colore digitale blog

Il blog di Mauro Boscarol sulla gestione digitale del colore dal 1997

Nella serie Nozioni base di fotografia digitale

Metadati EXIF

La Japan Electronic Industry Development Association (JEIDA) ha compilato le specifiche per i metadati di una immagine digitale scattata mediante una fotocamera digitale. Le specifiche si chiamano Exif e sono supportate dai formati JPEG (non da JPEG 2000), TIFF Rev. 6 e RIFF WAVE audio file oltre che dalla gran parte dei formati Raw.


Lo standard Exif

Tutti i fotografi sanno che Exif sono quelle informazioni (come la data, tempo di esposizione, lunghezza focale e molte altre) che vengono inserite come metadati (cioè dati che si riferiscono ad altri dati, quelli dell’immagine) in uno scatto fotografico.

Questi dati sono molto importanti, e anche le più semplici tra le operazioni delle fotocamere non sarebbero fattibili senza le informazioni Exif. Una applicazione può decidere, per esempio, di ruotare l’immagine oppure di mantenere, durante il trasferimento dalla fotocamera al computer la data di scatto separata dalla data di trasferimento. Un software di visualizzazione può leggere l’informazione sul bilanciamento del bianco e operare le regolazioni appropriate.

Exif, tuttavia, non consiste solo di informazioni aggiunte all’immagine scattata, ma è un sistema più complesso di quanto normalmente si pensi. Vediamo come stanno le cose.


Breve storia di Exif e DCF

Exif, come dice il nome (Exchangeable Image File Format), è un formato grafico progettato per le fotocamere digitali (DSC, digital still camera) dalla Japan Electronics and Information Technology Industries Association.

Il formato Exif è nato nel 1995 per standardizzare i precedenti sistemi di informazione e per facilitare l’interscambio dei dati. Prima del 1995 c’erano i formati JPEG e TIFF che costituiscono ancora oggi la struttura di base per la memorizzazione e compressione dei dati raster. Infatti Exif si basa sui formati JPEG e TIFF ai quali aggiunge i metadati.

Nel 1999 è stato pubblicato un secondo standard, il DCF (Design Rule for Camera File Systems). Si tratta del file system cioè del metodo per memorizzare e organizzare i file Exif sui supporti di registrazione, in modo che siano leggibili da computer e periferiche (fotocamere, stampanti, dischi) diverse. Oggi questo file system viene usato praticamente da tutte le fotocamere digitali.

Altri esempi di file system sono quelli usati su Mac OS X (HFS+), Windows NT (NTFS), e sui CD e DVD (UTF).

Dal 1999 Exif e DCF viaggiano in coppia. Dopo l’uscita di DCF, Exif è stato aggiornato alla versione 2.2 all’inizio del 2002. Questa versione è nota anche come ExifPrint. All’uscita di DCF 2, Exif è stato aggiornato alla versione 2.2.1 alla fine del 2003. L’ultima versione è la 2.3 di aprile 2010.

VERSIONE DATA
Exif 1.0 ottobre 1995
Exif 1.1 maggio 1997
Exif 2.0 novembre 1997
Exif 2.1 giugno 1998
DCF 1 gennaio 1999
Exif 2.2 (aka ExifPrint) febbraio 2002
DCF 2 settembre 2003
Exif 2.2.1 settembre 2003
Exif 2.3 aprile 2010


Scrittura dei tag Exif

I metadati EXIF si suddividono in tre gruppi:

  • metadati che riguardano la fotocamera;
  • metadati che riguardano l’immagine;
  • altri metadati.

La registrazione di informazioni specifiche che riguardano la fotocamera comprendono marca, modello, numero di serie, disposizione dei filtri, tipo di sensore, apertura massima, versione del software e molto altro.

Ecco un breve estratto:

Make                            : NIKON CORPORATION
Camera Model Name               : NIKON D100
Software                        : Ver.2.00
Bits Per Sample                 : 12
CFA Pattern                     : [Blue,Green][Green,Red]
Compression                     : Nikon NEF Compressed

Le informazioni specifiche dell’immagine scattata riguardano per esempio la data di scatto, tempo, otturatore, uso del flash, lunghezza focale e possono comprendere anche una immagine di preview o thumbnail di 160 x 120 pixel.

Ecco un breve estratto:

Image Width                     : 3034
Image Height                    : 2024
Exposure Time                   : 1/60
F Number                        : 5.6
Exposure Program                : Program AE
Create Date                     : 2004:10:17 11:03:36
Exposure Compensation           : 0
Metering Mode                   : Multi-segment
Flash                           : Fired, Return detected
Focal Length                    : 24.0 mm

Exif consente inoltre ai produttori di memorizzare informazioni proprietarie (che non seguono lo standard Exif) in speciali campi detti maker notes. Molti produttori inseriscono in questi campi informazioni sulle impostazioni della fotocamera, modalità di flash ed esposizione, o dati di dettaglio sullo scatto, anche in maniere criptata.

I tag Exif possono essere scritti non solo dalle fotocamere digitali ma, per esempio, anche dagli scanner e da qualsiasi applicazione sia in grado di farlo.


Lettura dei tag Exif

La versione 7 del 2002 è la prima versione di Photoshop nella quale si possono leggere alcuni tag Exif, direttamente in Photoshop o nel File Browser.

In Photoshop CS2 (9) le informazioni Exif si possono vedere in File > Info file nei pannelli Dati fotocamera 1 e 2 e Avanzate > Proprietà Exif (sono un po’ da interpretare).

In Bridge, si possono vedere nel tab Metadati, Dati fotocamera (Exif). Qui ci sono i dati un po’ interpretati. Vedi per esempio MeteringMode.

In Mac OS X alcune di queste informazioni possono essere viste direttamente dal Finder (File > Get Info > More Info). Su Windows si può fare clic destro e scegliere Proprietà e poi Summary.

Ci sono anche numerose utilities che leggono i dati Exif. La più nota e completa è ExifTool.

Su Mac OS X si installa l’applicazione (c’è già un package pronto), quindi si apre il Terminale (sta nelle Utilities) si scrive exiftool, uno spazio, e il path della immagine Raw che si vuole esaminare (o meglio si trascina l’icona del file nella finestra del Terminale), per esempio

exiftool fotografie/DSC0233.NEF

L’utilità elencherà decine e decine di tag Exif contenuti nel file Raw. Gran parte di questi tag (come per esempio il tag Color Space) vengono utilizzati solo per l’elaborazione interna di una immagine e non giocano alcun ruolo nel caso di dati Raw elaborati esternamente.

Anche Exif Viewer è molto comodo perché funziona direttamente da una pagina web.

 

Spazio colore in Exif

La versione 2.0 di Exif ha introdotto un particolare tag chiamato “color space” che indica lo spazio colore associato all’immagine salvata dalla fotocamera.

Questo tag può avere solo due valori: sRGB oppure Uncalibrated (che significa non sRGB), cioè il tag può solo dire se l’immagine è in sRGB o non lo è. Non c’è modo per esempio di indicare che l’immagine è in Adobe RGB.

Tecnicamente il tag ColorSpace occupa 16 bit e i due valori consentiti sono 1 (che indica sRGB) e #FFFF (esadecimale, che indica Uncalibrated).

Dalla versione 2.21 di Exif (e versione 2 di DCF) è stato introdotto il nuovo tag InterOperability Index e così le indicazioni possibili sono tre (non solo due): sRGB, Adobe RGB oppure Uncalibrated (cioè qualcosa di diverso dai primi due spazi). Tutto questo è stato realizzato mediante un meccanismo di tag (vedi qui sotto), che è complesso ma comunque funziona, e la fotocamera comunica, mediante le informazioni Exif, lo spazio colore corretto (se è sRGB o Adobe RGB).

In breve:

  • Se InterOperability Index = R03 lo spazio è Adobe RGB. Finito.
  • Se InterOperability Index = R98, allora
    • se ColorSpace = sRGB lo spazio è sRGB. Finito.
    • altrimenti lo spazio non è né Adobe RGB né sRGB (Uncalibrated). Finito.

In dettaglio:

Per decidere lo spazio colore, Exif 2.21 agisce come segue:

  1. Viene letto il tag InterOperability Index. Questo tag può avere solo due valori: R98 oppure R03.
  2. Se il valore è R98, viene letto il tag ColorSpace, che può avere solo due valori: sRGB o Uncalibrated. Nel primo caso si dichiara che l’immagine è nello spazio sRGB, nel secondo che non lo è. Ogni altro tag riguardante il colore (cioè quelli elencati qui sotto) viene ignorato.
  3. Se invece il valore è R03, il tag ColorSpace può avere solo il valore Uncalibrated (per specifica). In tal caso si controllano i tag relativi al colore, che sono i seguenti e dai quali si ricostruisce lo spazio colore:
    • WhitePoint
    • PrimaryChromaticities
    • YCbCr coefficients
    • ReferenceBlackWhite
    • Gamma (se non c’è, Transfer Function)
  4. Tuttavia questi tag, per specifica, sono fissi sulle caratteristiche di Adobe RGB, cioè sui seguenti valori e quindi di fatto, indicano questo spazio colore.
    • WP = 0.313 0.329
    • PC = (0.64 .33) (0.21 .71) (0.15 .06)
    • G = 2.2

 

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Mauro Boscarol

30/10/2010 alle 19:31

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