pared. No tendremos m�s opci�n por lo tanto que pintar todas las �reas afectadas de color blanco en el mapa de fusi�n para garantizar que se toman de la toma menos expuesta.

El resultado aunque presenta l�gicamente una mayor cantidad de ruido en las �reas corregidas, solventa perfectamente el problema del sujeto en movimiento sin afectar al resto de la imagen:


Fig. 19 Antes/despu�s anti ghosting manual en escena con movimiento (pasar rat�n).

Podr�a pensarse que habr�amos obtenido los mismos resultados usando directamente toda la toma menos expuesta en cada uno de los ejemplos, pero como es l�gico las escenas eran de alto rango din�mico y dicha toma presentaba mucho ruido en zonas de sombra cuando la imagen producida por Zero Noise estaba mucho m�s utilizable en ellas.

De ese modo la imagen proporcionada por Zero Noise con anti ghosting autom�tico o preferiblemente manual, resulta la mejor de las posibles: mucho menos ruido que la toma original menos expuesta en las sombras, altas luces preservadas y m�nimos o nulos artefactos en las zonas con partes en movimiento:


Fig. 20 Comparaci�n de la fusi�n de Zero Noise con las tomas individuales.

Vamos a comparar la imagen completa con anti ghosting manual con el resultado que producen el HDR de Photoshop y Photomatix. �sta es la imagen que se obtuvo tras mapear los tonos en la salida de Zero Noise:


Fig. 21 Fusi�n con Zero Noise.

Empleando ahora la fusi�n HDR de Photoshop con los mismos dos archivos RAW, se hace imposible evitar el ghosting y adem�s aparecen dominantes err�neas en zonas considerables de la imagen, posiblemente debido a que habiendo entre los dos RAW una exposici�n relativa de 4,36EV, Photoshop hizo un c�lculo sensiblemente err�neo de 4,26EV:


Fig. 22 Fusi�n con el HDR de Photoshop.

Si empleamos Photomatix, aparte del inevitable ghosting el programa directamente no es capaz de fusionar archivos con tanta diferencia de exposici�n, produciendo un mapeo de tonos no solo irreal como es habitual, sino en este caso completamente err�neo:


Fig. 23 Fusi�n con Photomatix.

Para el que desee hacer sus propias pruebas, los dos archivos RAW usados en la fusi�n pueden bajarse de los siguiente enlaces: mov1.cr2 y mov2.cr2.

CAMBIOS EN LA LUMINOSIDAD DE LA ESCENA ENTRE TOMAS O ALINEALIDADES DEL SENSOR

Respecto a la soluci�n del problema de saltos de luminosidad visibles, como para valores de radio de anti ghosting y fusi�n progresiva grandes (>15 p�xeles) los c�lculos del mapa de fusi�n se ralentizan much�simo en Zero Noise, es conveniente en estos casos no aplicar ning�n radio de anti ghosting ni fusi�n progresiva y, ajustando un umbral de fusi�n m�s conservador (por ejemplo del 50%), obtener la progresividad directamente con un desenfoque gaussiano sobre el mapa de fusi�n.

El siguiente ejemplo muestra un caso de este tipo que, siendo muy poco habituales (probablemente alguien encendi� o apag� alguna luz en la oficina mientras se hac�an las capturas, o algo se movi� alterando la iluminaci�n localmente), no tienen otra soluci�n posible que introducir una progresividad considerable.

Esto provocar� que la mejora en ruido no sea tan �ptima y una posible p�rdida de nitidez si hay desalineamiento, pero salvar� la escena y en cualquier caso supondr� una mejora en ruido respecto a hacer solo una toma. Pasar el rat�n sobre la imagen para ver el efecto del desenfoque gaussiano, observando c�mo desaparecen las transiciones visibles:


Fig. 24 Antes/despu�s de desenfoque gaussiano sobre mapa de fusi�n (pasar rat�n).

La anomal�a ya se presagiaba al ver el histograma de exposici�n relativa, donde la deformidad nos indica claramente que hay alguna inconsistencia en la exposici�n relativa entre la toma m�s expuesta y la intermedia:


Fig. 25 Histogramas de exposici�n relativa en escena con alteraciones de luminosidad.

Est� por comprobar, pero parece que existen sensores cuyo comportamiento no es tan lineal como ser�a deseable. En concreto estamos analizando anomal�as surgidas en un sensor Panasonic de una c�mara Olympus que presenta problemas de este tipo sin otra explicaci�n que la posible falta de linealidad del sensor.

4. FUSI�N DE LAS IM�GENES

En este apartado procederemos a explicar c�mo realizar la fusi�n de las im�genes generadas, y c�mo abrir el archivo TIFF de 16 bits resultante para su edici�n en Photoshop.

Necesitaremos especificar tres par�metros ahora: el mapa de fusi�n a utilizar, el control optativo de derecheo del histograma y la compensaci�n gamma a aplicar a la imagen de salida.

Tras generar el mapa de fusi�n en el apartado anterior, la ruta de �ste ser� directamente copiada en el men� de fusi�n. Sin embargo podemos cambiarlo en cuanto queramos con solo especificar con la opci�n '...' del men� de fusi�n otro mapa de fusi�n v�lido en formato GIF.

La opci�n de derecheo del histograma se ve en detalle en el apartado siguiente.

Por �ltimo la compensaci�n gamma de salida est�ndar de cada perfil de color se ajust� autom�ticamente cuando �ste se eligi� en el men� de revelado, pero nada nos impide cambiarla de acuerdo a nuestras necesidades, por ejemplo para obtener una salida lineal bastar� establecer un valor de 1,0 en la compensaci�n gamma. Se habla m�s en detalle sobre este aspecto en un apartado posterior.

Tanto si la imagen formada es en color como blanco y negro, en esta etapa se genera el mapa indicador de fusi�n progresiva del que ya hablamos al explicar dicho par�metro.

NOTA: si para la fusi�n se han empleado m�s de tres archivos fuente, en la versi�n Windows de Zero Noise la imagen final aparecer� marcada con dos aspas rojas pues la intenci�n es migrar todas las ideas desarrolladas a un proyecto m�s complejo reescrito �ntegramente en C++, y con la posibilidad de obtener una salida en formato DNG sin revelar. Para conocer m�s sobre esta propuesta puede consultarse el art�culo RAW virtual con cero ruido.

La versi�n Linux sin embargo no a�ade ninguna marca de agua cuando se realiza la fusi�n de m�s de dos archivos RAW.

DERECHEO DEL HISTOGRAMA

La opci�n 'ETTR' (Expose to the right), realiza un derecheo del histograma de la imagen final. Dicho ajuste se realiza mediante un aumento de la exposici�n que no altera los tonos ni el contraste de la imagen, y obviamente solo se efect�a cuando el histograma por defecto a�n no llegue al extremo derecho.

Es una opci�n interesante para aprovechar al l�mite la riqueza tonal que nos brinda el formato TIFF de 16 bits de salida, y tambi�n para que la imagen resultante est� lo menos subexpuesta posible. No afecta para nada al ruido, no confundir este derecheo con el que podamos hacer con la c�mara, donde s� se da una mejora en ruido.

Es recomendable usarla si la captura menos expuesta del conjunto de capturas qued� muy subexpuesta y/o si se ha activado la recuperaci�n de altas luces (opci�n 'HL'), para eliminar la porci�n superior del histograma que �sta deja vac�a.

El siguiente ejemplo muestra la diferencia que se obtiene en el histograma de salida en caso de activar o no la opci�n 'ETTR'. Es un caso extremo pues a una clara subexposici�n de la toma menos expuesta se uni� el empleo de la opci�n de recuperaci�n de altas luces. El ajuste 'ETTR' corrigi� la exposici�n por 2,67EV que tuvieron gran impacto en el histograma y apariencia de la imagen resultante:


Fig. 26 Derecheo del histograma con la opci�n 'ETTR'.

Este derecheo no es un ajuste final, sino que se realiza de manera integrada con las correcciones de exposici�n y compensaci�n gamma, todo ello en un solo paso en coma flotante de m�xima precisi�n para evitar cualquier posible error de redondeo. Es por lo tanto una medida potente para maximizar la calidad tonal de la imagen generada.

AHORQUILLADO AUTOM�TICO

Desde la versi�n v1.1 de Zero Noise, a petici�n de un usuario he a�adido una funcionalidad opcional consistente en realizar una serie de im�genes de salida separadas a intervalos constantes de exposici�n.

Podremos elegir el n�mero total de im�genes de salida (entre 1 y 7) as� como la separaci�n entre ellas en pasos de exposici�n (entre 1EV y 4EV), y el programa generar� autom�ticamente r�plicas sobreexpuestas de la imagen fusionada base.

Por ejemplo si seleccionamos 5 im�genes de salida separadas 1EV en exposici�n: '0 +1 +2 +3 +4', adem�s de la fusi�n subexpuesta habitual Zero Noise generar� 4 versiones sobreexpuestas de la misma separadas un paso entre ellas:


Fig. 27 Ahorquillado de salida autom�tico.

La utilidad de esta opci�n es ahorrarnos el trabajo de crear estas r�plicas si vamos a emplear alg�n programa para realizar el mapeo de tonos. Un muy buen ejemplo de software con estas prestaciones es TuFuse, ya comentado con un ejemplo en el tutorial de Mapeo de tonos HDR.

FUSI�N EN COLOR

Realizado el tr�mite de elegir el mapa de fusi�n y la compensaci�n gamma podremos proceder a la fusi�n de las im�genes en color pulsando la opci�n 'Colour'. En el proceso se mostrar� la aportaci�n de cada imagen al resultado final as� como el % de p�xeles provenientes de una �nica imagen origen:

` Loading blending map...
Image contribution...
hdr1.tiff: 5,5%
hdr2.tiff: 10,4%
hdr3.tiff: 84,1%
97,5% genuine pixels

Blending images...

Saving result image as ZN_022900_AdobeRGB_g2.2.tif...
DONE

`
En este caso hubo un 2,5% de p�xeles procedentes de una mezcla de im�genes dado que se aplic� una fusi�n progresiva de 4 p�xeles de radio en la generaci�n del mapa de fusi�n. Si no se hubiera empleado dicha fusi�n progresiva, el 100% de p�xeles provendr�a de una �nica imagen obviamente.

El propio nombre del archivo generado contendr� la informaci�n necesaria para abrirlo correctamente en Photoshop, donde seremos nosotros quienes deberemos asignarlo al perfil de color correspondiente en que fue convertido.

No habr� que preocuparse de la compensaci�n gamma si no la hemos alterado manualmente pues como ya se ha comentado Zero Noise emplea por defecto la compensaci�n est�ndar del perfil escogido. Informaci�n m�s detallada sobre la compensaci�n gamma en los siguientes apartados.

FUSI�N EN BLANCO Y NEGRO

Aunque lo habitual es obtener im�genes en color ya que siempre se pueden luego pasar a BN por el m�todo preferido del usuario, he a�adido en Zero Noise la opci�n de fusionar las im�genes produciendo una salida monocroma en escala de grises.

La principal motivaci�n de hacerlo aqu� es porque usar DCRAW como motor de revelado permite obviar dos transformaciones importantes sufridas durante el revelado RAW y que pensando en una salida en blanco y negro resultan innecesarias, y hasta contraproducentes: el balance de blancos y la conversi�n a un perfil de color de salida.

Los motivos por los que esto es as� y las ventajas de esta peculiar conversi�n a blanco y negro de cara a la calidad de la imagen obtenida se explicar�n en breve en un tutorial.

Para lograr eliminar el balance de blancos basta seleccionar 'None' como preajuste del mismo, lo que forzar� a 1,0 los tres multiplicadores lineales. Al hacerlo la imagen se mostrar� en un desagradable color verde pero es normal que as� sea.

Para que el resultado del revelado no se convierta a ning�n perfil de color de salida, elegiremos igualmente la opci�n 'None' como perfil de salida.

Ahora ya solo nos quedar� elegir el peso que cada canal RGB tendr� en la mezcla para obtener la luminosidad final. Solo se indica la ponderaci�n para los canales R y B, obteni�ndose el G internamente en Zero Noise como resultado de sustraer los anteriores valores al 100%.

Para obtener la salida monocroma bastar� pulsar entonces la opci�n 'B&W' lo que generar� un archivo TIFF de 16 bits pero en escala de grises. En el nombre de dicho archivo la cadena 'BW' nos indicar� que la imagen fue creada en blanco y negro.

Como en ocasiones es dif�cil dar con la combinaci�n ideal de canales RGB para obtener un buen blanco y negro, y dado que Zero Noise no tiene un interface en tiempo real al efecto, he a�adido una opci�n para suplir esta carencia. Se trata del bot�n auxiliar 'T' (de 'Test') que generar� un GIF gigante en tonos grises con versiones reducidas de la imagen de salida para todas las posibles mezclas RGB.

Por ejemplo para la siguiente imagen revelada en color con un correcto balance de blancos:


Fig. 28 Resultado de revelado en color.

Se obtiene con la opci�n 'T' la siguiente parrilla de versiones en blanco y negro (pulsar sobre la imagen para verla a tama�o real, 2,17 MB):


Fig. 29 Carta de prueba con todas las posibles conversiones a BN.

En la esquina superior izquierda encontramos el canal G, en la superior derecha el canal R y en la esquina inferior izquierda se encuentra el canal B. El resto de miniaturas mostrar�n una combinaci�n progresiva con participaci�n de varios canales.

En cada una de las versiones se indica la combinaci�n de canales que ha de usarse para llegar a ella, de modo que por inspecci�n visual y sin necesidad de tantear podremos elegir la que mejor representa el blanco y negro que buscamos en t�rminos de contraste, discriminaci�n del color de los elementos de la escena,...

Los saltos en los pesos que intervienen en la mezcla son lo bastante escalonados para garantizar la progresividad en las transiciones entre muestras contiguas.

COMPENSACI�N GAMMA PARA CAPTURAR A�N M�S RANGO DIN�MICO

En la tabla vista en la Fig. 1 pudo parecer exagerado hablar de un rango din�mico de 16 o incluso m�s diafragmas. En efecto, en una codificaci�n lineal de 16 bits registrar m�s de unos 12 diafragmas resulta imposible pues la escasez de niveles tonales en las sombras (1 nivel para el diagragma 16�, 2 niveles en el 15�, 4 niveles en el 14�, 8 niveles en el 13�,...) hace que estos no queden suficientemente representados.

Sin embargo una de las opciones de Zero Noise en la que he depositado m�s expectativas es la aplicaci�n de la compensaci�n gamma dentro de la propia rutina de fusi�n de im�genes para usarla como trampol�n en la expansi�n del rango din�mico en las sombras. La efectividad de la compensaci�n gamma para capturar un enorme rango din�mico ha quedado demostrada en el art�culo TIFF con m�s de 16 pasos de rango din�mico.

El programa realiza los c�lculos en coma flotante (es decir con n�meros decimales) sin apenas errores de redondeo, y al aplicar la gamma antes del redondeo final a valores enteros de 16 bits cada diafragma de las sombras dispone de muchos m�s niveles que haciendo el redondeo en lineal. Por este procedimiento debe ser perfectamente posible llegar a superar la barrera de los 16 diafragmas de rango din�mico.

La utilidad que tenga el asunto ya es mucho m�s dudosa, primero por la poca o nula existencia de escenas de tanto rango din�mico en el mundo real, segundo por la dificultad de obtener tomas con una exposici�n relativa nada menos que de 8 pasos por encima de la de referencia, y por �ltimo por la dificultad que entra�ar� la edici�n de tales im�genes en las cuales el disfrute de todo el rango din�mico capturado implicar� un baj�simo contraste tonal complicado de mapear.

Zero Noise aplica una curva gamma pura OUT = IN1/g. Dicha curva difiere sensiblemente de la curva gamma empleada en sRGB, la cual como puede verse en el art�culo Compensaci�n gamma. DCRAW con gamma presenta un tramo inicial lineal que la hace levantar menos las sombras que la gamma exacta.

As� Zero Noise levantar� m�s las sombras cercanas al negro absoluto que una conversi�n a sRGB normalizada lo que adem�s de simplificar la implementaci�n va a ser beneficioso para facilitar el tratamiento de las im�genes de alto rango din�mico. El motivo es que el histograma resultante tendr� unas sombras m�s alejadas del negro lo que en im�genes de baja exposici�n como las que vamos a manejar facilitar� sacar partido de las sombras y evitar que se empasten.

Si se desea preservar la apariencia que habr�a tenido la imagen caso de revelarla en el perfil sRGB normalizado puede asignarse el TIFF resultante al perfil de gamma exacta 2,2 de libre distribuci�n que amablemente me ha enviado Hugo Rodr�guez denominado H-RGB 2.2 Generic PC, el cual es muy similar a sRGB salvo por la curva tonal en la zona de sombras.

Para los dem�s espacios de color (Adobe RGB, ProPhoto RGB) la gamma proporcionada por Zero Noise es la curva est�ndar por lo que bastar� asignarlos en Photoshop para tener la imagen correctamente visualizada en pantalla.

ABRIR IMAGEN RESULTANTE EN PHOTOSHOP

Como ya hemos comentado para leer correctamente en PS el archivo TIFF generado no tendremos m�s que abrirlo y asignarlo al perfil en que fue revelado (recordemos que Zero Noise indica dicho perfil como parte del nombre de los archivos resultantes). Este paso de asignaci�n ha de hacerse necesariamente ya que los archivos que genera Zero Noise no llevan incrustada la informaci�n del perfil de color de salida, y por eso se la debemos indicar nosotros.

En el caso de haber hecho una fusi�n sin conversi�n a ning�n perfil de salida, por ejemplo cuando se elige obtener una salida en blanco y negro y se ha seleccionado como perfil de salida 'None', simplemente asignaremos en Photoshop cualquier perfil de color cuya visualizaci�n de la imagen satisfaga nuestros intereses. Un ejemplo t�pico ser�a Adobe RGB.

Puede observarse como el valor de compensaci�n gamma de salida que aparece en el men� de fusi�n var�a en funci�n del perfil de color de salida escogido. Por ejemplo en sRGB y AdobeRGB la compensaci�n gamma es de 2,2 mientras en Pro Photo es de 1,8.

Lo m�s recomendable es dejar la gamma que Zero Noise sugiere al elegir el perfil de salida pues es el valor de compensaci�n gamma que tendr� cada uno de los espacios de color en PS, y por lo tanto a la hora de asignarlos no habr� que hacer ninguna operaci�n especial, tan solo asignar el perfil correspondiente.

Emplear una compensaci�n gamma tiene la propiedad de producir una mayor riqueza tonal en el archivo de salida en los diafragmas bajos del rango din�mico, por lo que tendremos una mayor robustez frente a la posterizaci�n en las sombras adem�s de una mayor capacidad de captaci�n de rango din�mico como vimos en el apartado anterior.

No obstante es perfectamente posible alterar este valor de gamma para por ejemplo obtener una salida lineal si se desea, o de cualquier otro valor. Ahora bien, si se hace de este modo habremos de tener una versi�n del perfil de color en la gamma en que hayamos generado la salida para asignarlo a la imagen resultante o de lo contrario la exposici�n de �sta se interpretar� err�neamente en PS.

Si por ejemplo hemos decidido que la salida va a ser lineal (bastar�a para ello poner el slider de Gamma a un valor 1,0 tras haber escogido el perfil de color de salida), se explica en el Tutorial DCRAW como generar con PS versiones lineales de cualquier perfil. Pueden bajarse las de sRGB y de Adobe RGB desde este enlace. Estos perfiles ser�n visibles desde PS con tan solo copiar los archivos ICC en la ruta correspondiente ('C:\Windows\system32\spool\drivers\color\' generalmente).

Una desventaja de trabajar con un perfil lineal es que sufriremos una de las malas costumbres que tiene PS, que es mostrar con un alto grado de posterizaci�n este tipo de im�genes. Aunque el display es err�neo la informaci�n es totalmente correcta as� que no hay que preocuparse.

Dado que PS no es adecuado para realizar edici�n de im�genes lineales, si deseamos editar la imagen la deslinealizaremos convirti�ndola al perfil de color en que queramos trabajar que puede ser el mismo que usamos en el revelado pero esta vez una versi�n no lineal, es decir, al sRGB, Adobe RGB,... t�picos de PS. Hecho esto veremos como la posterizaci�n en el display desaparece y la imagen ya est� lista para ser editada como cualquier otra. Es interesante realizar esta conversi�n con el histograma a la vista para observar como �ste se desplaza fuertemente hacia la derecha debido a la compensaci�n gamma aplicada.

CONCLUSI�N

Hemos explicado cuales son todos los pasos para obtener con Zero Noise una imagen no procesada pero de alta calidad producto de la fusi�n de varias tomas. La informaci�n que contiene a efectos de nitidez y ruido se acerca a la mejor de las posibles, pero como veremos su aspecto en bruto deja mucho que desear.

Con el fin de sacar partido de toda esa informaci�n y obtener la imagen final deseada deberemos proceder a realizar un remapeo de los niveles de la imagen, lo que se conoce como mapeo de tonos o Tone Mapping.

Para obtener algunas ideas sobre c�mo realizar dicho mapeo de tonos con el objetivo de conseguir un resultado HDR natural se expone en el tutorial Mapeo de tonos HDR una posible soluci�n de edici�n.

PROBLEMAS DE FUNCIONAMIENTO

FUNCIONAMIENTO CON WINDOWS VISTA Y WINDOWS 7

Zero Noise es compatible con Windows Vista y Windows 7, pero al hacer uso de DCRAW como motor de revelado necesitar� una compilaci�n de �ste que funcione correctamente en esas versiones de Windows.

Para que DCRAW sea compatible con Windows Vista y Windows 7 se ha de usar un ejecutable que haya sido generado con un compilador de Microsoft o de lo contrario DCRAW no tendr� permisos por parte del sistema operativo para realizar las reservas de memoria requeridas. En la web de Manuel Llorens pueden encontrarse ejecutables para todas las versiones de Windows, inclu�do Windows 7 de 64 bits.

He podido probar Zero Noise en Windows Vista Basic y si bien el programa permite abrir y visualizar archivos RAW de la Canon 350D en modo inspecci�n (este revelado se realiza a la mitad del tama�o final), no me ha funcionado cuando se solicita el revelado a tama�o completo por este problema de reserva de memoria. S� me ha funcionado sin embargo cuando lo he probado en Windows Vista Premium (32 bits).

En Windows 64 bits la ejecuci�n de DCRAW en el ra�z de C: daba error de permisos, por eso se ha cambiado la ruta que aloja el programa al mencionado 'c:\dcraw\dcraw.exe'.

FALTA LA LIBRER�A MSSTDFMT.DLL

En algunas instalaciones de Windows esta librer�a no existe. Desconozco el motivo, pero para aquellos a los que el programa de error por no tenerla no tienen m�s que descargarla de MSSTDFMT.DLL.

Para instalarla basta abrir una consola en la ruta donde hayamos descargado el archivo DLL, y registrarla en el sistema operativo con el comando 'regsvr32 MSSTDFMT.DLL':


Fig. 30 Comando de consola para registrar la librer�a MSSTDFMT.DLL.

Hecho esto aparecer� el siguiente mensaje y el programa deber�a funcionar:


Fig. 31 Mensaje de correcto registro de la librer�a MSSTDFMT.DLL.

PROBLEMAS CON ALGUNAS C�MARAS

Cada modelo de c�mara tiene un punto de saturaci�n diferente. Como DCRAW no tiene correctamente asignado dicho punto de saturacion del RAW para todas las c�maras, dar� problemas en ciertos modelos donde esto ocurra, traduci�ndose en im�genes resultantes incorrectas con llamativos saltos de exposici�n o tonos magenta en las altas luces.

La soluci�n ya comentada pasa por indicarle al programa el punto de saturaci�n exacto de nuestra c�mara. Si �sta no estuviera todav�a en el listado de c�maras corregidas contemplado por Zero Noise, bastar� calcular este nivel de saturaci�n siguiendo las instrucciones del tutorial El nivel de saturaci�n del RAW. Obtenido el valor bastar� introducirlo manualmente en la casilla correspondiente de Zero Noise.

MEJORAS FUTURAS PREVISTAS

Est�n pendientes de implementar algunas funcionalidades tales como:

Comentarios y sugerencias son bienvenidos. Aunque no existe a�n una versi�n para Mac de Zero Noise, en talleres que he impartido lo hemos hecho correr sin ning�n problema en ordenadores Apple bajo emulaci�n de Windows.

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