Одним из самых интересных и полезных приёмов обработки изображений является расширение динамического диапазона. Эту технику принято называть HDR (High Dynamic Range). Не смотря на все достоинства данной техники, её очень часто критикуют. Вся критика проливается на HDR фотографию по нескольким причинам. Чаще всего - это неправильное использование данной техники, чрезмерное усиление деталей и насыщенности. Также, иногда людям просто не нравится творческий подход, использованный в реализации снимка и они списывают своё недовольство на технику в целом, а ведь HDR может быть разным. Порой динамический диапазон расширяется вполне естественно и ненавязчиво. Тогда не каждый заметит, что фотография состоит из нескольких снимков, сделанных с различной экспозицией.
Рассмотрим несколько обвинений, звучащих в адрес HDR.
Чаще всего люди недовольны тем, что HDR не реалистично выглядит. Поисковая выдача по запросу “HDR” пестрит снимками, от которых рябит в газах. Всё дело в том, что горе-фотографы выкручивают все настройки на максимум и фотография начинает передвать детали и цвета, которых быть в ней не должно. Всё дело в отсутствии меры и эстетического вкуса у тех, кто создаёт такие работы.
Если динамический диапазон расширен грамотно, если соблюдается баланс между детализацией, контрастом и естественным цветом, то такой снимок будет выглядеть очень приятно и гармонично.
Дело в том, что человеческий глаз видит в гораздо большем динамическом диапазоне, чем матрица фотоаппарата. Расширение динамического диапазона в фотографии прежде всего нужно для доведения снимков до того вида, как мы бы видели картину вживую.
Некоторые чрезмерно предвзятые фотографы говорят, что обработка снимков в технике HDR искажает истинный вид фотографии. На самом деле такие споры возникают на границе стилей. Фотожурналисты не смогут заниматься такой обработкой в силу специфики съёмки. Им и не нужно это. Вся суть их работы в передаче информации. Если же вы увлекаетесь пейзажной или архитектурной съёмкой, то HDR поможет подчеркнуть красоту снимка. Он увеличит количество деталей, заметных невооружённым глазом и покажет, насколько прекрасен и многообразен мир вокруг.
HDR начал зарождаться ещё в эпоху плёночных фотографий. При проявке кадров можно было передержать или недодержать некоторые участки и тем самым увеличить динамический диапазон. Также использование градиентного или поляризационного фильтра также служит для расширения динамического диапазона. Только это делается не на программном, а на аппаратном уровне. Но, почему-то, никто не говорит, что использование данных приёмов является жульничеством с естественностью фотографии.
Сейчас HDR становится всё более распространённым благодаря различным программам для мобильных устройств. Его также встраивают во многие фотокамеры. Но есть люди не обладающие девайсами с данным функционалом, которые стараются каждый свой снимок обработать в технике HDR. Они считают, что такие фотографии смотрятся более сочно, эффектно и интересно. На самом деле не следует постоянно применять данный эффект. Лишь кадры, имеющие глубокие провалы в тенях или сильные пересветы, фотографии с красочными текстурами требуют незначительного расширения динамического диапазона. В таких случаях кадр станет более информативным и приятным. Если применять эффект HDR постоянно и без чувства меры, то ничего хорошего из этого не получится.
Существуют отдельные сообщества противников HDR. Люди формулируют множество противоречивых мнений, однако поиск по запросу HDR говорит о том, что гораздо больше людей его любят. Самое интересно то, что если расширение динамического диапазона проведено качественно, то его никто не заметит. Снимок будет смотреться вполне естественно и не будет выделяться среди других фотографий.
Из-за того, что нужно создавать несколько кадров с различной экспозицией, штатив существенно облегчит работу, однако, можно смело делать фотографии с рук. Главное не сходить с места между снимками. Лёгкое перемещение камеры компенсируется автовыравниванием в графических редакторах. Эта процедура выполняется очень быстро и точно, поэтому нет особой необходимости в штативе. Брекетинг экспозиции позволит делать кадры быстро и с минимальной погрешностью.
Чаще всего пресеты фоторедактора являются отправной точкой для редактирования вручную. Если с одним снимком они будут хорошо выглядеть, это не значит, что все сцены будут в нём получаться так же. Пресет обычно используется для внесения основных параметров, соответствующих определённому стилю обработки, но затем большинство настроек подкручиваются вручную для придания оптимального вида.
Стандартный пресет очень часто просто портит снимок и его нужно доводить до нормального вида. Могут появляться артефакты и чрезмерно тёмные или светлые области. Контраст может быть излишним. Это и придётся поправлять руками. К каждой фотографии нужно подходить индивидуально, а пресеты могут стать хорошими помощниками, но на них не следует полностью полагаться.
Многие фотолюбители предпочитаю создавать HDR нажатием одной волшебной кнопки в специальных плагинах или специализированных программах, таких как Photomatix. Чтобы понять различие между автоматическим созданием и ручной настройкой HDR, нужно взглянуть на реальный пример.
Из-за контрового света передний план оказался очень тёмным и чтобы вернуть ему детализацию придётся использовать метод обработки HDR. Автоматическое создание привело к появлению посредственной картинки со множеством недочётов. Только поработав вручную с кривыми, контрастом, цветами и резкостью можно получить действительно качественный результат.
В умелых руках техника обработки HDR позволяет создавать потрясающие изображения, которые вполне реалистично выглядят и лишены многих недостатков, связанных с провалами в тенях или пересветами в ярких участках. Не нужно предвзято относиться к технике в целом. Если вам не нравится конкретный снимок, то претензии могут быть адресованы только к тому, кто проводил обработку.
Стремление производителей смартфонов сделать свою продукцию более привлекательной для покупателей привело к тому, что сейчас довольно трудно найти устройство, в котором бы отсутствовала встроенная цифровая камера. Десятки мегапикселей, сложные алгоритмы обработки изображения, автоматическая настройка диапазона… Казалось бы, достаточно выбрать желаемый кадр и нажать кнопку, а все остальное сделает автоматика.
К сожалению, это верно лишь отчасти. Так, например, попытка съемки здания на фоне яркого синего неба приведет к общему чрезмерному затемнению, так как за точку отсчета в этом случае выбирается наиболее яркий элемент, относительно которого выставляются остальные параметры. Если же вмешаться в работу алгоритмов и вручную указать экспозицию, то в результате может получиться здание с приемлемой яркостью на снимке, однако белым пятном вместо неба. Для преодоления этого служит особый режим HDR, реализованный практически в каждом современном цифровом фотоаппарате, включая модели в смартфонах. Научившись с ним работать, можно быть уверенным, что качество снимков будет идеальным. Данная аббревиатура расшифровывается как расширение динамического диапазона. Таким образом, на вопрос: « в камере телефона?» можно ответить так: «Это особая функция обработки кадров, призванная улучшить снимки путем комбинирования одного итогового из нескольких промежуточных». В целом достаточно интересная возможность, с которой каждый владелец современного смартфона просто обязан ознакомиться.
На самом деле принцип работы данного режима довольно прост. HDR-съемка предполагает, что камера за единицу времени делает не один, а сразу несколько кадров, при этом в фокусируясь на предметах с разным уровнем освещенности.
Затем центральный процессор выбирает снимки с усредненными значениями и объединяет их в один, который и предлагается пользователю. Благодаря применению этого нехитрого способа можно забыть о слишком ярких и недостаточно светлых объектах на одном кадре - все находится в балансе. Так как данное решение полностью программное, то для его использования достаточно всего лишь установить приложение, обладающее подобным режимом съемки. Отметим, что далеко не все камеры, предустановленные в базовых прошивках смартфонов, обладают этой возможностью.
В то же время важно понимать, что режим HDR все-таки не является панацеей. Даже задействовав его, владелец не становится профессиональным фотографом. Главная проблема заключается в следующем: поскольку конечный снимок формируется из нескольких промежуточных, то сам аппарат и объекты в кадре должны быть неподвижны.
В противном случае может возникнуть неприятный HDR-эффект, при котором на снимке все выглядит размыто, двоится и пр. При работе с этим режимом рекомендуется использовать штатив.
Следующая особенность, которую следует учитывать, заключается в том, что в некоторых случаях получение снимка с усредненной яркостью неуместно. Например, силуэты в полумраке, по замыслу фотографа, должны остаться такими же неопределенными тенями, а не людьми в серых плащах. HDR-съемка не позволяет реализовать такое.
И, наконец, яркость и контрастность снимков, выполненных в таком режиме, в целом оказываются немного ниже, чем на фотографиях, сделанных обычным способом. Иногда это оказывается весьма критично.
В рамках статьи бесполезно пытаться описывать все существующие программы для смартфонов, в которых реализован режим съемки с расширенным диапазоном, так как их количество исчисляется десятками.
Укажем лишь некоторые. Одна из наиболее известных программ данной группы - это HDR Pro Camera. Несмотря на то что выпуск новых версий прекращен (последняя - 2.35), отзывы об этом приложении самые лестные. Дополнительным плюсом является гарантированная работоспособность даже на устаревшем «Андроид 2.2», что для некоторых может оказаться решающим фактором. После запуска у пользователя есть возможность выбрать автоматический или ручной режим. Во втором случае можно при помощи бегунков на экране предварительно отрегулировать яркость, контрастность, температуру цвета, с которыми будут выполняться снимки. Программа распространяется на платной основе, однако стоимость весьма демократична - менее 60 руб.
Пожалуй, каждый, кто задавался задачей подобрать себе хорошую программу для фотографирования, сталкивался с решением от разработчика Marginz Software. Snap Cam у многих пользуется заслуженной популярностью, что объясняется несколькими факторами. Среди них поддержка и своевременный выпуск новых версий; некоторые функции являются уникальными; программа вобрала в себя практически все, что может заинтересовать как профессионального, так и начинающего фотографа. В частности, именно при работе с ней проще всего понять, что такое HDR в камере телефона. Для задействования режима после инсталляции и запуска необходимо путем вращения графического колеса настроек (версия 7.х.х) выбрать HDR. Останется сделать снимок. По-умолчанию будут сохранены три кадра с разной экспозицией, среди которых можно выбрать лучший. Функция сохранения промежуточных снимков, если она не нужна, деактивируется в настройках - раздел HDR. В этом случае весь процесс съемки происходит полностью автоматически, кроме, разумеется, нажатия кнопки. Любителей «поиграться» с настройками может заинтересовать фокусировка между промежуточными кадрами, а также миллисекунды задержки. Программа допускает корректировку четкости, яркости, разрешения снимков, обрезку и пр. Предполагается покупка лицензии.
Востребованность режима HDR привела к тому, что все больше производители смартфонов стали включать в свои операционные системы приложение для работы с камерой, в котором изначально предусмотрена возможность совершения снимков с расширенным динамическим диапазоном. Правда, при использовании стоковых (базовых) решений говорить об обилии каких-либо дополнительных настроек не приходится. Например, в популярной сборке CyanogenMod нажатие на три точки вызова меню открывает окно, где можно разрешить или запретить использование режима HDR. Параллельная работа данной функции и вспышки невозможна. Стоит отметить, что очень часто недорогой снимающий в обычном режиме, позволяет получать более качественные фотографии, чем более дорогостоящий, но с низкокачественной матрицей.
Именно так - Open Camera - называется приложение, также заслуживающее самого пристального внимания со стороны любителей фотографий. Настроек в нем не меньше, чем в вышеуказанной Snap. Правда, для активирования режима HDR новичку приходится изучать все пункты в настройках. На самом деле доступ к «волшебной кнопке» можно получить, нажав на пиктограмму точки в верхнем наэкранном меню. Среди пунктов списка «Сцена» есть HDR. Качество итогового снимка отличное, однако скорость обработки - одна из самых медленных среди аналогичных решений. Возможно, в моделях смартфонов с производительными процессорами эта задержка нивелируется. Чтобы понять, что такое HDR в камере телефона, рекомендуется на практике выбирать различные режимы съемки и сравнивать результат.
Как вы знаете, на нашем сайте мы публикуем только лучшие и доступно написанные статьи, без техно-фетишизма и ухода в дебри теории. Некоторые статьи мы размещаем с разрешения авторов.
Съемка и обработка HDR — очень сложная тема и действительно интересные статьи о HDR встречаются крайне редко.
Статья Александра Войтеховича «HDR и с чем его едят» — одна из лучших статей о HDR фотографии. Эта статья охватывает практически все аспекты создания HDR изображения — от съемки фотографий до нюансов HDR обработки. Уместить такой объем материала в одну статью невозможно, поэтому статья разделена на четыре части. Первую часть статьи мы публикуем сегодня, а остальные части будут опубликованы в течении следующей недели.
Первая часть статьи Александра Войтеховича “HDR и с чем его едят” .
Несколько лет назад я начал собирать информацию и результаты своих экспериментов, связанные с технологией HDR. Со временем эта информация оформилась в статью и оставалось только привести её в приличный вид, чтобы было не стыдно показать её миру.
Смесь языков в названиях Фотошоп и Photomatix я выбрал сознательно, чтобы облегчить чтение. Все фотографии в статье сделаны автором, то есть мною.
Начну с нескольких терминов, которые будут встречаться в статье. А те читатели, которых не интересуют технические стороны вопроса, могут сразу перейти к главе 3.1 для создания HDR в Фотошопе или к главе 3.2 для описания Photomatix.
Динамический диапазон — отношение минимального к максимальному значению каких-либо физических величин. В фотографии используется как синоним понятия «фотографическая широта», то есть диапазон яркостей, который может быть зафиксирован на плёнке или на матрице. В контексте HDR динамический диапазон мотива — отношение яркости самой светлой части мотива к самой тёмной.
LDR (Low Dynamic Range) — изображение с низким динамическим диапазоном, обычные фотографии. Это может быть восьмибитное JPG- или 16-битное TIF-изображение.
HDR (High Dynamic Range) — высокий динамический диапазон. Обычно подразумевается технология создания HDRI. Иногда используется как синоним HDRI.
HDRI (High Dynamic Range Image) — изображение с динамическим диапазоном больше, чем в обычных 8/16-битных снимках. В некоторых источниках границей, с которой начинается HDRI, называют 13,3 ступеней экспозиции (диапазон значений яркости 1:10000). Для HDRI используется 32-битный формат с плавающей запятой, например формат Radiance (.hdr), который разработал в середине 80-х. Описание формата в.pdf можно посмотреть .
Tone Mapping — тональная компрессия. Техника приведения HDR-изображения в формат, который может отобразить обычный монитор, то есть в восьми- или 16-битное изображение. В англоязычном секторе интернета чаще всего не различают понятия Tone Mapping и Tonal Compression в контексте HDRI. В то же время в рунете есть тенденция понимать под первым определением тональное отображение, при котором каждый пиксель 32-битного HDRI нелинейно переводится в пиксель восьми- или 16-битного изображения с учётом яркостей окружающих его пикселей, а под тональной компрессией понимают линейное сжатие всего диапазона яркостей HDRI-изображения.
DRI (Dynamic Range Increase) — техника, используемая в целях увеличения динамического диапазона фотографии.
Каждому, кому доводилось держать в руках фотоаппарат, знакомы снимки, на которых смутные силуэты тёмным пятном кучкуются на фоне красиво освещённого голубого неба, либо передний план — здания, люди и кошки запечатлены на однородно-белом фоне. При том, что там, на месте, и передний план, и облака на синем небе были одинаково различимы. Происходит это из-за того, что матрица цифровой камеры неспособна одновременно зафиксировать информацию и в тёмных участках изображения, для которых нужна экспозиция побольше, и в светлых, где хватит экспозиции поменьше. Разница между этими значениями экспозиций и назывется динамическим диапазоном мотива.
У аналоговых и цифровых камер также есть динамический диапазон, то есть разница в ступенях экспозиции между самым тёмным и самым светлым участком изображения, которые могут быть воспроизведены без потери информации. Потеря эта выражается либо в совешенно чёрных участках изображения, либо в пересвеченных. Информацию в пере- и недоэкспонированных участках восстановить невозможно. Тёмные участки изображения можно до некоторой степени высветлить, но связано это чаще всего с появлением шума.
Зрение человека способно фиксировать информацию в участках с разницей в 10-14 ступеней без адаптации и до 24 ступеней при возможности адаптации зрачка к различным участкам освещённости, что соответствует разнице между освещённостью при ярком солнечном свете и при тусклом свете звёзд. Обычно этого более чем достаточно, поскольку динамический диапазон реальных мотивов редко бывает больше 14 ступеней. Но вот запечатлеть даже часть этого диапазона бывает сложно. Динамический диапазон обычной негативной плёнки составляет около 9-11 ступеней экспозиции, слайдовой плёнки — 5-6 ступеней, матрицы цифровой камеры — теоретически от 8 до 11 ступеней, хотя на практике большинство цифровых камер способны запечатлеть гораздо меньше информации.
Не только запечатлеть, но и воспроизвести реальный динамический диапазон мотива затруднительно. Фотобумага способна воспроизвести только 7-8 ступней экспозиции, в то время как современные мониторы способны отображать изображения с контрастом до 1:600 (9 ступеней), плазменные телевизоры — до 13 ступеней (1:10000).
Со времени изобретения фотографии с этими ограничениями пытались бороться. При съёмке использовались и сейчас нередко используются градиентные фильтры, которые выпускаются с различной плотностью и различной плавностью перехода от затемнённой к прозрачной части. При проецировании изображения на фотобумагу пользовались вырезанными из картона масками, прикрывая части изображения. В своё время революционной стала идея разделять каждый из трёх светочувствительных слоёв плёнки на два — мелкозернистый, воспримчивый к яркому свету и крупнозернистый, восприимчивый уже к небольшому количеству света. Кажется, эта идея была впервые реализована на плёнке Fuji, но не уверен в этом.
Некоторые умельцы делали себе фильтры к условиям определённного мотива. Лет двадцать назад, отдыхая на даче, я увидел человека, который стоял перед фотоаппаратом на штативе и самозабвенно рисовал что-то на линзе объектива. На мой вопрос, зачем он пачкает хорошую вещь, он ответил, что наносит на стеклянный фильтр какое-то серое вещество, вроде пыли, название которого я, конечно, уже забыл, чтобы затемнить слишком яркие участки мотива. Вот так я впервые познакомился с технологией HDR.
С появлением цифровой фотографии на различные манипуляции с изображением требуется меньше времени, знаний и усилий, но ограничения в воспроизведении динамического диапазона продолжают существовать. При съёмке мотивов с не очень высоким динамическим диапазоном, хорошую службу может сыграть съёмка в формате RAW, позволяющая до определённой степени затемнить слишком светлые участки и высветлить тёмные в RAW-конвертере. Особенно хорошо высветление теней удаётся, на мой взгляд, адобовской Lightroom. Но тут уж многое зависит от того, как сама камера справляется с яркостным и хроматическим шумом в тенях. Например, при осветлении RAW-фотографий из 350D уже при увеличении на две ступени экспозиции появляется слишком сильный шум в тёмных участках, в то время как на фотографиях, снятых с Canon 5D, возможно вытянуть тени на три ступени.
Для решения проблемы динамического диапазона производители камер Fuji в 2003 году выпустили новый тип матриц — SuperCCD SR . При разработке этой матрицы пользовались тем же принципом, который в своё время позволил увеличить динамический диапазон цветной плёнки. Каждый светочувствительный элемент состоит на самом деле из двух элементов. Основной элемент, имеющий довольно низкий динамический диапазон, воспроизводит тёмные и средние тона. Вторичный элемент гораздо менее светочувствителен, но его динамический диапазон примерно в четыре раза больше. Как утверждают производители, тем самым динамический диапазон матрицы увеличен на две ступени по сравнению с камерами, использующими обычные байеровские матрицы. Причин не верить этой информации нет .
В 2005 году в Дрездене выпущена камера Loglux i5, позволяющая делать 60 снимков в секунду при контрасте 1:100 000 (17 ступеней). Правда камера предназначена для использования в индустрии и не рассчитана на привычные большинству фотографов цели. Не очень-то и хотелось, учитывая, что она снимает с разрешением 1,3 мегапикселя.
Те, кто готов платить за увлечение HDR около 65000$, могут снимать непосредственно в HDR-формате с динамическим диапазоном 26 ступеней камерой SpheroCam HDR.
Для тех фотографов, кто не пользуется SpheroCam HDR и кому возможностей RAW формата недостаточно, поможет только техника HDR. При этом методе информация из некольких снимков, сделанных с разной экспозицией, объединяется в одном 32-битном файле. К сожалению, такое изображение нельзя увидеть на мониторе, поскольку даже плазменные телевизоры с большими значениями контрастов не могут отобразить весь динамический диапазон HDR. Для этих целей существуют мониторы Sunnybrook HDR , с контрастом 40.000:1 (>15 ступеней) и BrightSide DR37-P с контрастом, по утверждению производителя, 200.000 (>17 ступеней), стоимостью 49000 мёртвых президентов. Если же перед вами не находится один из этих мониторов, то для того, чтобы HDR-изображения можно было увидеть и распечатать, следует провести тональную компрессию.
Мне приходилось слышать мнение, что, раз уж матрица камеры способна зафиксировать до 11 ступеней освещённости, то при съёмке в RAW-формате смысла от HDR нет, поскольку информацию можно восстановить в RAW-конвертере. Проверить это утверждение лучше всего на примере. Фотографии ниже были сняты в RAW на камеру Canon 5D, которая имеет относительно большой динамический диапазон по сравнению со многими цифровыми зеркалками. Фотографии сняты с выдержками 1/800, 1/50, 1/3 секунды.
Экспозиция средней фотографии уменьшена в Lightroom на четыре ступени.
Экспозиция средней фотографии увеличена на четыре ступени, тени немного высветлены параметром Fill Light.
Как видно из этого примера, пересвеченные участки восстановить невозможно, а информация в тенях на высветленной фотографии восстановлена только частично, да и то с сильным шумом. Фарш невозможно провернуть назад, и мясо из котлет не восстановишь.
Для создания HDR-изображения нужно сделать несколько снимков с различной экспозицией, запечатлев детали как в тёмных, так и в светлых частях мотива. Изменять экспозицию, как известно, можно разными способами, но в случае HDR делать это следует изменением выдержки. Напомню на всякий случай, что увеличение выдержки в два раза увеличивает экспозицию на одну ступень. Для изменения экспозиции на две ступени, время выдержки нужно изменить в четыре раза, и так далее.
Фотографии для HDR можно делать двумя способами: трудоёмким и быстрым. При первом способе можно всегда быть уверенным в оптимальных результатах, но и вторым способом можно с минимальными усилиями в большинстве ситуаций достичь хороших результатов.
Трудоёмкий способ выглядит выглядит следующим образом:
Пример: в режиме AV выбираем f9 и следим, чтобы в центре видоискателя был самый тёмный участок. Камера показывает, что для нормальной экспозиции ей требуется 1/16 секунды. Делаем то же самое со светлым участком — получаем 1/1000 секунды. Устанавливаем камеру на штатив, выбираем режим M, выставляем диафрагму на f9 и выдержку на 1/16. Для следующего кадра уменьшаем выдержку на две ступени, то есть в четыре раза: ставим 1/64, следующие кадры — 1/250 и 1/1000. При съёмке в RAW, в принципе, было бы достаточно сделать кадры с выдержкой 1/16, 1/128 и 1/1000 секунды.
При быстром способе пере- и недоэкспонированные кадры делаются с помощью эксповилки (AEB). Установка эксповилки на +/- два шага обычно достаточна для создания качественных HDR для большинства мотивов. Этот способ хорош также тем, что позволяет часто снимать без штатива. Для этого камера при установленной эксповилке ставится в режим непрерывной съёмки (continuous mode) и делается три кадра с различной экспозицией. При этом методе нужно учитывать, что правило предотвращения шевелёнки 1/(фокусное расстояние) относится к максимальной выдержке, то есть к последнему кадру. Таким образом, при съёмке с объективом 50 мм и эксповилкой в два шага, камера должна показывать выдержку 1/200 секунды на полноформатной камере или 1/320 на камерах с кропом 1,6, поскольку последний кадр будет как раз 1/50 или 1/80 секунды соответственно.
Ещё одна проблема, которая может возникнуть при этом методе — экспозиция может быть определена для слишком светлой части мотива, тогда в результате три получившихся кадра будут слишком тёмными и восстановить информацию в тенях будет невозможно. При определениии экспозиции по слишком тёмному участку кадра светлые участки будут пересвечены. Чтобы такое не произошло, лучше сперва установить выдержку по участку средней освещённости с помощью блокировки экспозиции (AE lock), потом выбрать композицию и сделать три кадра. Альтернативой может быть съёмка с матричным замером экспозиции.
Технология HDR давно уже превратилась в самостоятельное направление в фотоискусстве, со своими законами и понятиями красоты. Ничего плохого не могу сказать о подобных пристрастиях, но сам я отношусь к тем людям, которые в HDR видят лишь удобное подручное средство для создания реалистичных фотографий. На мой вкус, левая фотография, не утратившая реалистичности, препочтительней. Второй вариант обработки хоть и не лишён своеобразия, имеет мало общего с тем, что может увидеть человек.
Пишу это, чтобы было понятно, что я имею в виду под плохой и хорошей обработкой HDR, не желая оскорбить чьи-либо фотографические предпочтения.
Среди многих программ для создания HDR я рассмотрел только две наиболее известные и чаще всего используемые. Однако существуют и другие программы для создания HDR, ничуть не уступающие Фотошопу и Photomatix. Список некоторых из них и краткое описание приведён в конце четвёртой части. Советую обратить особое внимание на easyHDR и Artizen HDR .
Для создания HDRI нужно либо выбрать файлы через меню «File->Automate->Merge to HDR…» , либо использовать опцию «Add open files» , если фотографии уже открыты в Фотошопе. Создавать HDR можно из JPG-, TIF- или из RAW-файлов. Цветовой профиль исходных фотографий значения не имеет, поскольку Фотошоп переводит HDR в 8/16-бит только с профилем sRGB.
Можно отметить опцию «Attempt to Automatically Align Source Images» . При съёмке с рук всегда есть большая вероятность смещений изображения, но и при использовании штатива неосторожное изменение настроек на камере может немного изменить её положение. Выравнивание изображения занимает в Фотошопе очень много времени, до 45 минут для HDR из трёх RAW-файлов. Причём во время работы программа подминает под себя все ресурсы компьютера, которые сможет найти, так что ничего больше делать вы не сможете. Хотя в это время можно будет прочитать книгу. Или поспать. Короче говоря, если вы уверены в том, что позиция камеры не менялась, то лучше эту опцию не отмечать.
Если Фотошоп не может найти EXIF-данные, он попросит внести их вручную. Желательно вводить верные числа, поскольку, если задать в этих параметрах какую-нибудь чепуху, то получившийся HDR будет соответствующим.
В отличие от версии CS2, Фотошоп CS3 позволяет делать HDR из снимков, созданных в RAW-конвертере с коррекциями экспозиции. В этом случае необходимо ковертировать из RAW в JPG или TIF без сохранения EXIF-данных, иначе Фотошоп, найдя одинаковые значения выдержки, создаст какую-то ерунду вместо HDR и не позволит никакого вмешательства в процесс. Удалить EXIF-данные JPG-фотографий можно с помощью программ вроде Exifer , либо скопировав снимки в Фотошопе в новые файлы, либо конвертировав их в фотографии, не поддерживающие EXIF и обратно в исходный формат. EXIF поддерживают только JPG и TIF-форматы, так что перевод, например, в PNG и обратно в JPG стирает эти данные.
После вычислений появится окно предпросмотра HDRI. Так как обычные мониторы не предназначены для просмотра 32-битных изображений, будет видна только часть всего светового диапазона этого HDRI. В левой части видны все включённые в процесс фотографии со значениями экспозиции относительно одной из них. На этом этапе можно исключить какую-либо из создания HDRI, если по каким-то причинам это потребуется. Справа изображена гисторамма получившегося HDRI. Двигая каретку, можно изменять гамму изображения и рассматривать части фотографии с различной освещённостью. Для конечного результата неважно, на каком значении вы установите каретку. Оставьте значение «Bit Depth» на 32 и нажмите ОК.
Теперь у нас есть HDR-файл. Но по описанным выше причинам рассмотреть его нельзя. На всякий случай его можно сохранить в формате Radiance (.hdr), который принимает и Фотошоп, и Photomatix, либо же сразу приступать к приведению в человеческий вид. Теоретически Фотошоп позволяет делать некоторую обработку 32-битных изображений, но возможности эти слишком ограничены, так что лучше перевести его в 16-ти или 8-битный режим. Обычно я конвертитую только в 16 бит, чтобы уменьшить возможные потери при дальнейшей обработке. Для этого выбираем Image->Mode->16 Bits/Channel .
Теперь появится окно с четырьмя опциями вверху. Для большинства случаев интерес представляет только последняя опция «Local Adaptation» , но для полноты описания следует вкратце упомянуть и остальные.
Exposure and Gamma: позволяет изменять экспозицию и значение гаммы изображения. Для некоторых изображeний с относительно невысоким динамическим диапазоном может быть полезна. Для тех, кто решит использовать эту опцию, тональную компрессию лучше проводить следующим образом:
Highlight Compression : сжимает световой диапазон изображения до умещения в 16-битное пространство. Если использовать его правильно, то метод этот довольно трудоёмкий, и конечный результат можно предсказать, только имея достаточный опыт работы с ним. Для начала изображение нужно подготовить:
Equalize Histogram : сжимает динамический диапазон изображения с учётом локального контраста. Контраст изменяется в зависимости от количества пикселей в определённой области гистограммы. Области гистограммы с большим количеством пикселей при этом методе расширяются за счёт областей с небольшим количеством пикселей, которые сжимаются. В результате гистограмма изображения сглаживается, а локальный контраст изображения повышается. Опция, на мой взгляд, интересная, но довольно бесполезная.
Local Adaptation : опция, которую следует использовать в большинстве случаев. Она позволяет приводить 32-битный HDRI в 8/16-битное изображение с помощью кривых, знакомых большинству пользователей Фотошопа.
Два дополнительных параметра, которых нет в обычных кривых, — Radius и Threshold . В то время, как кривая отвечает за изменение глобального контраста, эти два параметра определяют локальный контраст, контраст деталей.
Radius : определяет, сколько пикселей считать «локальной» областью при изменении контраста. Слишком низкие значения делают изображение плоским, слишком высокие могут привести к появлению световых ореолов, особенно при высоких значениях второго параметра, Threshold . Обычно я ставлю значения радиуса на 1-7, в зависимости от размеров изображения. Но не исключено, что кому-нибудь больше понравятся результаты, которые дают более высокие значения этого параметра.
Threshold : определяет, насколько выраженным будет этот локальный контраст. Обычно оставляю это значение небольшим или минимальным. Подобного эффекта можно достичь потом, если нужно, с помощью Highpass или высоким параметром Radius фильтра Unsharp Mask , хотя конечно же механизм работы параметра Threshold несколько иной.
Теперь осталось поработать с кривой. В крайнем случае можно сделать несколько изображений с различными параметрами тональной компрессии, потом соединив их с разными режимами перекрытия или скрыв части слоёв масками.
Для того, чтобы узнать, где на кривой лежит световое значение участка изображения, следует, как и в обычных кривых, провести курсором по этому участку изображения. Есть в этих кривых одна заковырка — обычная S-кривая, увеличивающая контраст изображения, в то же время снова высветляет светлые части и затемняет тёмные, то есть делает обратное тому, ради чего и была затеяна вся кутерьма с HDR. В то же время перевёрнутая S-кривая, равномерно распределяющая световые значения в изображении, уменьшает контраст. Советую начать с того, что нижняя чёрная точка на кривой будет придвинута к началу гистограммы. Как распределить остальные точки, зависит от изображения. Не следует пренебрегать и возможностью определить какую-либо точку на кривой как «угловую», делая тональный переход резким, а не плавным. Для этого следует выбрать точку и отметить опцию «Corner» в правом нижнем углу. Эта опция хорошо работает на изображениях архитектурных сооружений, где резкие переходы освещения могут придать объёмность.
Все примеры показаны с версией Photomatix 2.4.1. Диалоговое окно тональной компрессии в последней версии 2.3 мне не очень нравится, поскольку теперь нельзя одновременно увидеть параметры микроконтраста и установки белого/чёрного начального значения (White/Black Clip).
Создадим HDR-файл из нескольких фотографий. Для этого можно либо:
а) Выбрать HDR-Generate->Browse и отметить нужные файлы;
б) Открыть нужные фотографии через File->Open , затем выбрать меню HDR->Generate ((Ctrl+G) и Use opened images . Эта возможность удобна тем, что позволяет проверить, правильные ли файлы были выбраны. Крайне неприятно, если после долгих вычислений окажется, что в список была включена фотография, не относящаяся к этой серии. Эта опция не работает для RAW-файлов, поскольку из них Photomatix автоматически создаёт псевдо-HDRI.
Если Photomatix не может найти EXIF-данные, он попытается приблизительно вычислить их. Чаще всего получается это у него совсем неплохо, но можно на этом этапе подкорректировать данные экспозиции. Как и в Фотошопе, ерунду писать не нужно, я пробовал — ерунда получается вместо HDR.
После того, как файлы выбраны, появится следующее окно. В нём можно выбрать различные установки для создания HDR.
Если существует вероятность, что позиция камеры была немного изменена при съёмке, то можно отметить Align source images. Можно, но не необходимо. Корректировка фотографий удлиняет процесс создания HDR примерно на 30%. Чаще всего эта опция работает очень хорошо, выравнивая смещённые фотографии, но, как ни странно, иногда в тех сериях фотографий, где я точно знал, что позиция камеры была немного изменена, результаты были лучше, когда я не выбирал эту опцию и, наоборот, в сериях снимков, сделанных со штатива, Photomatix совершенно беззастенчиво смещал фотографии относительно друг друга. Но случается это довольно редко.
При выборе опции «Attempt to reduce ghosting artifacts» Photomatix попытается минимизировать различия в снимках, связанные с движущимися объектами. Если эти объекты относятся к переднему плану, например, люди или качающиеся ветки, то лучше выбрать Мoving objects/people , в меню Detection выбрать High . Опция Normal , по моему опыту, даёт чаще всего никудышные результаты. Если различия в снимках включают в себя такой задний план, как волны на море или колышащиеся травы, то лучше выбрать опцию Ripples , и в меню Detection тоже только High . Хотя чаще всего лучшие результаты получаются, если опцию коррекции волн вообще не активировать, как будет рассмотрено во второй части статьи.
Если создавать HDR из JPG- или TIF-файлов, то появится возможность выбрать настройки тональной кривой. Под этим термином имеется в виду тональная кривая отклика (tonal response curve). Документация к программе советует выбрать Take tone curve of color profile . Получившееся HDR-изображениe в этом случае практически идентично HDRI, созданному непосредственно из RAW-файлов. Последняя опция деактивирована при создании HDR из JPG-файлов.
При создании HDR из TIF-файлов, созданных конвертированием из RAW, доступны все три опции тональных кривых. Документация к Photomatix советует выбирать No tone curve applied только в тех случаях, когда вы уверены, что при конвертации из RAW не были использованы тональные кривые.
При использовании RAW-файлов для создания HDR, существует возможность изменять два дополнительных параметра. Один из них — баланс белого. Удобство последних версий Photomatix в том, что он позволяет выбрать одну из фотографий, участвующих в создании HDR и посмотреть, как она будет выглядеть при разных значениях баланса белого.
Последним параметром можно выбрать цветовой профиль HDR-изображения. Если вы разбираетесь в этом, то сами знаете, что именно будет лучше выбрать. Если же с темой цветовых профилей вы плохо знакомы, то лучше выбрать sRGB. Необходимо также помнить, что при создании HDR в Photomatix используется цветовой профиль исходных фотографий, то есть из снимков с профилем AdobeRGB после последующей тональной компрессии получится фотография в AdobeRGB.
После того, как вычисления закончены, изображение можно повернуть с помощью меню Utilities->Rotate->Clockwise/Counterclockwise .
Обычные мониторы не могут отобразить весь динамический диапазон созданного HDR-изображения, но части его можно посмотреть с помощью окна HDR Viewer. Это окно довольно неплохо имитирует принцип действия зрения человека, адаптируя яркость участков изображения под 60%-процентную. Через View->Default Options->HDR можно конфигурировать, будет это окно появляться или нет. HDR Viewer можно вызвать и комбинацией клавиш Ctrl+V.
Теперь можно любопытства ради узнать динамический диапазон созданного HDRI через File->Image Properties(Ctrl+I) .
Современное искусство фотографии заключается не только в том, чтобы удачно запечатлеть красоту момента либо захватить объект в наилучшем ракурсе. Сегодня многие фотографы стремятся улучшить свои фото путем пропускания их через различные фильтры, а также добавления специальных эффектов. Об одном из таких эффектов и пойдёт сегодня речь. Называется он High Dynamic Range (сокращённо HDR) или высокий динамический диапазон.
О технологии HDR слышали многие владельцы цифровых камер, но далеко не все из них понимают, как она работает. Так что же это такое HDR? Глаз человека поистине является чудом техники. В отличие от фотокамер, он легко приспосабливается к изменению освещения до 24 ступеней экспозиции, благодаря чему мы можем одинаково хорошо различать мелкие детали и на тёмном, и на светлом фоне. Динамический диапазон большинства цифровых камер значительно ниже, им трудно приспосабливаться к свету, поэтому они хорошо фиксируют только участки с определённым уровнем освещённости.
Так, если у нас получается хорошо запечатлеть тёмное здание на фоне светлого неба, последнее нередко превращается в размытое белёсое пятно и наоборот, если хорошо выходит светлое небо, теряется детализация тёмного здания, а сам участок фото, на котором оно располагается, оказывается зашумленным. Эти огрехи особенно хорошо видны на фотографиях, сделанных несовершенными камерами мобильных телефонов. На устранение этого недостатка как раз и направлена технология HDR. При использовании режима HDR камера делает серию снимков с разной выдержкой и экспозицией, при этом автофокус в процессе съемки поочерёдно концентрируется на участках с разным уровнем освещённости и удалённости от объектива.
Создав несколько кадров, камера затем соединяет их программным методом в одно насыщенное и детализированное в тёмных и светлых участках изображение. Это ключевое отличие HDR-снимков от обычных фотографий. Насколько качественным будет полученное изображение, зависит от используемого алгоритма. Менее качественными получаются фото, в которых снимки просто накладываются друг на друга и слегка растушёвываются. Для получения HDR-фотографий более высокого качества дополнительно анализируются различные участки кадров с целью выявления наиболее удачных.
При работе с камерой существует два способа создания фото с расширенным динамическим диапазоном. Первый является более сложным, длительным и используется в основном при съёмке профессиональными цифровыми фотокамерами. Суть его заключается в следующем. Фотограф делает от трёх до пяти снимков в режиме Bracketing, а затем склеивает полученные кадры на компьютере, используя Photomatix или другую аналогичную программу. Затем полученное изображение оптимизируется для корректного отображения на дисплеях.
Но есть и более простой способ получить HDR-фото. Многие современные фотокамеры, в том числе встроенные в телефоны, позволяют снимать HDR в автоматическом режиме. При этом камера делает всё за вас. Она сама выставляет нужную экспозицию, сама производит серийную съёмку, сама склеивает и обрабатывает полученные кадры. В фотокамерах Nikon, к примеру, включить опцию HDR можно в настройках Photo Shooting Menu – HDR – HDR mode – On .
По тому же принципу работает автоматический режим HDR в смартфоне. Встроенная камера телефона делает два или три кадра и тут же сохраняет их в единое JPEG-изображение. Как правило, HDR в камере телефона включается в её же настройках. В одних моделях девайсов опция располагается в подразделе эффектов, в других для её активации предусмотрена отдельная иконка рядом со вспышкой. Нередко в параметрах доступна возможность ручной настройки экспозиции.
Технологию HDR сегодня поддерживают не только фотокамеры, но и некоторые телевизоры с разрешением 4K, например, Vizio P50-C1, Sony XD8005 или Samsung KU7000. Картинка в таких телевизорах имеет более насыщенные цвета, тёмные участки выглядят ещё более тёмными, а светлые – ещё более светлыми, благодаря чему достигается большая детализация.
Однако, поддержка HDR в телевизоре это вовсе не то, что поддержка HDR в фотокамерах. Если в камерах эффект применяется в момент создания фото, то в ТВ – в момент показа картинки. Фактически это означает, что для получения эффекта HDR изначально должен поддерживать сам контент, которого сейчас пока что очень мало.
Использование режима HDR оправдано при съемке пейзажей, одиночных объектов, а также для получения детализации в условиях недостаточного освещения. Во избежание сдвигов и, как следствие, несовпадений кадров при съёмке настоятельно рекомендуется использовать штатив. А вот для фотографирования движущихся объектов съёмка HDR не подходит, так как фото получатся размытыми.
Создавать HDR-фото предпочтительнее классическим способом с использованием ручных настроек и сторонних десктопных программ, в этом случае фото получается более качественным. При этом, если исходные снимки создавались в формате RAW, потребуется тоновая компрессия, в противном случае на мониторах компьютеров фото HDR будет выглядеть несколько неестественно.
Важно понимать, что получить настоящие фотографии HDR можно только путем слияния и обработки нескольких кадров, отснятых с разной экспозицией, причём не имеет значения, будут ли фото создаваться вручную или в автоматическом режиме камерой устройства. Что же касается создания HDR-изображений из обычных файлов JPEG или даже RAW с помощью программ вроде Dynamic photo HDR или Photomatix Pro, то в данном случае речь может идти только о придании эффекта высокого динамического диапазона, но никак не о создании полноценного HDR.
Создать HDR-фото из 8-битных изображений, с которыми обычно приходится иметь дело в интернете, нельзя, равно как нельзя его создать путём осветления теней и затемнения светлых участков из одного RAW-файла. И в том, и в другом случае полученный файл будет являться псевдо HDR-изображением. Тем не менее, используя такие приложения как EasyHDR, Photomatix Pro, HDR Efex Pro, Adobe Photoshop, Dynamic photo HDR, Corel PaintShop Pro и им подобные, можно придать обычным изображениям подобие HDR, улучшить цветность, привнести в них эффект сюрреализма.
Камеры смартфонов линейки Pixel и Nexus никогда не представляли собой ничего выдающегося, но за последние четыре года сделали мощный рывок вперед и теперь занимают первые строчки рейтингов. Почему так произошло? Потому что Google внедрила программный механизм постобработки фотографий под названием HDR+. В этой статье мы расскажем, как он работает и как активировать HDR+ на своем смартфоне, независимо от его марки.
Для полного понимания принципа работы HDR+ придется для начала разобраться с обычным HDR.
Основная проблема всех камер смартфонов - маленький размер матрицы (а точнее - фотоячеек) и, как следствие, недостаточный охват динамического диапазона. Чтобы исправить этот недостаток, был разработан алгоритм HDR (High-Dynamic Range), принцип работы которого следующий: камера делает кадр со стандартным для данной сцены уровнем экспозиции, затем делает недоэкспонированный кадр, на котором будут четко видны лишь пересвеченные области изначального снимка, далее выполняется переэкспонированный снимок, на котором видны только затемненные детали изначального снимка, а все остальное пересвечено. Далее снимки накладываются друг на друга и объединяются при помощи специальных алгоритмов, качество которых зависит от производителя софта камеры. В результате получается снимок с хорошей проработкой деталей как в тенях, так и в более светлых местах.
Недостатки HDR очевидны: долгое время съемки приводит к тому, что попавшие в кадр движущиеся объекты будут двоиться, а даже небольшая тряска смажет картинку.
Умные головы придумали алгоритм, лишенный недостатков HDR. Впрочем, общее с HDR у него одно лишь название.
HDR+ расшифровывается как High-Dynamic Range + Low Noise. Свою известность он получил за ряд выдающихся возможностей: алгоритм способен устранять шумы практически без потери детализации, повышать качество цветопередачи, что крайне важно при плохом освещении и по краям кадра, вместе с этим он сильно расширяет динамический диапазон фотографии. HDR+, в отличие от стандартного HDR, почти не боится тряски смартфона и движения в кадре.
Первым смартфоном с поддержкой HDR+ стал Nexus 5. Из-за не самого лучшего баланса белого и маленького отверстия диафрагмы (f2.4) камера этого смартфона считалась не более чем крепким середнячком. Все изменилось с выходом обновления Android 4.4.2. Именно оно принесло с собой поддержку режима HDR+ и изумительное качество ночных снимков. Они хоть и не отличались большой яркостью по всему полю кадра, но благодаря HDR+ практически не содержали шума при сохранении мелких деталей и обладали превосходной (для смартфонов 2013 года) передачей цветов.
Как же компания, никогда не занимавшаяся камерами, создала алгоритм, который творит чудеса, используя обычные, по меркам флагманов, камеры Nexus и Pixel?
Все началось в 2011 году, когда Себастьян Трун (Sebastian Thrun), глава компании Google X (теперь уже просто X), подыскивал камеру для очков дополненной реальности Google Glass. Массогабаритные требования предъявлялись очень жесткие. Размер матрицы камеры должен был быть еще меньше, чем в смартфонах, что крайне плохо сказывалось бы на динамическом диапазоне и приводило бы к появлению множества шумов на фотографии.
Выход оставался один - попытаться улучшить фотографию программно, с помощью алгоритмов. Эту задачу должен был решить Марк Левой (Marc Levoy) , преподаватель факультета информатики Стэнфордского университета, эксперт в области вычислительной фотографии. Он занимался технологией захвата и обработки изображений на базе программного обеспечения.
Марк сформировал команду, известную как Gcam, которая занялась изучением метода Image Fusion (сплавление изображений), основанного на объединении серии снимков в один кадр. Фотографии, обработанные при помощи этого метода, получались более яркими и резкими, имели малое количество шумов. В 2013 году технология дебютировала в Google Glass , а затем, в этом же году, переименованная в HDR+, появилась в Nexus 5.
А как же расширение динамического диапазона? Как мы уже знаем, использование короткой выдержки избавляет нас от пересвеченных мест. Осталось только удалить шумы на темном участке ранее описанным алгоритмом.
На завершающем этапе выполняется постобработка полученного изображения: алгоритм делает минимизацию виньетирования , обусловленного попаданием света на матрицу под наклонным углом, корректирует хроматическую аберрацию заменой пикселей у высококонтрастных краев на соседние, увеличивает насыщенность зелени, синие и пурпурные оттенки смещает в сторону голубого, усиливает резкость (шарпинг) и выполняет ряд других шагов, повышающих качество фотографии.
Слева фотография из стоковой камеры Samsung в HDR, а справа фотография, созданная в Gcam в HDR+. Видно, что алгоритм принес в жертву детализацию неба для прорисовки объектов на земле.
