HDR простое объяснение

Как снять сцену с очень большим диапазоном яркости? Оказывается несложно, технология называется HDR, верней HDRI (High Dynamic Range Imaging)  — что на русском языке означает, что-то вроде, «Высокий Динамический Диапазон Изображений». Что это значит в фотографической практике? Представьте яркий солнечный день, глубокие и резкие тени, нужно снять ландшафт, но выходят либо черные тени, либо «пересветы» в светлых областях снимка — как не меняй экспозицию лучше не получается… Другой случай: помещение, освещено из ярких окон, можно, конечно, снять как есть: выбитые белые пятна на окнах, такие же, но, возможно, желтые пятна вместо светильников… некоторые так и делают, а мы, лучше, обсудим как сделать правильно.

Почему так происходит? Потому, что, к сожалению, физические свойства матриц современных фотокамер не позволяют запечатлеть одновременно пятна на поверхности Луны и парочку влюбленных на скамейке — либо одно, либо другое, иначе не хватает динамического диапазона. Со временем, появятся новые матрицы с гораздо более широкими возможностями, но всегда можно будет найти сцену, с диапазоном яркости за пределом возможности новой матрицы. Одним словом, диалектика…

Я не стану предлагать «самую лучшую программу» и поэтапную инструкцию «как сделать», цель другая: объяснить принципы.

Гистограмма яркости

Гистограмма — это графическая форма представления информации, которая очень помогает работать с изображением. В простейшем случае она имеет две оси координат: по горизонтальной оси отмечены значения яркости от минимального (черного) до максимального (белого), по вертикальной оси — количество пикселей. Я сейчас говорю о гистограмме, изображающей характеристики яркости изображения, бывают и другие, но сейчас это неважно. Гистограмма — очень важна для фотографа, т.к. без нее обрабатывать изображения пришлось бы «вслепую».

Для примера, гистограмма яркости кадра с правильно выставленной экспозицией, без «темных зон» и пересветов.

Форма графика сразу показывает фотографу качество изображения, если количество пикселей, имеющих максимальное и минимальное значение яркости значительно, значит, соответственно имеют, место «пересветы» и «черные пятна» — области, не содержащие деталей.

Ниже пример изображения с «пересветами», обратите внимание на график в правой части, той, которая показывает светлые участки изображения. Видно, что количество пикселей, имеющих максимальную яркость велико и нетрудно определить, глядя на изображение, где находится «пересвеченная» область.

Еще раз хочу обратить внимание на первую иллюстрацию: график гистограммы несколько смещен в область «светлых» значений яркости, следовательно используется не весь диапазон яркости. Иногда, это может быть обусловлено содержанием изображения, например: светлая морская поверхность поверхность в солнечный день, светлые облака и темная лодка, занимающая 3% поверхности изображения, понятно, что в этом случае, график гистограммы будет смещен в правую часть оси координат вполне оправдано.

Всегда стоит обращать внимание на форму и положение гистограммы в системе координат, изучая изображение до начала обработки. И в нашем случае, коррекция уровня яркости, делает изображение более естественным, а гистограмма слегка сдвинулась в область теней (изображение справа).

К сожалению, редактирование гистограммы яркости не всегда приводит к положительным результатам… чаще, лишь изменяет характер недостатков изображения. Поэтому, движемся дальше.

Проблема состоит в том, что цифровая матрица не в состоянии зафиксировать информацию о яркости за пределами своего динамического диапазона: можно установить экспозицию с учетом ярких областей картины, но тогда будут потеряны делали в тенях, либо зафиксировать экспозицию по теням — и получить «пересветы». Как решить проблему? Первое что приходит в голову: сделать два варианта с разной плотностью и совместить их в одном изображении, кажется просто. Обсудим сначала как получить кадры, совершенно идентичные по компоновке, но разные по плотности.

Брекетинг — автоматическая серийная съемка

Брекетинг — это режим автоматической серийной съемки, при котором каждый кадр снимается с изменением какого-либо параметра, обычно это выдержка (брекетинг экспозиции) или брекетинг баланса белого цвета. В данной статье нас будет интересовать только брекетинг экспозиции.

Почему технология называется «брекетинг экспозиции», а на практике изменяется одна выдержка? Изменение диафрагмы влечет за собой изменение ГРИП (Глубины Резко Изображаемого Пространства), в дальнейшем совместить такие кадры очень сложно.

Съемка с брекетингом всегда производится со штатива, иначе, впоследствии совместить кадры будет невозможно. Желательно, чтобы композиция не включала движущихся объектов, иначе потребуется дополнительная обработка. А если съемка производится на длинных выдержках, то движение нужно совсем исключить. Режим брекетинга есть во всех профессиональных камерах и в большинстве любительских, обычно есть возможность снять 2,3,5 или 7 кадров в серии, смещение в экспозиции обычно можно установить в диапазоне от 0.5 до 3.0 e.v. (экспозиционных единиц). Больше 7 кадров в одной серии снимать не стоит, т.к. с одной стороны, 5-7 кадров покрывают очень большой диапазон яркости, с другой — совместить в процессе обработки большее количество кадров очень сложно. На примере слева, снимок, сделанный ночью, требовалось детально показать ночное освещение. Использовался брекетинг из 5 кадров, объектив CANON TS-E 24 mm f/3.5 L, из 10 первичных файлов в формате RAW, после HDR, были получены 2 кадра вертикальной ориентации, которые были сшиты в специальной программе.

Важный момент, при съемке серии, автофокус должен быть отключен, иначе вы рискуете получить кадры, которые невозможно будет совместить при создании HDR.

HDR — начинаем колдовать

Попробуем получить исходные кадры для HDR. Поставили камеру на штатив, установили количество кадров в серии (пусть будет 5), определили величину смещения экспозиции, установили экспозицию «нормального» кадра, отключили автофокус, установили фокус вручную и сняли 5 кадров. Очень удобно пользоваться режимом Live View, который имеется практически на всех современных зеркальных камерах.

Еще одно замечание, для интерьерной и архитектурной съемки больше подходят камеры с полноформатными датчиками изображения, т.к. «кроп», используя лишь центральную часть изображения, которое формирует объектив, естественно, уменьшает реальный угол зрения, который именно для этих жанров очень важен.

Итак, получено 5 снимков разной плотности. На гистограммах видно, что 4 кадра обеспечивают проработку деталей во всем диапазоне, а пятый кадр лишний, т.к., практически, не несет в себе полезной информации. С одной стороны, это говорит о том, что неверно подобрано смещение экспозиции для брекетинга, с другой стороны, ничего страшного не произошло: камера не может сделать автоматически 4 кадра, а 3 кадров явно бы не хватило. Поэтому используем 4 кадра, пятый просто удаляем.

Каков результат? Должен признаться, я сжульничал, самый первый первый кадр в данной статье и есть результат HDR-обработки данных четырех кадров… было бы сложно получить такой динамический диапазон без использования HDR…

Существует множество легенд о том, что можно получить приличное HDR-изображение из одного кадра нажатием одной кнопки… Есть несколько версий…

Можно ли HDR изображение получить из одного файла формата RAW

Если в файле отсутствует необходимая информация, ее невозможно воспроизвести. Действительно, файлы формата RAW содержат больше информации чем любые другие форматы и есть программы, которые могут получить из такого файла, условно говоря, три слоя с различной экспозицией. Левый кадр из приведенных выше создан из RAW специальной программой, правый — обычный HDR, собранный из четырех файлов RAW с помощью той же программы. Мне кажется различие очевидно.

Для получения качественного изображения с помощью технологии HDR, нет альтернативы съемке нескольких кадров с разной экспозицией, с этим лучше смириться.

Можно ли HDR изображение получить нажатием одной кнопки

В принципе, во многих программах можно создать HDR в «автоматическом» режиме, я попробовал несколько вариантов, в процессе написания этой статьи, результат меня не удовлетворил: низкий контраст, неверные цвета, очень неаппетитное изображение. Можно конечно подправить его в том же Фотошопе, но на мой взгляд, проще сразу создавать файлы с использованием пресетов и последующей тонкой коррекцией.

Мой вывод: стабильно получать качественные изображения одним нажатием кнопки нельзя, т.е. кнопку нажать можно, но потом потребуется кропотливая работа для доведения изображение до нужной кондиции.

Например, в программе Photoshop, кроме встроенного механизма создания HDR изображения, существуют альтернативные последовательности операций, приводящих к аналогичным результатам. Еще есть масса плагинов, созданных другими разработчиками, которые используя различные возможности того же Photoshop, предлагают получить результат нажатием одной кнопки. Для очистки совести, я провел тесты для некоторых программ, результат получил именно тот, которого ожидал, если не волнует качество, зачем вообще затевать работу со сложной технологией.

Подобный подход, наверное, рассчитан на ту же аудиторию, которая верит в возможность мгновенного обогащения без всякого труда и риска…

И последнее, что хотелось бы сказать… Какой программой для создания HDR вы пользуетесь, не имеет значение, если результат достойный. Очень важно, чтобы специфические особенности изображения, полученного  с помощью HDR, не были заметны и изображение выглядело бы естественно.

 

Последние статьи

Первая камера. Что и где купить

Первая камера. Что и где купить


В этой статье я расскажу как, с моей точки зрения, правильно подойти к выбору. Первая камера для начинающего фотографа это одновременно инструмент и обучающий комплекс, правильный выбор определяется минимумом затрат при разумном наборе технических возможностей достаточных для всего периода обучения. В дальнейшем роль камеры становится несколько меньше, так как, снимает не камера, а фотограф, но это будет потом. И, конечно, техническое совершенство, эргономика и гибкость системы всегда остаются важным факторов в работе.
Вы не найдете в тексте скрытой рекламы, так я последовательный противник «института лояльных пользователей». Я уверен, что производитель должен бороться за каждого покупателя. А мы, потребители, должны ставить под сомнение и проверять любые «революционные прорывы» корпораций, изложенные в рекламе, на предмет их реальной пользы. Поэтому, все дальнейшие рассуждения, советы и рекомендации, представленные в этом тексте, будут обоснованы только целесообразностью и здравым смыслом.
Ко мне часто обращаются с просьбой помочь в процессе приобретения первой камеры. В случае, если это малознакомые люди, я стараюсь помочь, излагая основные принципы и подходы, сейчас, во время эпидемии COVID19, появилась возможность описать общий подход к этому ответственному шагу.

Практическая фотосъемка. Реферат учебного курса.

Практическая фотосъемка. Часть 5. Некоторые особенности…


Разные виды съемки предполагают использование различных технических приемов и оборудования. При большом разнообразии жанров, детально рассматриваются портретный, предметный и панорамный виды съемки. Выбранные виды имеют ярко выраженную специфику и требуют специального оборудования, которое в других жанрах применяется редко. Рассматривать фотосъемку без практики бессмысленно, поэтому в реферате тезисно изложена информация, касающаяся только основных принципов съемки, это позволит оценить содержание практических занятий.

Практическая фотосъемка. Реферат учебного курса.

Практическая фотосъемка. Часть 4. Объективы и аксессуары


Байонет, кроме механизма присоединения объектива к корпусу камеры, включает в себя электрические проводники для управления электронной диафрагмой и автофокусом. В дополнение, для совместимости ранее выпущенными объективами, некоторые байонеты поддерживают и механические связи. Довольно часто возникает потребность использовать объектив одной системы на камерах другой, обсудим в каких случаях это возможно. Рассмотрим новую характеристику, которая называется рабочий отрезок.

Практическая фотосъемка. Реферат учебного курса.

Практическая фотосъемка. Часть 3. Использование света.


Работа со светом, настолько фундаментальная область в фотографии, что в рамках курса «Практическая фотосъемка» рассмотрим только самые базовые понятия и закономерности. Основной акцент сделан на практических упражнениях.

После изучения этого раздела, отпадет множество «канонических» заблуждений, витающих вокруг фотографии. Эти суеверия берут начало в фотофорумах, где общаются те, кто не читает книг, не создает фотографий, они проповедуют то, чему их не смогли научить на школьных уроках физики. Иными словами, внимательно прочитав материал этого раздела, вы сможете сохранить время и деньги…

Практическая фотосъемка. Реферат учебного курса.

Практическая фотосъемка. Часть 2. Фотосъемка


Тема этого раздела прежняя: экспозиция, но теперь она будет рассмотрена с точки зрения процесса фотосъемки, а значит, будут обсуждаться режимы экспозамера и воздействие света. Отдельно рассмотрим вопросы баланса белого цвета, фокусировки. Поговорим  о режимах работы автофокуса. Обсудим специфические моменты разных видов съемки от панорамной до макро.

Практическая фотосъемка. Реферат учебного курса.

Практическая фотосъемка. Часть 1. Введение. Экспозиция


Фотография должна гармонично передать идею автора. После завершения курса, вы будете понимать, как получить технически качественное изображение, как можно изменить его характер в нужную сторону. А самое главное, анализируя собственные фотографии, вы сможете понять ошибки, чтобы в дальнейшем избегать их.