Магистр ДонНТУ Нестеренко Дмитрий Сергеевич

Нестеренко Дмитрий Сергеевич

Факультет: Вычислительной техники и информатики
Специальность: Программное обеспечение автоматизированных систем


HDR

HDR - одно из слов-нововведений, связанных с цифровой эрой в фотографии, определяется как "изображение с широким динамическим диапазоном" (High Dynamic Range image/photo) и связано с особенностями фотографии и фотопечати. Основывается данный феномен на том, что человеческий глаз видит гораздо больше оттенков, чем способно вывести любое современное печатное устройство или монитор [1].

Что такое динамический диапазон?

Представьте себе полутемную комнату и солнечный день за окном. Глазами мы отлично видим и все предметы в комнате, и пейзаж за окном - деревья, небо, дома напротив… Но если сфотографировать комнату и окно в этой комнате, то мы получим два варианта: либо хорошо проработанные детали в комнате и очень засвеченное окно (белый квадрат), либо черную комнату с силуэтами предметов и красивый город за окном. Другой пример - пейзаж. Выбеленное небо и проработанный ландшафт или проработанное небо и темный, недосвеченный пейзаж. Это - ограничения динамического диапазона светочувствительного материала (например, матрицы). Динамический диапазон - это диапазон между темными тонами, которые, начиная с какого-то тона, на снимке уже превращаются в черное, и светлыми тонами, которые превращаются в белое. Динамический диапазон глаза шире, чем подавляющее большинство фотоматериалов [2].

У сканеров, мониторов, принтеров, печатных машин и у фотобумаги тоже есть свой динамический диапазон, и обычно он ниже, чем динамический диапазон фотоматериала в фотоаппарате (даже цифровой матрицы).

Здесь следует сделать оговорку: современные фотоаппараты весьма хороши, да и фотохудожникам никогда ни засвеченное небо не мешало, ни потеря деталей в тенях. Однако же новое время приносит новые требования и запросы: хочется поймать двух зайцев: тени детально проработать и проследить, чтобы облака вокруг солнца не засветились [1].

Данную тему для индивидуального задания я выбрал по нескольким причинам. Во-первых, я не равнодушен к фотоискусству. Во-вторых, HDR-технология является достаточно простой и в тоже время очень эффективной, что позволяет привлечь внимание наблюдателя и задержать его именно на Вашем снимке. В-третьих, фотографии с широким динамическим диапазоном во многих случаях выглядят гораздо естественнее. К тому же, HDR-технологию используют в новейших игровых разработках. Надеюсь, данная статья поможет новичкам разобраться в сути этой технологии.

Подготовка к работе - делаем фотографии

Поскольку для формирования HDR - изображения с проработанными и светами и тенями нам нужен очень большой диапазон яркостей, получить нормальный исходный материал за один раз не получится. В этом случае поможет автоматический брекетинг (AEB):


Автоматический брекетинг это режим работы камеры, когда она делает три снимка: нормально проэкспонированный, переэкспонированный и недоэкспонированный. В настройке автоматического брекетинга нужно указать диапазон брекетига в две ступени (или сколько вам нужно).

Например, для камеры Canon PowerShot G3/G5/G6, пункт меню посвященный автоматическому брекетингу выглядит так:


В нем нужно указать диапазон +/- две ступени.

Если же в Вашем фотоаппарате нет такой функции, не расстраивайтесь - выход есть. Сделайте три снимка, установив камеру на штатив, стараясь не сдвинуть ее. Для каждого снимка вручную изменяйте уровень экспозиции (практически все фотоаппараты позволяют это сделать. А вот как именно, Вы узнаете, прочитав инструкцию). К сожалению, используя данный способ, Вам не удастся сделать HDR-изображения движущихся и меняющихся объектов. Если у Вашей камеры нет функции автоматического брекетинга, надеюсь, Вас хоть немного успокоит тот факт, что у автора аналогичная проблема. Поэтому в ближайшее время планирую купить зеркальный аппарат, хотя бы любительского уровня.

Процесс компоновки

Существует несколько программ для получения HDR файлов. Рассмотрим этот процесс подробно только для Photoshop, как наиболее популярное приложение для обработки изображений.

Начиная с Photoshop CS2, программа имеет встроенные инструменты для получения HDR файлов.

  1. Не открывая никаких файлов откройте пункт меню: File -> Automate -> Merge to HDR...
  2. Укажите имеющиеся LDR файлы.
  3. Если съемка велась с брекетингом экспозиции и с рук, то лучше поставить галочку «Attempt to Automatically Align Source Images». Так как руки - это не штатив, и во время съемки немного двигаются, то даже быстро снятые подряд кадры будут немного различаться. В этом случае Photoshop это учтет.
  4. Нажмите OK.
  5. Photoshop выдаст промежуточный результат.
  6. Как и ожидалось, динамический диапазон полученного HDR изображения превышает динамический диапазон монитора, поэтому кадр выглядит сильно пересвеченным. Для того, чтобы посмотреть все тона HDR изображения, можно подвигать ползунок точки белого. Этот ползунок применяется только для предпросмотра изображения, на конечный результат он не влияет. Для того, чтобы в конечном HDR файле сохранилась вся информация о полутонах, значение Bit Depth необходимо оставить «32 Bit/Channel».
  7. Нажмите OK.
  8. Photoshop выдаст конечный результат - HDR изображение, до сих пор не помещающееся в динамический диапазон монитора.
  9. Теперь изображению необходима компрессия. Image -> Mode -> 16 Bits/Channel...
  10. Photoshop выдаст окно «HDR Conversion», где можно выбрать несколько методов тональной компрессии. Поиграв с ползунками и тональной кривой, нажмите ОК. В этом окне можно также сохранить или загрузить ранее сохраненные настройки тональной компрессии.
  11. Photoshop выдаст 16-битное изображение, которое теперь можно обрабатывать обычными методами.

Итак, Вы наконец получили HDR-изображение. Возможно будет "первый блин комом", но уверен, поняв принцип получения исходных снимков и более детально поработав с настройками в Photoshop, Вы сможете достичь желаемого качества.

По-моему мнению, все трудности, возникающие при получении HDR-изображений, целиком окупятся, когда Вы увидите результат. Некоторые примеры HDR-изображений представлены ниже.

Примеры






















Все авторские права на фотографии принадлежат их законным правообладателям.

Ссылки

  1. Статья о HDR на сайте «Простые фокусы». Сайт - http://focused.ru/articles/hdr/
  2. Медведев А. «Расширение динамического диапазона (HDR)» на блоге «Фото Кайф». Сайт - http://fotokaif.com/software/72
  3. Гумеров И., Гумерова Н. «Технология High Dynamic Range Image (HDRI) для фотографа». Сайт - http://ildar-gumerov.newmail.ru/hdri.htm