Milan Knížek | fotografie, linux

Na úvod bych snad chtěl jen podotknout, že žádný open-source program nedosahuje kvalit (z pohledu možností, ovládání, work-flow, atd.) komerčních aplikací jako např. Adobe PhotoShop, iView, Capture One, Noise Ninja. To je celkem logický stav, nicméně ne každý potřebuje „top class“ a navíc i přesto lze s mírně nižším pohodlím linux či unix plně používat pro zpracování fotografií na celkem vysoké kvalitativní úrovni.

Z pohledu fotografa považuji za nejdůležitější podporu vyšší barevné bitové hloubky (16bit pro každý kanál) a správu barev.

Níže je ucelený souhrn programů, které používám pro různé části pracovního postupu při zpracování fotografií.

Nejprve trochu úkrok stranou  – celý pracovní postup je podřízen následujícím zásadám:

• Raw soubory zůstávají nedotčené;
• Soubory (snímky) obsahují v názvu datum a čas pořízení, dle lokální časové zóny (nutno nastavit ve fotoaparátu);
• Archiv fotografií je primárně tvořen hierarchií složek souborového systému:

  /2008-09/
     novy_zeland/
        raw/
           20080927-155520.cr2
           20080927-155913.cr2
        20080927-155520.jpg
        20080927-155913.jpg

• Metadata (popisky, klíčová slova) se ukládají přímo do JPEG souborů;

Transfer snímků na pevný disk

Obvykle používám USB mass storage čtečku – rozhraní fotoaparátu bývají pomalejší. Soubory (ať už raw či JPEG) nakopíruji do příslušné složky (2008-09/novy_zeland).

Pro RAW soubory spustím skript, který se postará o přejmenování souboru dle data a času pořízení, vytvoření samostatného JPEG snímku a přemístěním raw souborů do samostané složky.

JPEG soubory přejmenovávám přímo v MaPiVi (Smart Rename) nebo digiKamu, nicméně šel by modifikovat i níže uvedený skript. Doufám, že časem bude digiKam umět extrahovat vložený JPEG náhled z CR2, pak by již byl skript zbytečný.

Tento skript funguje pro Canon EOS 5D Mark II (tento model vždy ukládá dva JPEG náhledy přímo do CR2 souboru, z nichž ten druhý má dostatečné rozlišení pro další práci). U jiných raw formátů zřejmě bude nutné skript modifikovat a pokud by raw soubor neobsahoval vhodný JPEG náhled, pak použít třeba ufraw-batch.

#!/bin/bash
# Copyright 2009 Milan Knizek, http://www.milan-knizek.net/
# Free for use, modification and redistribution
#
# Renames files according to yyymmdd-hhmmss pattern based on exif
# Extracts JPG thumbnail embedded in RAW file
# Rotate JPG based on Exif Orientation Flag and clear the flag
#
# Depends on:
#    exiv2
#    basename
#    jhead
#    jpegtran
# Tested with Canon EOS 5D Mark II

rawext="CR2"
subdir="raw"

# Set which thumbnail should be extracted
ind=2 # EOS 5D Mark II uses 1st one for a small, 2nd one for big JPEG
suffix="-preview" # exiv2 uses this suffix for extracted thumbnails

echo "Type extension of RAW files (${rawext} is default, case insensitive) [?]"
read in
if [ "x${in}" != "x" ]; then
 rawext=${in}
fi

# Create subdirectory for RAW files
if [ ! -d "./${subdir}" ]; then
 mkdir "./${subdir}"
fi

# Make all filenames have lower case characters
rename 'y/A-Z/a-z/' *.${rawext}
rawext=`echo ${rawext} | tr '[:upper:]' '[:lower:]'`

# Rename RAW files to date&time per EXIF. If the file exists,
# exiv2 automaticaly creates a name with appendix _1|2|3 etc.
exiv2 -t -F rename *.${rawext}
rename 's/_/-/g' *.${rawext}

# Extract Nth thumbnail
exiv2 extract -ep${ind} *.${rawext}

# Remove the extra suffices to have the same basename as RAW file
rename "s/${suffix}${ind}//" *.jpg

# Copy metadata
exiv2 insert -S.${rawext} *.jpg

# Remove GPS tag since may cause segfault with GPSCorrelate
# Bug http://bugs.debian.org/cgi-bin/bugreport.cgi?bug=487873
exiv2 -M"del Exif.Image.GPSTag" -M"del Exif.GPSInfo.GPSVersionID" *.jpg

# Autorotate JPEGs and update EXIF correspondingly
jhead -autorot *.jpg

# In case of a series of the same base name and [-1|-2|...|-n] suffix,
# add a starting -0 suffix to the first file to make the sequence complete.
for i in *.${rawext}; do
  basenamecurrent=`basename ${i} .${rawext}`
  basenametmp=`echo ${basenamecurrent} | sed "s/-1\'/-0/"`
  if [ ${basenamecurrent} != ${basenametmp} ]; then
    basenamezero=`echo $basenametmp | sed "s/-0\'//"`
    rename "s/${basenamezero}/${basenametmp}/" ${basenamezero}.${raw} ${basenamezero}.jpg
  fi
done

# Move all RAW files to ${subdir} directory
mv -t ${subdir} *.${rawext}

Metadata

Způsob ukládání metadat (čili popisných dat o snímcích) je strategické rozhodnutí. Vždy preferuji ukládání všech důležitých metadat přímo do souboru se snímkem, nikoliv pouze do samostatné databáze. Z důvodu přenositelnosti to znamená používat pro metadata buď JPEG či PNG. (Podpora zápisu do raw souborů je neúplná a konvertovat proprietární raw do DNG od Adobe nepovažuji za rozumnou variantu.)

Horší je to s interoperabilitou (tj. možností spolupracovat mezi různými aplikacemi), problémy činí především různý způsob zápisu nadřazených a podřazených klíčových slov. digiKam nabízí podporu pro některé MS Windows aplikace, nemaje tento operační systém, toto nevyužiji. Nicméně při možné budoucí změně by neměl být problém provést konverzi pomocího vlastního skriptu (s exiv2 či exiftool).

Formáty pro ukládání metadat jsou následující:

• EXIF s víceméně statickými údaji (z fotoaparátu) a možností uživatelského komentáře;
• IPTC s normovanou strukturou údajů (název, popis, klíčová slova, autorská práva, lokace, atd.);
• XMP s volnou strukturou, kterou vytváří každá aplikace dle svých potřeb.

Dnes je jednoznačně preferováno XMP – text je kódován dle UTF-8, není omezen předem danou strukturou. Nevýhodou je, že každý program vytváří vlastní strukturu.

V současné době používám paralelně tři aplikace:

• MaPiVi pro editaci IPTC štítků ohledně fotografované lokality (stát, region, město, lokalita). Údaje vkládám zásadně bez diakritiky, názvy států jsou anglicky dle ISO, zbytek místní názvy nebo jejich anglická transkripce. Též lze podle IPTC vyhledávat;
• digiKam pro ostatní údaje (hiearchická struktura klíčových slov, popisky v různých jazycích, geotagging). Údaje ukládá do XMP a nabízí základní synchronizaci s EXIF, IPTC, Dublin Core XMP, Adobe Lightroom XMP, atd.

Jediným důvodem pro používání MaPiVi je jeho úžasná funkčnost při práci s IPTC metadaty – hromadné zpracování vybraných fotografií, „chytrá“ aktualizace existujících informací. Podporuje pouze JPEG.

digiKam se zaměřuje především na práci se klíčovými slovy (štítky) a popisky – pomocí drag&drop lze velmi jednoduše přesouvat štítky v hiearchické struktuře i přiřazovat snímkům. IPTC lze sice též editovat, ale jen snímek po snímku… Navíc v IPTC nelze vyhledávat

V digiKamu používám následující strukturu (preferuji angličtinu):

category/
  různá obecná slova (animal, house, car, tree, ...)
family/
  jména lidí
friends/
  jména lidí
pets/
  jména zvířecích miláčků
event/
  název události (Wedding day of Marry Ann)
presentation/
  www - určeno pro publikaci na webu
  family - určeno pro prezentaci v rodinném kruhu
  short - krátký výběr pro netrpělivé diváky
  long - spousty obrázků pro ty ostatní
photo-style/
  portrait
  landscape
  close-up
  ...
various/
  co se jinam nevešlo

Klíčová slova „vrcholové“ úrovně nepřiřazuji žádným fotografiím. Pod vrcholovou úrovní vytvářím další strukturu dle potřeby.

Od verze 1.0.0 podporuje digiKam jazykové varianty pro komentáře. Toho využívám k dalšímu členění informací. Jazyková varianta „x-default“ je pro popisek z pohledu katalogizace fotografie (tj. veškeré popisné detaily, opět v angličtině), zatímco jazyk „af-ZA“ používám pro popisek v češtině, který může být publikován na internetu.

Skript uvedený v části Prezentace (níže) se postará o smazání ostatních metadat u fotografií určených pro internet.

Editace

Největší úskalí je opakovaná ztrátová komprese JPEG snímků při ukládání po editaci a ztráta či poškození metadat editorem.

• MaPiVi umožňuje uložení EXIF a IPTC (záloha a obnovení do stejného souboru, kopírování mezi soubory), v případě XMP je to bohužel slabší. Kromě toho podporuje základní bezztrátové funkce – ořez, rotace;
• digiKam používá vlastní editor Showfoto a zachovává všechna metadata;
• UFRaw je program pro konverzi raw souborů, podporuje i použití na příkazové řádce a ukládání parametrů konverze pro každý raw  do speciálního ID souboru.
• GIMP je netřeba představovat, počítejte s tím, že ve verzi 2.6 stále nepodporuje více jak 8 bitovou barevnou hloubku na kanál ani editaci v barvovém prostor CMYK či LAB;
• CinePaint je linuxovou klasikou pro vážnější fotografy, bohužel je to více méně „one man show“ a jeho vývoj tím dosti trpí. Přesto je pro některé aplikace stále nenahraditelný (16 i 32 bitová hloubka, tvorba i editace HDR, převody do CMYK a jeho tisk, editace v LAB, zobrazení barvového prostoru pomocí rozšíření ICC Examin);
• Krita by měla umět téměř totéž co CinePaint, ale jako spousta KDE programů má nevýhodu nízké stability a značné pomalosti.
• ImageMagick je suita programů pro příkazovou řádku pro práci s bitmapovými obrázky. Nenahraditelná věc pro skriptování a hromadné operace.
• Exiv2 je knihovna  a program pro příkazový řádek pro práci s metadaty. Opět vhodné pro skriptování.

Tisk

V linuxu zajišťuje tisk obvykle tiskový server CUPS (ten bývá součástí instalace většiny distribucí) a ovladače pro Epson a Canon tiskárny nabízí Gutenprint. Z pohledu podpory jsou na tom velmi dobře i tiskárny HP.

Gutenprint podporuje 8 i 16 bitovou barevnou hloubku na kanál, tisk v RGB i CMYK režimu. Bohužel trochu pokulhává v možnostech kalibrace tiskárny (ink limits, křivka) – ovlivnit tyto paramtry sice lze, ale bez znalosti výchozích hodnot a navázání na změřené hodnoty kalibrační sondou to není úplně ono…

Tisknout fotografie lze libovolným programem (pak obvykle konverzi pro tiskárnu zařídí tiskový server) nebo některé grafické editory (GIMP, CinePaint) přímo obsahují tiskové rozšíření s možností individuálního nastavení tiskového ovladače (tj. vytvoření virtuálních tiskáren). Tiskový server v takovém případě již konverzi neprovádí a data pouze přeposílá přímo na tiskárnu.

Doporučuji k vyzkoušení PhotoPrint, což je aplikace pro tisk se správou barev a možností nastavení rozložení na stránce – tiskový dialog je přímo Gutenprint, tj. shodný s GIMPem či CinePaintem. Tisknout samozřejmě můžete i z editorů, tam ale budete muset obrázek před tiskem ručně konvertovat do barvového prostoru tiskárny. PhotoPrint toto učiní automaticky (digiKam taktéž, ale bez softproof a možnosti snadného umístění na stránce).

Pozn.: Trochu otravné je, že tisková nastavení vytvořená a uložená v GIMPu nelze přímo použít v CinePaintu či PhotoPrintu – je nutno je vytvořit samostatně. V CUPSu lze též vytvářet „virtuální“ tiskárny k téže fyzické (tzv. instance) s různými nastaveními, při tisku přímo přes Gutenprint tiskový dialog jsou ovšem k ničemu.

Prezentace na WWW

Pro publikaci na internetu odstraňuji většinu metadat – kvůli ochraně soukromí (popisky obsahují i údaje, které považuji za soukromé).

Skript provede pár základních operací: zmenší obrázek na 800×600 bodů, zkonvertuje jej do sRGB prostoru, odstraní všechna metadata kromě expozičních údajů, popisu (v digiKamu jej ukládám pod jazykovým kódem „af_AZ“) a vybraných klíčových slov (ve struktuře digiKamu jsou to category/, photo-style/, various/), a přidá malé logo s copyrightem.

Skript je pravděpodobně velmi neefektivní, ale lepší zatím nezvládnu:

#!/bin/bash
# Licence: free for unlimited use, modification and distribution
# Copyright 2009 Milan Knizek, http://www.milan-knizek.net/

# Script for modification of images for web publishing
# Metadata:
#   Exif.Image.Artist
#   Exif.Image.Copyright
#   Exif.Image.Model
#   Exif.Photo ... exposure data as per camera
#   Xmp.dc.description ... only lang="af-ZA" converted to "cs_CZ"
#   Xmp.digiKam.TagsList ... only category/, photo-style/, various/ hierarchies
#
# Resolution:
#   800x600 for any given orientation.
#
# Copyright logo:
#   Fill in visible copyright text to bottom right "(c) 2009 Milan Knizek"

# Few definitions
## Which year, font and text for logo?
year="" # If not set, then it is taken from Exif.Image.DateTime or file time stamp.
font="/usr/share/fonts/truetype/msttcorefonts/Arial_Bold.ttf"

## Which tags can be published? (Apart from keywords and comments.)
tags1="Exif.Photo.ExifVersion Exif.Photo.FocalLength \
 Exif.Image.Model Exif.Photo.ExposureTime Exif.Photo.FNumber Exif.Photo.ISOSpeedRatings \
 Exif.Photo.DateTimeOriginal Exif.Photo.DateTime Exif.Photo.ExposureBiasValue \
 Exif.Photo.MeteringMode Exif.GPSInfo. \
 Iptc.Application2.Copyright Iptc.Application2.Byline"

## What is the required output resolution and JPEG quality?
size="800x600"
quality="87"

# Let's go!
inputlist="${@}"

if [ "${inputlist}x" == "x" ]; then
 echo "Program usage: ${0} image1.jpg | image2.jpg | ..."
 exit 1
fi

# Here is the main part, which is called for each input file
MainS()
{

input="${1}"

if [ ! -f "${input}" ]; then
 echo "File \"${input}\" does not exist! Skipping..."
 echo "Note that the image file names cannot include spaces!"
 return 1
fi

echo "Processing image \"${input}\"..."

# Make sure the temporary files are not laying out there...
rm -rf "${input}".tmp*

# Autorotate JPEGs and update EXIF correspondigly
jhead -autorot "${input}"

# Export metadata to a temporary file
exiv2 -PIXEykv "${input}" >  "${input}.tmp"

# Create copyright logo
if [ "${year}x" == "x" ]; then
 year=`cat "${input}.tmp" | grep -a "Exif.Image.DateTime" | \
 sed -e 's/.*Ascii      //' -e 's/\:.*//'`
fi

if [ "${year}x" == "x" ]; then
 year=`stat -c %y ${input} | sed 's/-.*//'
fi

label="Copyright © ${year} Milan Knížek"
logo="logo-${year}.png"

if [ ! -f ${logo} ] ; then
 convert -background LightGrey -fill Black -font "${font}" \
 -pointsize 14 -antialias label:"${label}" "${logo}".a.png
 convert "${logo}".a.png \
 \( +clone  -threshold -1 \
 -draw 'fill black polygon 0,0 0,2 2,0 fill white circle 2,2 2,0' \
 \( +clone -flip \) -compose Multiply -composite \
 \( +clone -flop \) -compose Multiply -composite \
 \) +matte -compose CopyOpacity -composite "${logo}".b.png
 convert "${logo}".b.png -bordercolor "rgba(0,0,0,0)"  -border 5  "${logo}"
fi

# Prepare a file with metadata for publishing
## EXIF and IPTC
for i in ${tags1}; do # tags must not be quoted!!
 cat "${input}.tmp" | grep -a "${i}" | sed 's/^/set /' >> "${input}.tmp.sel1"
done

## XMP caption: Strip all but af-ZA lang variant
cat "${input}.tmp" | grep -a Xmp.dc.description | \
 sed -e 's/Xmp.dc.description                           LangAlt    //' \
 -e 's/.*lang=\"af-ZA\" //' \
 -e 's/, lang=\".*//' \
 -e 's/^/set Xmp.dc.description                           LangAlt    lang="cs-CZ" /' > "${input}.tmp.sel2"

## XMP keywords: Strip all but category, photo-style, various
### Replace spaces in keyword names with XxXxX
cat "${input}.tmp" | grep -a Xmp.digiKam.TagsList | \
 sed -e 's/Xmp.digiKam.TagsList                         XmpSeq     //' \
 -e 's/ /XxXxX/g' \
 -e 's/,XxXxX/ /g' > "${input}.tmp.sel3a"

### Replace top level keyword and split by each sublevel
for i in `cat "${input}.tmp.sel3a"` ; do
 echo $i | grep category\/ | sed -e 's/^category\///' -e 's/\//\n/g' >> "${input}.tmp.sel3b"
 echo $i | grep photo-style\/ | sed -e 's/^photo-style\///' -e 's/\//\n/g' >> "${input}.tmp.sel3b"
 echo $i | grep various\/ | sed -e 's/^various\///' -e 's/\//\n/g' >> "${input}.tmp.sel3b"
done

### Get rid of redundant tags and create exiv2 M commands
cat "${input}.tmp.sel3b" | sort --unique | \
 sed -e 's/XxXxX/ /g' \
 -e 's/^/set Xmp.dc.subject     XmpBag     /' >> "${input}.tmp.sel3"

## Merge the exiv2 M commands together
cat "${input}.tmp.sel1" "${input}.tmp.sel2" "${input}.tmp.sel3" > "${input}.tmp.sel"

# Resize, convert to sRGB, add copyright
icc="/usr/share/color/icc/sRGB.icm" # target profile

mogrify -size ${size} -resize ${size} -intent Perceptual -profile "${icc}" -strip "${input}"
composite -gravity southeast -dissolve 45% "${logo}" "${input}" -interlace Plane "${input}"

# Restore selected metadata
exiv2 -m "${input}.tmp.sel" mo "${1}"

# Clean the temporary files
rm -rf "${input}".tmp* "${logo}"*

return 0

}

for i in ${inputlist}; do
 MainS ${i}
done

exit 0

Archivace

„Zálohování je zbytečné jen do doby, kdy přijdete o data.“

Žádné komplikované záležitosti, snímky udržuji na několika datových nosičích (k synchronizaci používám rsync):

• 750 GB hardisk v počítači – kompletní archiv, pracovní verze;
• záložní harddisk v trezorové skříni – kopie pracovního harddisku cca každé tři měsíce;
• záložní harddisk v jiné budově.

Ideální by byla archivace i na jiný než magnetický typ média, ale blue-ray mechaniku zatím nemám a ani neplánuji.

Kromě toho „archivuji“ i na svých webových stránkách.

Specializované programy

• hugin je grafické uživatelské rozhraní k řadě programů pro tvorbu panoramat, rovnání svislic, atd. Podporuje 16b RGB:
  • autopano-SIFT vytváří automaticky kontrolní body (určují překrývající se místa sousedních snímků). Pokud máte uložen profil objektivu v ini souboru, je často lepší nastavit kontrolní body ručně (2 – 3 pro každý pár snímků). Autopano-SIFT podporuje pouze 8bit RGB snímky;
  • fulla – program umožňující opravit optické vady objektivu (zkreslení, vinětaci, chromatickou vadu);
  • Panorama Tools je projekt založený na práci Helmuta Dersche, nyní poskytuje především knihovnu libpano12 a následnickou libpano13, která slouží k nastavení parametrů snímků před jejich spojováním v panorama;
  • nona – program pro úpravu vstupních snímků do pozice v budoucím panorama (+ případná změna geometrického zobrazení). (Obdoba PTSticher z PanoTools.) Nona může snímky i přímo spojit, je však lépe použít enblend;
  • enblend umožnuje kvalitní („bezešvé“) prolínání jednotlivých snímků – snímky již musí mít svoji pozici v budoucím panorama – viz nona. V nové verzi obsahuje program enfuse, čili exposure fusion – prolínání expozic (tj. alternativu k HDR a algoritmům mapování tónů na LDR);
• PanoTools::Script obsahuje erect2cubic  (download aktuální verze: svn co https://svn.sourceforge.net/svnroot/panotools/trunk/Panotools-Script) pro konverzi 360° panorama z equirectangulární projekce do kubické (výstupem je šest snímků použitelných pro skript jpeg2qtvr).
• jpeg2qtvr je skript na konverzi šesti snímků tvořících kubické panorama do QTVR formátu MOV.
• freePV je prohlížeč kubického panorama (QTVR) ve formátu MOV (Apple QuickTime).
• Balík PFStools obsahuje několik programů pro příkazovou žádku pro práci s HDR snímky (vytvoření HDR snímků z běžného LDR snímku, manipulace, zobrazení, konverze do různých formátů). Na pfstools navazuje sada programů pro tone-mapping (sofistikovaná konverze HDR snímku na LDR snímky) zvaná pfstmo.
• HDR from bracketed exposures je plugin CinePaintu pro vytváření HDR snímků z expozičních variant LDR snímků.
• LPROF je ICC profiler čili program pro vytváření ICC profilů pro správu barev.
• Argyll CMS je obdoba projektu LPROF, obsahuje kromě jiné utilitu dispwin, která umožňuje kalibraci více monitorů připojených k X Window v linuxu.
• PhotoRes/TestDisk – PhotoRes obnovuje smazané soubory z disků či paměťových karet. Pokud byl poškozen souborový systém, o obnovu se můžete pokusit s programem TestDisk.