Роман Химов

Началось всё просто. Я в очередной раз включил режим «Только RAW» на фотике и отправился с ним смотреть гранд-макет России (надеюсь, отдельной записью ещё про это дело напишу). Оттуда притащил чуть менее двух сотен фоток, загрузил их, по привычке, в Digikam и начал глядеть. Digikam показал мне вот такое высокохудожественное произведение:

И нет, чтобы сразу удалить его куда подальше, я подумал, что неплохо бы его высветлить да приберечь в тёмном углу коллекции.

Открыл в дигикамовском же редакторе RAW и увидел уже вот такое:

В этом месте меня охватил ужас. Кривизна всех линий ударила в оба глаза и заставила зажмуриться. Повторное открытие глаз картину не изменило — кривизна осталась на месте.

«А чего горевать?» — подумал я, да и пошёл по меню «Улучшить»→«Объектив»→«Автокоррекция» дигикамовского редактора. Я уже когда-то однажды пытался ею воспользоваться и хорошо запомнил, что профилей под линзы Sony NEX там нет, однако это было когда-то однажды, а тут у меня уже openSUSE 12.2 и, возможно, что-то изменилось. Оказалось, не изменилось, профилей линз как не было, так и нет.

Поскольку я считал коррекцию искажений дикой магией, профили для которой могут делать только специально обученные люди специальными шаманскими методами, я на это дело всё плюнул и пошёл смотреть на фотки дальше. В этом месте ужас охватил меня во второй раз, поскольку специфика объектов съёмки на макете такова, что абсолютно все навскидку просмотренные фото давили на рвотный рефлекс из-за искажений линий. Все мои подходы к RAW до этого были с кадрами другого свойства и я, хоть и видел разницу с камерным жыпегом в плане искажений, особо не страдал, поскольку если не видеть два варианта рядом, оно в глаза не бросалось.

«openSUSE 12.2 это хорошо, но может быть всё-таки подпротухло что-то в ней, всё-таки ёпен сорс», — подумал я, да и пошёл на сайт lensfun, поскольку именно через него «Дигикам» и делает коррекции. На сайте обнаружилось, что, во-первых, моя версия 0.2.6 таки самая последняя из релизных, но, во-вторых, «New release is on its way!». И действительно, оказалось, что не зря там написали «many people send in calibration data for quite a lot of lenses and camera updates»: файлик профилей для Sony пополнился интересующими меня данными.

«Ура, вот он опен сорс!» — радостно кричал я, скачивая файл и размещая его в «/usr/share/lensfun/mil-sony.xml». Пакет RPM? Да ладно, бросьте, ради такого файлика морочиться с пакетами ещё… «Дигикам» быстренько подхватил новые данные, позволил выбрать нужный объектив, и… выдал в результате что-то несуразное. К сожалению, сохранить я это дело не успел, но кривизна настолько бросалась в глаза, что оставалось только вздыхать: «ох уж этот ёпен сорс…».

Появилось подозрение, что профиль кривой. Для китового объектива Sony NEX 18-55 на 18мм было прописано такое:

<distortion model="ptlens" focal="18" a="0.02897" b="-0.08920" c="0.03513" />

Вроде бы даже ничего сильно хитрого, три числа каких-то, но откуда они берутся было непонятно совершенно, пока, блуждая по сайту ленсфана, я чисто случайно не наткнулся на инструкцию по расчёту искажений объективов. Инструкция впечатлила, но времени на опробовать не было и дело заглохло но новогодних выходных.

А на выходных был поставлен Hugin (в пакетах openSUSE он есть) и дело завертелось по новой.

Подумав над выбором качественной мишени я взял доску для го и сделал восемь снимков «а-ля панорама»:

Для всех последовательных пар аккуратно понавыбирал по 10-15 контрольных точек, процесс занимает существенное время, хотя должен отметить, что работа с контрольными точками в «Хугине» это одно удовольствие — после первой пары точку на втором снимке он ставит в полном автомате (а для первой пары в полуавтомате, на одном ставишь точно, на втором только успеваешь приблизительно ткнуть, как он тут же в увеличении даёт правильный результат). Работает очень хорошо, у меня на получившиеся более 90 точек было всего несколько, когда «Хугин» сказал, что коэффициент корреляции слабоват и надо бы проверить (при этом, в половине этих случаев он таки попал куда надо) и пара точек, с которыми он конкретно промахнулся, но здесь надо учитывать то, что это всё-таки сетка и в пересечениях (или, точнее, углах образуемых пересечениями) линий, которые я и использовал в качестве точек, запутаться несложно.

В итоге, после расчёта оптимизации «Хугин» выдал мне волшебные параметры и строка в описании у меня поменялась на

<distortion model="ptlens" focal="18" a="0.027" b="-0.103" c="0.051" />

«Вон оно как на самом-то деле!» — радостно кричал я, снова загружая «Дигикам». Снова попробовал откорректировать изначальный снимок в нём и… результат получился ещё более кривой, нежели был изначально. Крепко задумавшись я снова сходил к «Хугину» и исключил точки с самыми большими отклонениями, они там неплохо видны, после этого коэффициенты получились такие:

<distortion model="ptlens" focal="18" a="0.021" b="-0.076" c="0.022" />

Снова «Дигикам» и снова фэйл, результат был неимоверно далёк от того, который выдаёт камера при внутренних коррекциях. Где-то в этот момент надо было всё бросать, но меня зацепило, как же это так, вроде бы всё есть, а результат неправильный.

Начал копать дальше и наткнулся на альтернативный метод коррекции через «calibrate_lens_gui». Изначально загрузил в него те же картинки с доской, но, скорее всего, из-за высокой шумности (ISO 3200, да, было темно и я поджимал диафрагму до восьми, чтобы порезче) калибратор нашёл там буквально по три-пять линий на каждом из снимков и выдал вот такие коэффициенты:

<distortion model="ptlens" focal="18" a="-0.00334" b="0.02864" c="-0.09199" />

Если результаты предыдущего метода были ещё хоть сколько-то похожи на те, что были добавлены в базу «Ленсфана», то это уже было что-то новое. Однако, и это новое не дало в «Дигикаме» хоть сколь-нибудь внятного результата, скорее даже наоборот. Тогда было решено изготовить мишень:

На четырёх снимках с нормальной чувствительностью (ISO 800, да, для некса это нормально, F8, опять же) калибратор нашёл уже по 40-50 линий на каждом снимке и, подумав, выдал такие параметры:

<distortion model="ptlens" focal="18" a="0.01932" b="-0.06322" c="0.02422" />

С чувством большой гордости за проделанную работу я снова открыл «Дигикам» и снова попробовал откорректировать изначальный снимок с новыми параметрами. И… снова потерпел поражение, результат по прежнему был очень далёк от камерного. Напряжение усиливалось. Я сделал ещё одну серию на четыре снимка и получил для них такие результаты:

<distortion model="ptlens" focal="18" a="0.02218" b="-0.07281" c="0.0339" />

Снова «Дигикам» и снова фэйл. В попытке подавить нарастающую агрессию я сделал ещё одну серию, уже на восемь снимков, получил очередные коэффициенты и снова некорректный результат в дигикаме. Я начал пробовать доставать из архива снимки сделанные тем же объективом с тем же фокусным расстоянием и пихать их в тот же самый калибратор, я запихнул в него тот самый снимок из-за которого всё началось, получал всё новые и новые цифры и всё такие же отвратные результаты коррекции в «Дигикаме».

Тут у меня начало закрадываться подозрение, а уж нет ли проблем в самом «Ленсфане»? Всё-таки калибратор «Хугина» хоть и выдавал несколько разные результаты для разных наборов изображений, но они были довольно близки и у «Хугина» явно были основания считать их правильными. Здесь же обнаружилось, что в окошке просмотра линий можно не только линии посмотреть, но и откорректированную картинку:

И при добавлении оригинальной картинки с последующим просмотром обнаружилось Страшное: в калибраторе картинка выглядела отлично, а вот в «Дигикаме» с теми же коэффициентами паршиво. Привычно поругав ёпен сорс отправился смотреть, что да как в трекерах и исходниках lensfun. Довольно быстро обнаружил подозрительный баг, для которого даже есть патч. Суть бага проста: разработчики «ленсфана» зачем-то считали искажения по неправильным формулам, отличающимся от формул «Хугина». Ну а патч это всё исправляет.

«Вот оно!» — орал я, скачивая исходники пакета RPM для openSUSE. Вспомнил кун-фу по редактированию спек и сборке пакетов RPM, запатчил, собрал, поставил, ура, вот он опен сорс!

Надо ли говорить, что после этого результат был столь же крив, как и был? 😉

Но поскольку я уже не мог так просто отцепиться от этой темы, копания я продолжил. Была освоена коррекция фото «Хугином» в командной строке, это тривиально:

$ fulla -g $KA:$KB:$KC:1 $INFILE -o $OUTFILE

$KA, $KB, $KC — коэффициенты A, B и C, $INFILE и $OUTFILE — соответственно, входной и выходной файлы. На коэффициентах 0.0191, -0.06257 и 0.02286 хугин выдал такое:


Что вполне прилично. И вот дальше мне пришлось найти способ сделать коррекцию напрямую «Ленсфаном», без посредства «Дигикама». Как оказалось, это вполне реально, в исходниках самого «Ленсфана» есть маленькая софтинка «tmod», только вот она по умолчанию даже не собирается, поскольку никому особо не нужна. Мне — нужна и я её собрал, единственное что не стал заморачиваться с cmake и Правильной Сборкой, а сделал как-то так в каталоге «tests/tmod» исходников:

gcc -o tmod -I../../cmake_build/ -I../../include/auxfun/ -I/usr/include/glib-2.0 -I/usr/lib64/glib-2.0/include -L/usr/lib64/ -lglib-2.0 -llensfun -lstdc++ -lpng12 -lm tmod.cpp ../../libs/auxfun/image.cpp

Собранный tmod работает только с форматом PNG, но для наших целей это уже были мелочи, исходник был нещадно отконвертирован и скормлен утилите так:

$ ./tmod -l "E 18-55mm F3.5-5.6 OSS" -C1,5 -F18 -d aaa.png -o aaac.png

tmod напрямую играться коэффициентами не даёт, берёт параметры для коррекции прямо из базы данных «Ленсфана» по имени объектива («-l»), используя указанный множитель фокусного расстояния («-C») и само фокусное расстояние («-F»). «-d» командует исправить искажения, ну а дальше вход и выход. Здорово, в базе у меня были забиты те же коэффициенты, которые я кормил руками «Хугину», и что же мы видим:

А видим мы, наконец-то, то, что и хотели увидеть. Уровень коррекции предельно близкий к тому, что делает сама камера, добротный и ровный результат. Замечу, что он отличается от результата самого «Хугина» через fulla, но в этом случае он мне даже больше нравится.

Стало понятно, что Счастье где-то рядом, но «Дигикам» продолжал выдавать плохой результат. Хотя используемая им библиотека явно была способна выдать результат корректный. Пришлось скачать репозиторий «Дигикама», там, конечно, обнаружились дикие ужасы и кошмары вроде внутренней версии библиотеки «Ленсфан», по счастью, не используемой в моей сборке (да-да, я изучил журнал сборки на OBS), но в остальном модуль коррекции смотрелся очень даже чистенько. Ну не видно навскидку каких-либо принципиальных отличий от tmod.

И тогда я занялся одним из любимых дел — начал придумывать проблему. Ну вот серьёзно, где может быть проблема, если библиотека есть, работает правильно, корми её параметрами, да получай результат. Коэффициенты «Дигикам» возмёт из профиля, с коэффициентами ошибка маловероятна, они либо есть и учитываются (при изменении результат меняется, значит, учитываются), либо их нет. ФР есть в фото и оно даже выставляется правильно на автомате, не должно быть проблем:

Из того, что ещё скармливается tmod остаётся только множитель ФР, хотя он-то тоже указывается в профилях. Но, с другой стороны, его в интерфейсе и не видно. Пробуем?

$ ./tmod -l "E 18-55mm F3.5-5.6 OSS" -C1 -F18 -d aaa.png -o aaac2.png

А вот и результат:

Результат вышел явно кривой, но получение именно этого результата заметило всё семейство по характерному победному вою и визгу из моего угла. Потому что точно такой же, хоть и кривой, но точно такой же, результат я видел в самом «Дигикаме». 🙂 А это значит, что проблема вполне понятна и решаема, сейчас я пробую разновсяко пропатчить это дело и собрать.

Не менее интересно было прогнать tmod с оригинальными значениями коэффициентов из базы данных ленсфана, получилось так:

Результат явно отличается от того, что получалось с моими коэффициентами, но также явно хорош. И также явно близок к тому, что даёт камера. Прикладывание линейки к монитору не позволило выбрать что-то лучшее из двух, есть подозрение, что если бы не история с кроп-фактором, я был бы счастлив откорректировав фотки по тем значениям. Впрочем, тогда я бы не познал кун-фу получения этих значений и не познакомился бы с «Хугином». Да и в бложик написать нечего было бы.

А пока, как говорится, ту би континуед, осталось запатчить до смерти «Дигикам» и, возможно, ещё поэкспериментировать с коэффициентами.