Cómo derechear el histograma sin alterar el color

Hace unas semanas publicaba un artículo denominado “El derecheo del histograma y la reproducción del color” donde alertaba de los problemas de reproducción del color motivados de la corrección de exposición durante el procesado de la imagen.

Sin embargo poco tiempo después Guillermo Luijk a través de foro Micro4Tercios nos alertaba de que el concepto del cual yo estaba abordando en mi artículo, esta motivado por el trabajo con imágenes corregidas en gamma y no debería se un fenómeno intrínseco al procesado raw, sino que esta motivado por que la mayoría de herramientas más populares de revelado no procesan imágenes lineales sino corregidas en gamma.

Es decir, si un sensor tiene un comportamiento lineal, tras multiplicar nuestra imagen por un factor previo a la corrección de gamma, el resultado será una imagen equivalente a si fuese más o menos expuesta, sin que observemos “giros de matiz” ni alteraciones en la dimensión cromática de nuestra imagen.

Desafortunadamente no podemos abordar dicho proceso con Adobe Photoshop (que es lo que usa la mayoría), porque no puede manejar imágenes ni procesos estrictamente lineales. Así que en el momento que introducimos una corrección de gamma en una imagen, esta ya no tiene un comportamiento lineal, por lo que cualquier ajuste sobre la imagen no se aplica de forma lineal a lo largo de la gama tonal por lo cual desvirtúa el color.

De igual forma no podemos realizar este tipo de ajustes sobre una imagen que este descrita en un espacio de color particular, ya que estaría perceptivamente corregida, y cualquier cambio se realiza en función de los parámetros perceptivos de dicho espacio de color, por ejemplo CIE Lab

Guillermo ya ha publicado y desarrollado extensamente dicho concepto en su web bajo el título La Exposición altera el color?, sin embargo a mi me a parecido divertido aportar mi propia visión de la solución:

¿Como hacemos un derecho del histograma sin perjudicar el color?

Para ello vamos a usar dos herramientas bien conocidas DCRAW e ImageMagick.

DCRAW nos permite crear imágenes estrictamente lineales y descontextualizadas de cualquier espacio de color:

dcraw -T -4 -o 0 DSC6252.NEF

A continuación imageMagick nos permite computar cada canal por un factor. Haciendo pruebas con el parámetro “-evaluate multiply”, un factor 2 equivale a exponer la imagen +1EV y un factor de 4 equivale a +2EV. Por el contrario el parámetro “-evaluate divide” nos permite subexponer lo equivalente a -1EV o -2EV usando los respectivos factores.

De esta forma para “sobrexponer” digitalmente, usamos:

convert DSC6252.tiff -channel R -evaluate multiply 4 \
   -channel G -evaluate multiply 4 \
   -channel B -evaluate multiply 4 DSC6252-4.tiff

Y si queremos “subexponer” usaremos:

convert DSC6252.tiff -channel R -evaluate divide 4 \
   -channel G -evaluate divide 4 \
   -channel B -evaluate divide 4 DSC6252-4.tiff

Finalmente para poder evaluar la imagen en términos perceptivos debemos aplicar un ajuste de gamma:

convert DSC6252-4.tiff gamma 2.2 DSC6252-4-2.2.tiff 

En este punto ya tenemos una imagen corregida en gamma que podemos evaluar desde nuestras percepción.

Como podemos ver, ya a simple vista la imagen resultante de nuestro flujo de trabajo, denominada "Gamma 2.2" es aparentemente idéntica a su referencia tomada con 1EV de diferencia. Pero veamos mejor los resultados en números....

Resultados

Tras partir de tres imágenes con una diferencia de +1EV y +2EV concluidos, a la vista de los análisis colorimétricos que son prácticamente iguales:

Como vemos para dos imágenes con una diferencia de explosión de 1EV alcanzamos un error delta-e máximo de 0.55 y para 2EV de 0.89, y de forma similar al error delta, el error de H (matiz) es prácticamente despreciable.

Conclusiones

Como vemos y de forma contraria a lo que afirmaba en mi otro artículo, SÍ es posible derechear, o realizar cualquier otro ajuste de exposición durante el procesado, sin perjuicio a la reproducción del color, solamente que debemos usar herramientas alternativas, aplicando las variaciones de intensidad en modo lineal para aplicar los cambios de forma uniforme a lo largo de toda la gama tonal y no tras un ajuste de gamma que hará que un ajuste de intensidad no se aplique por igual a lo largo de toda la gama tonal y acaba por desvirtuar la dimensión cromática de nuestra escena.

Sin embargo esta técnica es un tanto limitada ya que al estar trabajando directamente sobre archivos Tiff los problemas de ruido, pueden aparecer con facilidad, al por ejemplo intensificar la señal. Sin embargo me parece una técnica muy interesante a tener en cuenta si necesitamos hacer "ajustes de exposición" durante el procesado, tras habernos equivocado con la exposición de una serie de imágenes por ejemplo, con el fin de preservar la información colorimétrica.