V této bakalářské práci jsou zkoumány různé možnosti odstranění vlivu distorze objektivů ze snímku. Přesnost fotoplánů vytvořených z upravených snímků byla dalším předmětem zkoumání. Testování proběhlo na rovinném testovacím poli, které má geodeticky zaměřené body. Odstranění vlivu distorze ze snímku způsobeného objektivem proběhlo dvěma způsoby za využití databáze distorzních profilů (firemní databáze, volná databáze) a hodnot z kalibrace. U fotoplánů byl při porovnání jako referenční použit fotoplán vytvořený ze snímku bez předešlého odstranění distorze. Dalším cílem zkoumání je porovnání hodnot distorzí různých objektivů stejného typu na základě provedených kalibrací. V závěru práce je zhodnocení výsledků obou testů.
Principy distorze, její vlivy a způsoby korekce
Vinětování, soudkovité zkreslení a chromatická aberace jsou hlavní optické vady, které mohou ovlivnit kvalitu snímků a přesnost měření. Vinětování představuje vadu, která ztmavuje rohy obrazu v důsledku poklesu světla kolem obvodu objektivu. Soudkovité zkreslení je vada objektivu, která způsobuje prohnutí rovných čar směrem k okrajům obrazu. Chromatická aberace se projevuje jako barevné okraje podél hran objektů způsobené zaostřením objektivu na různé barvy světla v různých rovinách. Difrakce je rozostření obrazu, které není způsobené vyloženě konstrukcí objektivu, a její vliv roste při vysoké cloně. Filtr korekce objektivu opravuje běžné vady objektivu, jako je soudkovité a poduškovité zkreslení, vinětování a chromatická aberace. Také lze pomocí tohoto filtru obraz otočit nebo opravit chybnou perspektivu obrazu způsobenou odchýlením fotoaparátu od svislé nebo vodorovné roviny.
Automatická korekce deformací pomocí profilů objektivu umožňuje rychlou opravu; nastavení lze uložit pro budoucí snímky se stejným fotoaparátem, objektivem a ohniskovou vzdáleností. Při korekci se řeší zejména distorze a vinětace, a také lze vypočítat zachování/útlum šumu v důsledku úprav. Posouzení účinnosti těchto korekcí závisí na konkrétním objektivu, cloně, ohniskové vzdálenosti a podmínkách snímání. U některých objektivů mohou korekce ve fotoaparátu fungovat velmi dobře, ale u jiných nemusí poskytnout plně přesné výsledky, a proto se často používají i externí software pro další potlačení vad.
Korekce objektivu v praxi: objekty, profily a rozdělení nástrojů
Hlavním důsledkem je, že většina objektivů není dokonale bez vad; výrobci často volí kompromis mezi kvalitou a cenou. Příkladem je Canon RF 16/2.8, který má výrazné distorze a vinětaci, avšak lze je výrazně potlačit díky vestavěné korekci i externím programům. Ve fotoaparátu může být korekce vypnuta, i když je možné ji zapnout pro jednotlivé objektivy, zejména pro Canon a objektivy třetích stran jako Sigma; avšak některé „cizí“ objektivy nemusí plně spolupracovat s korekcí v těle fotoaparátu. V RAW formátech mohou být data o korekcích uložena a automatická korekce se může uplatnit při otevření souboru v programech, které informace rozeznají. Druhá podmínka je, že pro korekce přímo ve fotoaparátu musíte fotit do JPEG formátu; RAW soubory ponechávají syrová data i s informacemi o aparátu a objektivu, což umožňuje následnou korekci v externích nástrojích.
Konfigurační možnosti pro korekci zahrnují: Automatickou korekci, která rychle opraví deformace podle profilů; vlastní nastavení, která lze uložit; a volby pro zobrazení okrajů a mřížek v náhledu. Výběr profilu objektivu bývá řízen automaticky podle ohniskové vzdálenosti a clonového čísla, ale v některých případech je potřeba hledat online další profily, pokud výchozí sada není dostačující. Při ukládání nastavení lze volit „Výchozí objektiv“ pro konkrétní fotoaparát a objektiv, pokud metadata EXIF poskytují potřebné údaje. U některých objektivů a konfigurací může korekce vinětace a distorze vyvolat zhoršení šumu v rohových oblastech po zesvětlení tmavých rohů.
Vektorová část praktických ukázek ukazuje porovnání bez korekce, s vestavěnou korekcí v fotoaparátu a s korekcí v programu na úpravu fotografií. Z těchto příkladů vyplývá, že korekce distorze je nejvíce viditelná v liniích, které mají být rovnoběžné, a že vinětace bývá výraznější u širokoúhlých objektivů, zejména při nízké cloně. Dále je možné, že s rostoucí clonou se vinětace snižuje; nicméně zesvětlení tmavých rohů může vést ke zvýšení šumu ve zpracovaných oblastech. Při korekci obvykle dochází ke změně velikosti a okrajů obrazu a mohou vznikat částečné artefakty, které je potřeba vyvážit v postprodukci.
Kalibrace a porovnání různých objektivů
Dalším cílem zkoumání je porovnání hodnot distorzí různých objektivů stejného typu na základě provedených kalibrací. Kalibrační protokoly často obsahují koeficienty distorze pro různé vzdálenosti od optické osy a vyžadují proměřování polohy bodů na kalibrační mřížce. V praxi to znamená, že průběh distorze se od určité vzdálenosti od osy počítá a ve speciálním softwaru zkoriguje. Kalibrační protokoly se získávají z fotografií kalibrační plochy s pravidelně rozloženými body; tyto koeficienty distorze se určují pomocí laboratorních měření. Obecně se takto získané profile objektivů používají v odpovídajících programech pro úpravu fotografií a často bývají součástí databází výrobců nebo komunitních komunit.
V diskuzních vláknech se často probírá problematika kompatibility korekcí s různými značkami objektivů a fotoaparátů. Například Canon doporučuje vypnout korekci objektivu u některých „cizích“ objektivů, aby byla zajištěna kompatibilita a přesnost korekce. Značkové korekce v DPP a dalších programech (Adobe Lightroom, Capture One) často dosahují dobrých výsledků, avšak jejich účinnost závisí na profilu objektivu a aktuálním scénářku. Při vyšší citlivosti ISO se může korekce ve fotoaparátu projevit méně, což souvisí se zvyšujícím se šumem v obraze. Některé starší nebo levnější objektivy mají větší problémy s distorzí a vinětací a vyžadují mimořádnou péči při kalibracích a následné postprodukci.
Praktické poznámky a doporučení
Objektivy nejsou dokonalé, ale moderní software a hardware umožňují odstranit nebo značně potlačit jejich vady. Korekce objektivu je velmi užitečná funkce, která dokáže odstranit některé vady z obrazu, a to jak ve fotoaparátu, tak v programech pro úpravu fotografií. Nicméně existuje přirozené riziko, že některé korekce mohou vést k mírnému poškození rozlišení nebo ke změně velikosti snímku. Proto někteří fotografové preferují mít větší kontrolu nad výslednou podobou fotografie a vypínají částečné korekce ve prospěch manuálního doladění v postprodukci. Výběr programu pro korekce závisí na profilu objektivu a fotoaparátu a na tom, zda používáte JPEG nebo RAW formát. Pro pokročilé RAW konverze je možné využít zejména Zoner Studio, který podporuje RAW formáty a nabízí nástroje pro korekci distorze a chromatické aberace, případně i následné ostření obrazu. Tyto nástroje mohou spolupracovat se širokým spektrem profilů a umožňují jemné doladění při zachování detailů ve fotografiích.
Při zkoumání různých přístupů vyplývá, že optimální řešení často spočívá v kombinaci vestavěné korekce objektivu v fotoaparátu a následném doostření či dálkové úpravě v profesionálních programech. Zohledňuje se i náročnost na výpočetní zdroje při masové aplikaci na velké množství snímků, kdy může být doplněno o softwarové fingerprintingové techniky pro lepší identifikaci fotografií, které prošly korekcí. Ke kompletnímu zhodnocení výsledků obou testů a kalibrací v závěru patří shrnutí dostupných dat a poznatků o efektivitě použitých profilů a metod korekce.
Obrázek ukazuje rozložení vad objektivu a účinnost korekcí na vybraných scénářích.