Программное обеспечение цифровой фотографии


Предисловие

Данная статья представляет интерес, в первую очередь, как список ссылок на сайты разработчиков программ, которые мне кажутся важными, которыми я пользуюсь и за развитием которых я слежу. Описания, данные в этой статье, очень краткие, неполные и субъективные. Программы динамично развиваются и, вероятно, часть информации устареет уже в момент выхода этой статьи. Некоторые программы столь обширны, что подробное описание их возможностей и приемов работы с ними требует отдельной книги, а не обзорной статьи. Большинство упомянутых программ  имеют открытый код и, следовательно, у вас есть потенциальная возможность идеально адаптировать их для своих нужд или обновить входящие в них модули для поддержки новых камер.

Попытка классификации

Существует ряд программ, без которых существование цифровой фотографии невозможно. Это программы, которые служат для превращения «сырого» оцифрованного сигнала с датчиков в изображение, воспринимаемое глазом; программы, которые корректируют искажения оптики, и программы, которые управляют механизмами камеры. Именно этой группе и посвящена данная статья. Кроме того, существует ряд программ, позволяющих воплотить художественный замысел фотографа в жизнь, но они уже прямого отношения к регистрации изображения не имеют.

Список основных операций, используемых при обработке цифрового изображения и работе с цифровыми камерами:

  1. Получение доступа к исходной необработанной информации и запись ее в Raw файл (я согласен с Дэвидом Коффином, что «Формата RAW» не существует; это лишь иллюзия или жаргонное определение десятков разных форматов сырых фотографий).
  2. Превращение исходной (сырой) записи сигнала в цветное изображение.
  3. Корректировка экспозиции.
  4. Корректировка цвета — баланс белого.
  5. Корректировка оптических аберраций объектива. (Изменение угла зрения или детализации за счет объединения нескольких кадров в панораму. Эти, казалось бы, разные задачи программно решаются сходным образом.)
  6. Подавление шумов.
  7. Увеличение резкости.
  8. Изменение насыщенности цветов.
  9. Уменьшение динамического диапазона в рамках одного снимка за счет изменения числа полутонов, записываемых в файл, или его увеличение за счет объединения нескольких снимков, снятых с разной экспозицией (HDRI).
  10. Управление камерой, в том числе, дистанционное.
  11. Ретушь.
  12. Чтение и редактирование служебной информации, записанной камерой.
  13. Просмотр и создание миниатюр изображений.
  14. Привязка географических координат.

В свою очередь, программы можно разделить по тому признаку, выполняются ли они процессором камеры или внешним настольным компьютером. Здесь я хочу подчеркнуть, что снимок всегда обрабатывается. Даже если вы снимаете JPEG и в дальнейшем не притрагиваетесь к фотографиям, камера превратила исходный сырой сигнал в изображение, при этом подкорректировала яркость, контраст, резкость, шумы в соответствии с параметрами, заданными в меню камеры.   Программы, выполняемые процессором камеры, обычно заданы производителем, хотя в некоторых моделях есть возможность использовать и сторонние программы. Например в ранних камерах Kodak и в некоторых современных моделях Canon — технология CHDK

Программы, исполняемые на компьютере, можно разделить на основные — выполняющие собственно преобразования, и на графические оболочки к ним, облегчающие пользователю их использование. Фотограф по складу привык работать с графикой, и командная строка это не совсем его стиль :-)

Особую группу составляют графические редакторы, сами они прямого отношения к фотографии не имеют, но являются оболочкой для приложений, которые преобразовывают Raw, исправляют аберрации, подавляют шумы. В них также может осуществляться техническая ретушь, поскольку специальных программ для этого практически нет.

Мой краткий список программ для работы с фотографиями

Программа Raw* 16 бит Оптика EXIF/
IPTC
ОС или язык Русский язык Лицензия**
Основные программы, чей код часто используется другими
dcraw.c by Dave Coffin X X   X C X Свободная
Программа ANSI C, которая расшифровывает любые сырые изображения, с любой цифровой фотокамеры, на любом компьютере, с любой операционной системой
PANORAMA TOOLS by Helmut Dersch и зеркало старого сайта   X* X   W,L,M   GNU General Public License
и
GNU Lesser General Public
Пакет программ для исправления искажений оптики, сшивка и просмотр панорам. Оригинальная программа работает с 8 бит на канал, но есть модификации с поддержкой 16 бит.
ExifTool by Phil Harvey X       Perl library   GNU General Public License
или
«Artistic License»


Программа чтения, записи и редактирования метаданных в фотографиях
pfstools   X     C,W,L   GPL, LGPL, FDL
Программа чтения, записи и манипуляций с изображениями, имеющими большой динамический диапазон (HDR)
OpenEXR   X         modified BSD license
Формат файлов, который используется для сохранения снимков с большим динамическим диапазоном, с этим форматом работают программы Qtpfsgui, CinePaint и hugin, который только сохраняет результаты в файлах этого формата
gPhoto         L   GNU GPL

Программа работы с камерами. Передача данных из камеры в компьютер, дистанционное управление некоторыми моделями.
Графический интерфейс к основным программам, иногда с дополнительными функциями
gtkam         L   GNU GPL
Графический интерфейс для работы libgphoto2
Qtpfsgui X X     L,M,W X GNU GPL
Графический интерфейс для работы с HDR изображениями
UFRaw X X X*   W,L X GNU GPL
Графический интерфейс к программе dcraw. Один из самых богатых по возможностям настройки. Исправление искажений оптики возможно при подключении библиотеки lensfun.
Rawstudio
X X   X* L X GNU GPL
Программа весьма удобна для сравнения нескольких вариантов обработки одного кадра и выбора наилучшей стратегии. А затем она может быть применена для пакетной обработки.
RawTherapee X X X Р W,L X бесплатная
Комплексное решение всех задачи обработки снимков. Просмотр, преобразование сырых данных, коррекция экспозиции и аберраций, подавление шумов, повышение резкости, усиление цветов в Lab. Может работать не только с Raw но и с JPEG.
hugin   X X   W,L X GNU GPL
Программа сшивки панорам. В начале своего развития была графическим интерфейсом PANORAMA TOOLS. Поддержка HDRI. Максимальный результат достигается, если откорректированные кадры сохранять как слои и объединять вручную в графическом редакторе, хотя есть и автоматический режим.
ExifTool GUI X*     Р W   Бесплатная
Позволяет редактировать IPTC в Raw. Просмотр миниатюр средствами ОС. Для просмотра Raw надо чтобы они были видны в Windows.
Графические редакторы
GIMP X   X   W,L,M X GNU GPL
8 бит на канал в текущей версии 2,6. 16 бит ожидается в версии 2,8. Самый универсальный и доведенный проект с открытыми кодами. Хочет стать конкурентом Photoshop, но пока он №2.
CinePaint X X     L,M X GNU GPL
Профессиональный графический редактор для ретуши кадров фильма. Возможна работа с 8,16 и 32 битным цветом на канал. Не претендует на решение всех задач, но зато некоторые решает лучше других, включая Photoshop. Стабильная версия основана на GTK1, но уже есть работоспособная версия 0.25, основанная на GTK2. Это обеспечивает программе будущее, поскольку от использования GTK1 уже отказались многие дистрибутивы. В последней версии пока нет поддержки русского языка и у меня возникли проблемы с использованием планшета, но в некоторых операциях она даже проявила себя стабильнее старой.
Krita X X     L(KDE) X GNU GPL
Задумано неплохо, но реализация пока далека от совершенства. Поддержка большой глубины цвета и множества цветовых пространств, включая Lab. На мой взгляд, совместное использование CinePaint и GIMP, имеющих сходный интерфейс, представляется более комфортным решением под Линукс.
ImageJ X X     Java   public domain
Программа разработана Национальным институтом Здоровья и является общественным достоянием. Разработана на основе открытой архитектуры, которая предоставляет расширяемость путем Java плагинов и записываемых макросов. Собственные приложения могут быть созданы, используя встроенный редактор и Java компилятор. Редактор предназначен для анализа изображений в научных исследованиях, и для него написаны приложения для создания резкого изображения 3-мерных объектов за счет объединения стопки снимков, сфокусированных на разные плоскости, обработки данных рентгеноскопии, автоматизации процесса микроскопического анализа крови.
Дополнительные модули
lensfun X X         GNU GPL
Библиотека, написанная Андреем Заболотным, которая может быть использована другими программами для исправления хроматических аберраций, дисторсии и виньетирования. Поддерживается база данных с характеристиками объективов и камер в формате XML. Пока ее работу можно увидеть только вместе с UFRaw.
GREYCstoration         W, L   CeCILL License
Консольная утилита и плагин GIMP для удаления шума с фотографий.
Stack Focuser         Java   GNU GPL
Плагин ImageJ для совмещения стопки снимков для увеличения глубины резкости.
Fix-CA             GNU GPL
Плагин GIMP для коррекции хроматических аберраций. Позволяет править не только хроматические аберрации увеличения (в англ. литературе «lateral chromatic aberration»), но и линейно сдвигать каналы друг относительно друга, что позволяет работать с фрагментами полного кадра.
Программы просмотра с отдельными функциями редактирования
IrfanView X*     X W X Бесплатная для некоммерческого использования
Просмотр и создание миниатюр. Неофициальные сырые файлы не отображаются. Коррекция яркости и баланса. Просмотр EXIF и IPTC, редактирование IPTC. Запись в файлы с глубиной цвета 8 бит на канал. Возможность пакетной обработки, множество плагинов.
XnView X     X W,L* X Бесплатная для некоммерческого использования
Просмотр и создание миниатюр, в том числе для недокументированных сырых файлов. Коррекция яркости и баланса. Просмотр EXIF и IPTC, редактирование IPTC. Запись в файлы с глубиной цвета 8 бит на канал. Под линукс современной стабильной версии нет, надо либо запускать экспериментальную XnView MP либо версию для Windows через wine. На данном этапе последняя все равно будет работать быстрее и иметь больше возможностей по редактированию.
FastStone Image Viewer X     X* W X* Бесплатная для домашнего использования
Просмотр и создание миниатюр, в том числе для недокументированных сырых файлов. Коррекция яркости и баланса. Просмотр EXIF. Запись в файлы с глубиной цвета 8 бит на канал. Удобно организована возможность сравнивать несколько снимков. Поддержка русского языка есть для устаревших версий программы.
GQview X*     X* L X GNU GPL
Давно не обновлялась, поэтому и поддержка Raw есть только для старых камер. Есть более новая «ветка» Geeqie Image Viewer с улучшенной поддержкой IPTC, в том числе и написанных кирилицей, за счет вывода вариантов в двух кодировках. С сырыми форматами новых камер и здесь есть проблемы.
Fotoxx       X* L   GNU GPL
Нет поддержки сырых файлов, но весьма интересные инструменты коррекции яркости, возможность объединять несколько кадров с разной экспозицией или создавать панораму с удачным алгоритмом совмещения.
DigiKam X X X* X L(KDE) X GNU GPL
Комплексное решение всех задач одним пакетом. Загрузка изображений, просмотр, преобразование сырых данных, коррекция экспозиции и аберраций, привязка географических координат, редактирование IPTC.
ShowFoto X X X* X* L(KDE) X GNU GPL
Модуль просмотра и редактирования от разработчиков DigiKam.
Программы привязки географических координат к фотографиям
Geotag X       Java   GNU GPL
Я ее использую как основную для привязки координат вне зависимости от ОС, установленной на машине. К минусам можно отнести отсутствие русского интерфейса и необходимость быстрой машины для комфортного просмотра фотографий.
GeoSetter X     X W X Бесплатная
Кроме основной цели привязки географической информации и просмотра местоположения на карте или спутниковом снимке удобна для редактирования ключевых слов в IPTC. Наиболее универсальная и доведенная программа на данный момент под Windows.
GPicSync X       W, L X GNU GPL
Спартанский графический интерфейс, работа только с папками, просмотр только JPEG, но свою задачу она выполняет и достаточно быстро.
GPS Photo Correlation X       L   GNU GPL

Совсем спартанская программа без предпросмотра, но свою основную функцию выполняет.

Специализированные программы
CombineZM         W   GNU GPL
Программа совмещения стопки снимков для увеличения глубины резкости.
StereoPhoto Maker         W   Бесплатная
Программа работы со стереопарами.

             
Программы работы с камерами Canon
CHDK X            
Canon Hacker's Development Kit — резидентная программа для компактных цифровых фотоаппаратов фирмы Canon, базирующихся на процессорах DIGIC II и DIGIC III.
DNG4PS-2 X       W,L   бесплатная программа с открытыми исходными кодами
Бесплатная программа для пакетного преобразования RAW файлов, сделанных фотоаппаратами Canon серии PowerShot со вскрытой прошивкой, в формат Digital Negative (DNG). Название программы расшифровывается как DNG for PowerShot.

*) Звездочкой помечены свойства программы, которые реализованы с некоторыми оговорками.
**) Если есть возможность передать данные в программу, минуя промежуточную запись в файл, то я считаю, что программа поддерживает Raw.
***) Свободные программы не обязательно бесплатные, а бесплатные — свободные. В данной таблице, если программа помечена как бесплатная, то она не свободная, а если как свободная, то она и бесплатная.

W — Windows, L— Linux, M — Mac. Программы мной тестировались под WinXP, Slackware 12.1 с KDE 3.5 и Puppyrus Linux с JWM. Информация о работоспособности под Мас OS дана по литературным данным :-). Многие программы имеют дополнительные модули, загружаемые в процессе работы, или могут быть скомпилированы с разными параметрами, поэтому возможно, что ряд в принципе доступных для конкретной программы функций я не указал. Возможно и обратное, когда стандартная сборка не обладает функциями, указанными в данной статье.

Для удобства пользования получившимся списком ссылок я вынес снимки экрана и комментарии во вторую часть статьи.






Дополнительно

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.