darktable 4.0: 3763 Tage später ...

veröffentlicht am 02.07.2022 - aktualisiert am 03.07.2022 in * PROGRAMME * SOFTWARE *

Vorwort: In den vergangenen Jahren gab es regelmäßig zu den neuen darktable-Versionen ausführlichere Artikel über die Änderungen und neuen Features, ergänzt durch Bilder und Screenshots. Diese insbesondere für den darktable-Benutzer hilfreichen Beschreibungen finden sich als Original in englischer Sprache auf der Projekt-Homepage darktable.org.

Wichtiger Hinweis der Entwickler:

Um sicherzustellen, dass darktable weiterhin das Rohdatenformat für Ihre Kamera unterstützen kann, lesen Sie bitte diesen Beitrag darüber, wie/welche Rohdaten-Samples Sie beisteuern können, um sicherzustellen, dass wir das komplette Rohdaten-Sample-Set für Ihre Kamera unter CC0-Lizenz haben!

Hier folgt eine Übersetzung des Artikels in deutsche Sprache:

In anderen Sprachen: English, Español

Etwas mehr als 10 Jahre nach der Veröffentlichung von darktable 1.0 ist das darktable-Team stolz darauf, darktable 4.0 zu präsentieren!

Ein vollständiges Änderungsprotokoll ist in den Release Notes zu finden. Die neueste Version des Benutzerhandbuchs befindet sich hier. Derzeit sind Übersetzungen ins Ukrainische und Polnische verfügbar, und wir gehen davon aus, dass in den kommenden Monaten weitere Übersetzungen hinzukommen werden.

Farb- und Belichtungsabgleich

Sowohl im Belichtungs- als auch im Farbkalibrierungsmodul kann nun eine Zielfarbe für die Farbwähler definiert und gespeichert werden, die es erlaubt, ein beliebiges Quellobjekt im Bild mit einer beliebigen Zielfarbe abzugleichen. Diese Funktion kann z. B. verwendet werden, um einen Weißabgleich (Farbanpassung) mit nicht grauen Objekten bekannter Farbe durchzuführen oder um die Farbkonstanz eines Objekts über eine Reihe von Bildern hinweg sicherzustellen. In dem Modus “Referenz messen” kann der Benutzer eine Referenzfarbe im Bild auswählen und so die Ausgangsfarbe nach der aktuellen Belichtungseinstellung bzw. Farbkalibrierung aufzeichnen. Anschließend berechnet der “Ziel anpassen”-Modus die entsprechenden Belichtungs- und Farbkalibrierungseinstellungen, um die vom Farbwähler ausgewählte Farbe mit dem von der Farbmessprobe erfassten Ziel abzugleichen. Das Farbziel kann auch manuell durch direkte Eingabe der CIE Lab 1976 Farbkoordinaten definiert werden.

Diese Funktion wurde entwickelt, weil das Kopieren einer Bearbeitungshistorie über eine Reihe von Bildern, die unter den gleichen Bedingungen aufgenommen wurden, nicht unbedingt eine einheitliche Farbwiedergabe gewährleistet und immer noch eine manuelle Anpassung erforderlich ist, da die Beleuchtung noch leicht variieren kann. Ausgehend von einer einzigen Referenzbearbeitung wird sichergestellt, dass die Parameter korrekt auf den Rest der Serie übertragen werden. Allerdings reicht diese Farbanpassung nicht aus, um eine völlig ähnliche Farbwahrnehmung über alle Bilder hinweg zu gewährleisten, da die Wahrnehmung auch von der Helligkeitsverteilung im Bild abhängt: Eine Landschaft mit 1/3 hellem Himmel und 2/3 dunklem Boden wird keine ähnliche Farbwahrnehmung ergeben wie eine Landschaft mit umgekehrtem Verhältnis von Himmel und Boden, auch wenn die Farbabstufung dieselbe ist und ein Kolorimeter dieselben Werte anzeigt.

Farbglossar im Farbwähler-Werkzeug

Der globale Farbwähler wurde nun so erweitert, dass der Name der gewählten Farbe in der Tooltip-Box angezeigt wird, wenn man den Mauszeiger über die angezeigten Farbwerte bewegt. Diese Funktion wurde von mehreren farbbehinderten Fotografen gewünscht, um die Wahrnehmungsvalidität ihrer Bearbeitungen in Bezug auf Farben, die sie nicht auf die gleiche Weise sehen wie ein durchschnittlicher Betrachter, zu gewährleisten.

Das Farbvokabular enthält 76 Einträge: 15 Farbtöne × 5 Helligkeiten + Neutral (Grau). Es trennt nicht nach der Chroma-Achse, so dass alle Farben unabhängig von ihrer Farbintensität gleich eingestuft werden.

Zusätzlich enthält das Vokabular durchschnittliche Hautfarben für 3 Körperteile (Unterarm, Stirn und Wange) von 6 Ethnien (Chinesisch, Thailändisch, Kurdisch, Mexikanisch, Kaukasisch, Afro-Amerikanisch). Diese Werte stammen aus den zum Zeitpunkt der Programmierung verfügbaren akademischen Datenbanken für Kosmetologie und Dermatologie. Sie gelten nur für eine Lichtart D65 und für eine Belichtungseinstellung, die diffuses Weiß bei 92 % relativer Leuchtdichte verankert. Es ist zu beachten, dass der Hauttyp mit einer Wahrscheinlichkeit von 95 % zurückgeliefert wird und dass es eine erhebliche Überschneidung bei der Hautfarbe zwischen den Ethnien gibt, so dass dieses Tool sicherstellen soll, dass eine Quellfarbe mit einer durchschnittlichen menschlichen Haut ± 2 Standardabweichungen übereinstimmt, aber nicht auf die wahrscheinlichste Ethnie einer Person schließen lässt.

Filmic Version 6

Das Modul Filmic RGB befindet sich in seiner sechsten Überarbeitung, jetzt mit neuer Farbwissenschaft. Als Teil dieser Arbeit wurde die obligatorische Entsättigung (nahe an mittlerem Weiß und Schwarz) entfernt und durch eine echte Farbraumzuordnung zum Ausgabe- (oder Export-) Farbraum ersetzt. Dieses Farbraum-Mapping wird mit der ICC-“relativen Farbmetrik” durchgeführt, bei der der Chroma-Wert bei konstanter Helligkeit und konstantem Farbton auf den im Ausgabefarbraum maximal zulässigen Wert beschnitten wird. Dies ermöglicht gesättigtere Farben, was sich besonders bei blauem Himmel bemerkbar macht.

Für Benutzer, die immer noch den “entsättigten Lichter”-Look bevorzugen, wird die Variante ohne Chroma-Erhaltung (Verarbeitung unabhängiger RGB-Kanäle) dies ermöglichen, aber die V6 fügt eine Farbton-Fessel hinzu, die die traditionelle Farbtonverschiebung bei dieser Methode verhindert (bei der gesättigtes Blau zu Cyan und gesättigtes Rot zu Gelb degradiert).

Farben außerhalb des Farbraumes resultieren in der Regel aus Farben, deren Sättigung zu hoch für ihren Helligkeitswert ist und die daher weder digital in begrenzten ganzzahligen RGB-Räumen kodiert noch auf Ausgabemedien angezeigt werden können. Dieser Teil der Farbraumoptimierung ist der dritte und letzte in darktable, das nun über eine vollständig bereinigte Farbpipeline verfügt, von der Eingabe (Farbkalibrierung) über die Ausgabe (Filmic V6) bis hin zu künstlerischen Änderungen (Farbbalance RGB). Die Benutzer können nun ihre Bilder in aller Sicherheit farbkorrigieren, da sie wissen, dass ungültige Eingangsfarben in der Pipeline auf möglichst wenig destruktive Weise wiederhergestellt werden können und dass gültige Farben in der Pipeline nicht aus dem Farbraum herausgeschoben werden können.

Es ist zu beachten, dass Legacy-Module ( die anzeigebezogen arbeiten) nach Filmic in der Pipeline eingesetzt werden. Sie profitieren nicht von der Farbraumabbildung von Filmic und verlassen sich auf LittleCMS2 (falls aktiviert) in der letzten Exportphase, das den Farbraum nicht so abbildet, wie es sollte. Da Filmic V6 viel weniger entsättigt als V5 (nur wenn Farben aus dem Farbraum herausfallen würden) und standardmäßig den Farbraum beibehält, werden auch ungültige Farben (abgeschnittene magentafarbene Lichter, chromatische Aberrationen) beibehalten und weniger als zuvor kaschiert. Solche farbenfrohen Artefakte müssen vorher mit den entsprechenden Modulen richtig korrigiert werden.

Vorstellung des darktable Uniform Color Space 2022

Das Farbbalance-RGB-Modul verwendet einen Sättigungsalgorithmus, der entwickelt wurde, um eine Farbabstufung zu simulieren, wie sie traditionell von Malern vorgenommen wird, also dass satte bunte Farben zu hellen Pastelltönen und Pastelltöne zu reinen Primärfarben abgestuft werden. Das bedeutet, dass mit der Sättigungserhöhung eine gewisse Verdunkelung und mit der Entsättigung eine gewisse Aufhellung einhergehen muss. Dies steht im Gegensatz zu den meisten “Sättigungs”-Operatoren, die über Chroma bei konstanter Helligkeit wirken und gesättigte Farben zu einer scheinbar fluoreszierenden Version ihrer selbst abbauen können, was auf reflektierenden Objekten unschön aussieht.

Vor Erscheinen von darktable 4.0 wurde eine benutzerdefinierte Sättigungsmethode unter Verwendung des wahrnehmungsmäßig einheitlichen Farbraums von JzAzBz (2017) in Farbbalance RGB verwendet. Diese Methode erwies sich als zu inhomogen und verdunkelte zu stark im Verhältnis zur durchgeführten Sättigungserhöhung. Außerdem berücksichtigt der JzAzBz nicht den Helmholtz-Kohlrausch-Effekt, der Farben mit hohem Chromaanteil heller erscheinen lässt als ihr Äquivalent mit niedrigem Chromaanteil, selbst wenn ihre Helligkeit (oder Luminanz) konstant ist.

Ein 3-monatiges Forschungsprojekt hat zur Schaffung eines neuen, wahrnehmungsmäßig einheitlichen Farbraums geführt, der speziell für die Bedürfnisse des Farbbalance-RGB-Sättigungsalgorithmus entwickelt wurde. Dieser Farbraum ist der zweite “praktisch nutzbare” veröffentlichte Raum, der den Beitrag der Buntheit bei der Wahrnehmung von Helligkeit (Helmholtz-Kohlrausch-Effekt) berücksichtigt, und wurde an den experimentellen Munsell-Renotationsdatensatz von 1943 (40 Beobachter, 3 Millionen Beobachtungen) angepasst. Zur Quantifizierung des Helmholtz-Kohlrausch-Effekts wurden 4 verschiedene experimentelle Helligkeits-Chroma-Datensätze von 1963 bis 2013 verwendet, insgesamt 29 Beobachter für 154 Farbproben. Es dauerte 26 Stunden, bis ein Computer durch Optimierung von 23 Parametern die beste Anpassung gefunden hatte.

Obwohl dies aus Sicht der grafischen Benutzeroberfläche nichts ändert, sollte die Sättigungssteuerung leichter zu kontrollieren sein, gleichmäßiger über die Farbtöne hinweg sein und ein besseres Verhältnis zwischen Sättigung und Verdunkelung ergeben. Wie bei der vorherigen Methode wird auch hier verhindert, dass die Farben in Richtung fluoreszierend oder neonfarben abgebaut werden. Die bisherige JzAzBz-Variante ist im Modul weiterhin als Option verfügbar.

Dieser Wahrnehmungsraum ermöglicht schließlich eine genauere und rechnerisch effizientere Art und Weise, den Gamut des Arbeits-RGB-Raums auszudrücken, die es ermöglicht, Farben bei konstanter Helligkeit und konstantem Farbton gleichmäßig abzubilden, und die es den Nutzern ermöglicht, die Sättigung um große Beträge zu erhöhen, ohne die Folgen einer Gamut-Beschneidung (nicht gleichmäßige Farbtonverschiebungen) befürchten zu müssen.

Diese Forschung wurde ausschließlich durch die Crowdfunding-Quelle des Entwicklers ermöglicht. Der Quellcode (Python, C, OpenCL) des Raums wurde unter einer sehr freizügigen MIT-Lizenz veröffentlicht.

Geführte Laplace-Filter Spitzlichter-Rekonstruktion

Die Lichterrekonstruktion war der Schwachpunkt von darktable, was durch den szenenbezogenen Workflow und die Farberhaltung noch deutlicher wurde.

Die neue Methode der geführten Laplacian-Rekonstruktion im Modul Spitzlicht-Rekonstruktion ist ein Ableger des in darktable 3.8 eingeführten Moduls Diffusion / Schärfen. Es verwendet dasselbe iterative und Multiskalen-Wavelet-Schema, um gültige Details aus allen nicht beschnittenen RGB-Kanälen zu extrahieren, und verwendet diese gültigen Details, um die Rekonstruktion der beschnittenen Kanäle zu steuern. Das Modul überträgt dann Farbgradienten aus benachbarten gültigen Regionen, wobei es eine kantenbewusste Farbdiffusion verwendet, die das Ausbluten von Farbe durch Kanten begrenzt (so wird z. B. verhindert, dass grüne Blätter Farbe in die Rekonstruktion des beschnittenen blauen Himmels ausbluten). Das Verfahren hat den Vorteil, dass es nicht von einer wahrnehmungsabhängigen Farbdefinition abhängt und unabhängig vom Weißabgleich ist. Es führt zu glatten Rekonstruktionen, ist aber nur bei Scheinwerfern oder einfachen Formen in kleinen Bereichen effizient. Bei größeren beschnittenen Bereichen gelingt es möglicherweise nicht, die Magenta-Farbe vollständig zu entfernen, und bei komplexen Formen können seltsame Muster und Farbverläufe entstehen. In diesen Situationen ist die Spitzlicht-Rekonstruktion des Filmic-Moduls vorzuziehen oder als Ergänzung zu verwenden, da sie eine grundlegendere und robustere Methode zum Übermalen von Farbe bietet.

Eine zusätzliche Rauscheinstellung ermöglicht es außerdem, Poisson-Rauschen (die natürliche Art von Rauschen, die sich auf die Sammlung von Photonen auswirkt) in die rekonstruierten Glanzlichter einzufügen, um sie in verrauschte High-ISO-Bilder einzubinden, in denen glatte Farbverläufe sofort entfärbt werden würden.

Wie jede Rekonstruktionsmethode, die versucht, aus der Nachbarschaftsanalyse auf den beschädigten Inhalt zu schließen, ist sie mit Annahmen und Kompromissen verbunden. Der erste Nachteil ist der hohe Rechenaufwand, der nur mit einem Grafikprozessor in angemessener Zeit bewältigt werden kann. Die Berechnungszeit steigt mit dem Radius der Rekonstruktion. Die Standardeinstellungen gehen aus diesem Grund von recht kleinen Radien aus, was bedeutet, dass große verwaschene Bereiche nicht richtig rekonstruiert werden, bis diese Einstellungen manuell angepasst werden. Zweitens verwendet diese Methode keinen Wahrnehmungsrahmen, da sie vor der Erstellung von Farbprofilen oder der Kalibrierung und sogar vor dem Demosaicing arbeitet, so dass sie sich nicht auf eine Definition von Weiß stützen kann, die es ermöglichen würde, Lichter einfach zu entsättigen, um Magenta zu vermeiden. Aus diesem Grund funktionieren andere Methoden bei sehr großen Flächen besser, und die Filmic-Spitzlicht-Rekonstruktion kann erforderlich sein, um eine Entsättigung zu Weiß zu erzwingen. Da die beschädigten Teile des Bildes übermalt werden, führt diese Methode außerdem dazu, dass die Sonnenscheibe bei Sonnenuntergangsszenen mit dem Rest des Himmels verschmilzt, da sie eine glatte Rekonstruktion erzwingt. Möglicherweise ist eine Maskierung erforderlich, um die Sonne (oder den Mond) auszuschließen, damit sie nicht mit dem Himmel verschmilzt.

Schließlich ist die Methode nur für Bayer-Sensoren verfügbar und kann nicht direkt an X-Trans-Sensoren angepasst werden, da deren Muster nicht einheitlich ist.

Beschleunigungen und Optimierungen

Der Stresstest, dem die Pixelpipe durch ressourcenintensive Module wie “Diffusion und Schärfen” unterworfen wurde, hat Fehler und Unzulänglichkeiten in der Art und Weise aufgedeckt, wie der Speicher auf der GPU von OpenCL-Treibern gehandhabt wurde. Die Programmierung und Speicherzuweisung für GPUs wurde daher korrigiert und fast vollständig neu geschrieben. Die Kachelungsstrategien für X-Trans Demosaicing- und Retuschiermodule wurden korrigiert.

(Der Übersetzer verfügt derzeit nicht über eine geeignete Grafikkarte)

In den globalen Voreinstellungen wurden neue “benutzerfreundliche” Optimierungsstrategien für die GPU-Speicherverwendung hinzugefügt, die es dem Benutzer ermöglichen, die Speicherverwendung und/oder die Schreib-Lese-Zyklen zu minimieren, und die nun während der Laufzeit geändert werden können, ohne dass ein Neustart erforderlich ist. Die OpenCL-Optimierungen für Power-User (Kompilierungsflags und Speichergrößen) können nun für jedes OpenCL-Gerät unabhängig voneinander eingestellt werden. Weitere Informationen hierzu enthält der Abschnitt Speicher und Leistungsoptimierung im Benutzerhandbuch.

Die Wavelet-Zerlegungen, die bei der Lichter-Rekonstruktion von Filmic verwendet werden, und die geführte Laplacian-Lichter-Rekonstruktion wurden neu geschrieben, um die Leistung zu verbessern (15 bis 25 % schneller).

Darktable 4.2

Wie üblich befindet sich die nächste Version bereits in der Entwicklung. Hier sind ein paar Features, die dieses Jahr unter dem Weihnachtsbaum zu finden sein werden…

• Mit einem CYM-Kanalmischer können Benutzer Scans von beschädigten Drucken und Filmen digital restaurieren. Da Farbstoffe und Pigmente nicht gleich schnell altern, verschieben sich ihre Farben - meist in Richtung Rot. Das derzeitige Toolset von darktable, das sich auf einen additiven RGB-Farbraum stützt, funktioniert jedoch nicht gut mit subtraktiven CYM(K)-Medien, so dass ein geeignetes displaybezogenes CYM-Tool erforderlich ist.
• Ein neues Farb-Equalizer-Modul wird das bestehende Farbzonen-Modul ersetzen können. Es wird mit HDR-Signalen kompatibel sein und den neuen darktable Uniform Color Space 2022 verwenden, mit einer vereinfachten Benutzeroberfläche, integriertem Farbraum-Mapping gegen den Pipeline-RGB-Raum und einem Schutz gegen Chroma-Rauschen. Es ergänzt das RGB-Farbbalance-Modul für kleinere und feinere Farbkorrekturen wie die Ersetzung von Farben.

Schlusswort:

Soweit die Übersetzung des Artikels. Ich finde diese Arbeit sehr wertvoll für diejenigen, die darktable in einer älteren Version bereits einsetzen und sich einen schnellen Überblick verschaffen wollen, was die neue Version so alles bringt - deshalb hier die Übersetzung des Textes in deutsche Sprache.

Mögliches Problem beim Wechsel von Version 3.8(.1) zur Version 4.0

Wie hier beschrieben kann es beim Update zu folgender Problematik kommen:

Wer mit der Vorgänger-Version szenenbezogen und mit moderner chromatischer Adaption gearbeitet hat

kann beim Öffnen solcher Bilder in der Version 4.0 auf diese beiden Fehlerhinweise stoßen:

Abhilfe:

In einem Bild den Weißabgleich auf Kamera-Referenzpunkt einstellen:

Sodann auf den Leuchttisch wechseln, das eben bearbeitete Bild markieren und aus dem Verlaufsstapel den Weißabgleich selektiv kopieren (1).

Im nächsten Schritt alle in Frage kommenden Bilder markieren und dort den “reparierten” Weißableich selektiv einfügen (2).

Wer mit mehreren unterschiedlichen Kameramodellen arbeitet, der muß dies getrennt für die Bilder der unterschiedlichen Kameras durchführen, ich selektiere die Sammlung dazu wie folgt:

und führe dann für die angezeigten Bilder die obigen Schritte durch.

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