HDR фото и HDR панорама.

С развитием цифровых технологий появились и новые способы обработки изображений. Что раньше было невозможно реализовать в аналоговой фотографии, теперь стало реальностью благодаря современной технике и компьютерным программам, таким как Photoshop, corelpainshop. Речь идет о HDRфотографии (HDRэффект). High Dynamic Range Imaging (Высокий динамический диапазон изображения – англ. далее hdr) – общее наименование технологии для работы с фото и видео материалом, диапазон яркости которых, превышает стандартный. Итак как же получается и как сделать hdr фото.

Наиболее часто технология HDR применяется в обработке изображений. Светочувствительным материалом в фототехнике является пленка, а в современных цифровых аппаратах – матрица. Основной характеристикой светочувствительного элемента является динамический диапазон или фотографическая широта. Именно от него зависит правильность передачи яркости через объектив на пленку или матрицу.

Современные зеркальные камеры для сохранения фотографий используют формат jpg, а также формат RAWпредставляющий собой сырой “цифровой негатив” позволяющий сохранить изображения без потерь данных. Современные форматы изображений позволяют показать динамический диапазон примерно 1000 к 1. Такой уровень диапазона называют Low Dynamic Range – LDR (стандартный динамический диапазон). Но зачастую, снимаемые сцены имеют, куда больший динамический диапазон. Например, контровое освещение заката или контрастные снимки в полдень. Диапазон в таких сценах может достигать 1000000 к 1 и выше. И если человеческий глаз приспосабливается к таким перепадам яркостей, то матрица фотоаппарата не может сохранить весь объем данных полученных из объектива в 8-битный файл. Именно поэтому на фотографиях получаются чисто белые области там, где должно быть небо и наоборот темные участки в тенях. Использование технологии HDRпозволяет снять ограничение и использовать расширенный диапазон яркости.

В фотоделе диапазон яркости измеряют в единицах экспозиции (EV – ExposureValue), также называемых стопами.  1 стоп разницы равен 1 EV, то есть изменение апертуры или выдержки на 1 стоп меняет количество света, падающего на матрицу, в 2 раза. Изменение ISO (чувствительность элемента) также может измеряться в стопах. Диапазон яркости популярного фото-формата JPEG характеризуется 8-битным стандартом в цвете sRGB и имеет значение 11,7EV. На практике же, всего 8-9EV являются наиболее вероятным числом . В формате HDR динамический диапазон составляет 256EV. Это число так же не может быть эталоном. Реальный динамический диапазон в фотографии зависит от множества факторов, таких как: физический размер матрицы (не путать с пикселями), объектива, формата сохраняемого файла, уровня освещенности сцены.

Современный камеры, особенно с небольшими матрицами, не способны передать весь динамический диапазон. Увеличить его можно несколькими способами. Это может быть выбор другого ракурса и освещения. Использование дополнительных фильтров и искусственных источников света. Либо комбинирование изображений имеющих разный диапазон яркости в одну HDRфотографию. В результате сочетания таких фотографий получается одно изображение с увеличенным диапазоном яркости. В таких HDR фотографиях сохранены детали, как в светах, так и в тенях. Основной проблемой при использовании техники HDR – является сохранение конечного файла. Наиболее часто используемыми являются следующие форматы фалов: RAW, Open EXR, Radiance HDR, Microsoft HD Photo, Photoshop Document. Другой проблемой является невозможность просмотра таких изображений на мониторе или на бумаге. Для этого применяют tone mapping (тональное отображение). В процессе преобразования происходит изменение яркостей пикселей, при этом остается прежним (или даже увеличивается) оригинальный контраст, однако тени могут выглядеть неестественно светлыми, и на фотографии могут появиться артефакты в виде пятен шума и светлые участки на границе областей с разным уровнем яркости.

Проще говоря, HDR фотография сохраняется в формате LDR – стандартном 8-битном sRGB файле. При использовании данной технологии главное соблюдать баланс между яркостью, контрастностью и насыщенностью, и не слишком задирать контраст. Также нужно следить за уровнем шумов, хроматических аберраций и появлением артефактов на изображении. Существует мнение что правильный HDR должен быть не заметен.

Для получения HDR фотографии, существует множество программ. Начиная от фотошопа photomatixи заканчивая малоизвестными программами типа Image Stacker и FDRTools. Довольно популярна программа Photomatixпозволяющая компилировать HDR фотографию из нескольких снимков в одно LDR изображение. Правда изображение как правило получается слишком мультяшным и неестественным. Довольно популярным и самым естественным в плане отображения, является наложение слоев в photoshop. Используя маски, слои накладываются друг на друга образуя изображение с повышенным динамическим диапазоном. В последние время появилось множество программ для обработки изображений и получения эффекта HDRв частности. Существуют и онлайн сервисы. Что бы сделать HDR фото достаточно загрузить исходники на сервер.

Что касается фотосъемок таких HDR фотографий – тут все довольно просто. Основным  требованием является наличие штатива (подойдет даже дешевый не профессиональный) и фотокамеры позволяющей вести такую съемку. Т.к. hdr фотография собирается из нескольких снимков с разной экспозицией, важно правильно снять эти снимки, что бы разница в стопах между ними была одинаковой. Для фотосъемки наиболее часто используется т.н. экспо-вилка или брекетинг.  Когда при одном нажатии спуска затвора снимается серия кадров с заранее установленным интервалом по экспозиции. Штатив в данном случае обеспечивает отсутствие смещения кадров относительно друг друга, а также помогает избежать смаза изображения при длинных выдержках. Современные камеры позволяют снимать в режиме брекетинг 3 кадра (с шагом 1/3 стопа), а более продвинутые 7 кадров. Фотосъемка с использованием экспо-вилки и формата RAW позволяет в конечном счете получить изображение с большим диапазоном яркости, нежели при использовании JPG или одного файла RAW. Действительно можно увеличить диапазон, используя всего лишь один файл RAW(даже один файл JPG) но качество конечного изображения будет заметно ниже чем при использовании брекетинга. Такой способ увеличения диапазона называют псевдо HDR. RAW сырой формат изображения, негатив – сохраняет информации больше чем обычный jpg (16 бит против 8 бит) и позволяет до определенного предела вытягивать детали из теней и пересветов. Для получения качественного HDR изображения все же рекомендуется использовать брекетинг и съемку в формате RAW. Бывают случаи когда фотосъемка с брекетингом не целесообразна – движение машин, люди, сильный ветер, съемка с движущихся объектов. При фотосъемки с экспо-вилкой движущиеся объекты будут иметь разное положение на разных кадрах. Это чревато ошибками в сборке и появлением т.н. призраков (полупрозрачные объекты). В таких случаях повысить динамический диапазон фотографии можно используя один RAW файл и полученные из него кадры с разным уровнем экспозиции.  

Как и в обычной фотографии, так и в панорамах широко применяется технология HDR. Панорамы выполненные по технологии HDR(с увеличенным диапазоном яркости) позволяют показать детали в проблемных участках, да и просто сами по себе выглядят более привлекательно. Технология получения примерно такая же как и в случае с обычной фотографией, только здесь на каждый стандартный кадр панорамы приходится 2 (4 или 6) дополнительных кадров с разным уровнем освещенности. Допустим, при съемке панорамы с использованием брекетинга в 3 кадра и 4 кадров в ряд мы получим (3x4) 12 кадров (4 кадра панорамных и по 2 дополнительных на каждый кадр). Далее панорамные кадры склеиваются, а дополнительные кадры накладываются на основные. Происходит смешение (blending) – светлые, темные и средние участки с разных кадров сохраняются в одно изображение.

Основной сложностью съемок HDR панорамы, является динамика. Помимо проявления нестыковок в соседних кадрах панорамы, могут проявляться артефакты, призраки (полупрозрачные объекты). Любое движение – деревья, люди, машины, механизмы – чреваты возникновением ошибок при сборке панорамы. Поэтому HDR применяется в основном в интерьерных панорамах, где изменение сцены за короткий промежуток времени отсутствует либо минимально. HDRпанорамы - более затратное решение, в плане времени на проведении съемок и обработку, чем обычная панорама.

 
© 2010 www.apeskov.ru 

Комментарии: