Tutorial

Cauta in Foto-Magazin:
 


Aparitii editoriale


Expunerea
[click]  

Compozitia
[click]  

Lumina si iluminarea
[click]  


O varza fotogenica
[click]  

Bill Jay Confesiuni
fotografice
[click]  

 

 

O introducere in fotografia HDR

1. Preliminarii
Peste tot, pe forumurile, blogurile sau pe site-urie de fotografie, toata lumea vorbeste despre fotografia HDR (High Dynamic Range photography). Daca va intrebati: "Ce este HDR? De ce arata asa? Fotografia pare reala? Ce tip de aparat foto imi trebuie? Imi trebuie un trepied? Ce subiecte se aleg? Ce format de imagine sa folosesc? Cum reduc zgomotul din imagini?", vom incerca sa raspundem la aceste intrebari - si la altele - intr-o serie de articole care debuteaza cu cel de fata.


In fotografie, intervalul dinamic se refera la raportul dintre luminanta zonelor - cea mai stralucitoare respectiv cea mai intunecoasa - dintr-o scena sau dintr-o imagine foto. Intre aceste limite se afla zone cu luminante intermediare. Masurarea intervalului dinamic al unei scene se realizeaza cel mai comod cu ajutorul unui exponometru spot; majoritatea exponometrelor au o scala gradata in indici de expunere. O treapta de expunere (1 I.E.), de exemplu de la 8 la 9 marcheaza o dublare a luminii reflectate de subiect; invers, de la 9 la 8, o injumatatire a luminii reflectate.


Desi un aparat fotografic include numeroase tehnologii de nivel inalt, realizarea unei fotografii implica multe compromisuri, printre cel mai evident este incapacitatea redarii intregului interval de luminozitati al scenei din fata obiectivului. Senzorul unei camere digitale (sau filmul fotografic) poate inregistra un interval limitat de luminozitati. Digitizarea semnalului analogic luminos se realizeaza prin incadrarea in 256 biti / culoare, ceea ce echivaleaza - in cel mai bun caz - cu 8 indici de expunere, daca tinem cont de faptul ca o treapta a intervalului dinamic echivaleaza cu o dublare a luminii reflectate de subiect.


hdr_a_02.jpg

Scena cu contrast foarte ridicat, ce nu poate fi reprodusa acceptabil printr-un singur cadru.


Nici filmul fotografic (argentic) nu exceleaza in aceasta privinta. Filmul diapozitiv color acopera aproximativ 6 intervale, iar filmul negativ 8 - 9 trepte. In lumea reala insa, intr-o scena obisnuita, intre cea mai stralucitoare zona a cadrului si cea mai intunecata, intervalul este de 10, 11 sau mai multe trepte de expunere, iar, in cazul subiectelor foarte contrast, cum ar fi fotografiile in contralumina, intervalul dinamic este inca si mai mare.


Este evident ca nu pot fi reproduce corect, printr-o fotografie, o scena cu interval dinamic 12, cu ajutorul unui senzor (film) capabil sa redea doar un interval dinamic 8, asa cum nu poti inghesui intr-o cutie de 8 l, 12 litri de apa. Cu sau fara avizul nostru, camera fotografica va sacrifica o parte din luminozitati.


Daca expunerea este astfel realizata incat sa redea corect zonele luminoase, umbrele si umbrele adanci vor avea detalii tot mai putine, pana la disparitia oricarui detaliu. De exemplu, in cazul unei scene cu 12 I.E., un senzor cu interval dinamic 8 IE va subexpune umbrele adanci cu aproximativ 4 trepte sau chiar mai mult.


hdr_a_08.jpg


Amputarea umbrelor cand se expune dupa lumini.


Daca insa masurarea expunerii se va realiza pentru a tine cont de umbre, zonele luminoase vor fi arse, de asmenea fara detalii. In exemplul de mai sus, luminile cele mai stralucitoare vor fi supraexpuse cu aproximativ 4 trepte sau chiar mai mult.


hdr_a_07.jpg

Amputarea luminilor cand se expune dupa umbre.


In conditiile unei masurari automate a expunerii, prin metoda evaluativa, care tine cont atat de umbre cat si de lumini, procesorul camerei foto digitale va calcula o expunere medie, se va obtine o fotografie inca si mai nepotrivita: lumini arse, complet albe, fara detalii, umbre adanci complet negre, fara detalii. Luminile cele mai stralucitoare vor fi supraexpuse cu aproximativ doua trepte, iar umbrele adanci vor fi subexpuse cu aproximativ doua trepte.


hdr_a_09.jpg

Amputarea luminlor si a umbrelor in expunerea evaluativa.


Cu alte cuvinte, folosind o camera foto digitala obisnuita, este imposibil sa realizam, dintr-o singura expunere, o imagine care sa cuprinda toate detaliile, atat din umbre cat si din lumini, pentru multe dintre scenele curente intalnite in practica fotografica.


Scene cu interval dinamic amplu
Una dintre cel mai frecvent intalnite situatii este fotografia de peisaj, cand in cadru apare aproape intotdeauna cerul, cu sau fara nori si un subiect (orice subiect) in primul plan. Pentru a putea reda satisfacator detaliile din umbra ale subiectului, expunerea trebuie sa fie suficent de bogata. Dar o astfel de expunere implica supraexpunerea cerului, care, desi este in realitate de un albastru intens, si cu un contrast sesizabil cu norii, in fotografie cerul senin apare alb, la fel de alb ca norii, fara nici o deosebire.
In schimb, pentru a reda corect detaliile cerului, expunerea trebuie sa fie mai scurta, ceea ce arunca in negru profund orice detalii din umbre.


hdr_a_01.jpg

Expunerea corecta a cerului arunca in negru profund detaliile de la nivelul padurii.


O situatie similara apare in cazul in care fotografiem cladiri si arhitectura, in general. Subiectul imaginii - cladirea, apare pe fundal realizat, de regula, in cea mai mare parte de cer. In aceasta situatie fotograful are de ales intre a expune suficient de mult, pentru a inregistra cat mai multe detalii ale fatadei cladirii sau ale structurii de arhitectura, dar expunerea este prea mare pentru redarea corecta a cerului.


hdr_a_06.jpg

Pentru a avea detalii ale pietonilor si fatadelor cladirilor, a fost sacrificat cerul


O expunere mai scurta ar favoriza o expunere corecta a cerului, dar ar conduce la disparitia detaliilor din umbre de pe fatada. In aceasta imprejurare fotograful are de ales intre doua variante: fie sacrifica cerul si obtine o imagine corecta a subiectului arhitectonic dar cu un cer alb, cretos, fie incearca sa fotografieze seara, la asfintit, cand lumina este mult mai blanda iar contrastele atenuate.


hdr_a_03.jpg

Un compromis la expunere a condus la o fotografie compromisa.


Alte imprejurari in care intervalul dinamic al scenei este mare: portret in natura, fotografie in contralumina, fotografie la rasaritul / apusul Soarelui, etc.


Cum pot fi remediate aceste situatii?
In cazul fotografiei de portret in locatie, se pot folosi surse de lumina artificiale, pentru a ilumina portretul si a-l aduce in intervalul de luminozitate al fundalului. O solutie aflata la indemana este utilizarea unui blitz, incorporat sau extern, setat sa emita cu 1 - 2 I.E. mai putin decat ar fi necesar; lumina atenuata a blitzului reuseste sa inmoaie umbrele dure si astfel sa reduca intervalul dinamic global al scenei. In cazul fotografiei de peisaj sau de arhitectura, utilizarea unor blitzuri, oricat de puternice, nu au nici un efect.


In cazul peisajelor, fotograful poate adauga pe obiectiv un filtru gri-neutru in degrade. Portiunea mai intunecata a filtrului, care lasa sa treaca mai putina lumina, va permite obtinerea de detalii zonele luminoase ale cerului, in timp ce portiunea transparenta a filtrului permite expunerea corecta pentru sol. Filtrele in degrade, folosite cu mestesug, permit compensarea a pana la doua trepte de expunere si pot reduce intervalul dinamic, de exemplu, un peisaj de la 11 - 12 I.E., la 9 - 10 I.E., mult mai corect reproductibil de senzorul digital. Filtrul gri in degrade nu reprezinta insa panaceul in fotografia scenelor cu contrast ridicat. O prima dificultate este determinata de faptul ca, pe filtru, trecerea de la zona mai intunecata la cea mai luminoasa este realizata pe o banda ingusta si dreapta. Banda de trecere trebuie potrivita pe linia orizontului, cu ajutorul unui dispozitiv care sa permita atat culisarea cat si rotirea filtrului. O a doua problema este aceea ca rareori linia orizontului este dreapta, fara accidente precum copaci, dealuri sau munti; in aceasta imprejurare, respectivele "accidentele" vor avea erori severe de expunere.


Solutii software
a. Corectarea contrastului excesiv dintr-o fotografie se poate realiza prin programe de prelucrare a imaginilor. Multe programe, de exemplu Photoshop, pun la dispozitie instrumentul Contrast masking.
Combinarea a doua expuneri, este, ca sa zicem asa, un fel de HDR "avant la lettre"; pentru aceasta, se realizeaza doua expuneri, una pentru lumini si una pentru umbre, si se combina intr-un singur cadru, prin stergerea acelor portiuni care sunt supraexpuse respectiv subexpuse.


hdr_a_05.jpg

Expunere calculata pentru redarea detaliilor din lumini.


hdr_a_04.jpg

Expunere calculata pentru redarea detaliilor din umbre.


Prin aceasta tehnica se pot combina mai multe cadre. Ajustarea, stergera partiala si combinarea cadrelor este, in esenta, similara cu programele pentru realizarea autmata de HDR, dar este facuta aici manual si consuma mult timp si necesita multa concentrare.


b. Utilizarea instrumentului Shadow / Highligts Utilizarea acestei tehnici permite recuperarea a aproximativ 1 - 1,5 indici de expunere, dar prezinta riscul de a distruge imaginea, daca se exagereaza.


c. Utilizarea de masti (dodging and burning) - sunt metode de prelucrare locala, preluate din laboratorul chimic. Prin Dodging se "umbresc" partial zonele supraexpuse, astfel incat luminile sa nu apara arse; prin burning se expun mai mult zonele subexpuse, asa fel incat sa se permita dezvoltarea de detalii in umbre. Utilizarea instrumentelor "dodging and burning" necesita multa experienta si atentie, deoarece efectele prelucrarilor devin rapid sesizabile iar, in zonele unde se aplica filtrul "burning" zgomotul de imagine creste sensibil.


d. Utilizarea instrumentelor Fill light & Recovery, disponibile la prelucrarea fisierelor RAW, permit debucsarea umbrelor (fill light), respectiv recuperara detaliilor in lumini (recovery). Acest set de instrumente permite prelucrarea doar a tonurilor inchise, respectiv doar a celor luminoase, fara afecta toti pixelii. In realitate, utilizarea acestor instrumente nu extinde intervalul dinamic ci doar releva informatii deja existente in fisierul de imagine dar, din cauza unui contrast local prea redus, acestea nu pot fi distinse in imaginea originala.


e. Fotografia in modul RAW. Salvarea imaginilor in modul RAW asigura pastrarea unei cantitati sporite de informatii despre scena fotografiata, deoarece, de la 8 biti / canal, la imaginile JPEG, se face saltul la 12 sau 14 biti /canal, facind astfel posibila pastrarea unui interval dinamic mai larg la fisierele RAW decat la cele JPEG. Dezavantajul este ca fiecare imagine trebuie prelucrata suplimentar, deci alocat mai mult timp prelucrarii fotografiilor, iar, daca sunt multe fotografii de prelucrat, timpul alocat prelucrarii creste substantial. Desi fotografia in modul RAW este un pas inainte, fotografia HDR ofera mult mai multe informatii, deoarece aici se stocheaza 32 biti / canal.


Solutia HDR
In marea majoritate a cazurilor, daca fotografiem un singur cadru (JPEG sau RAW), extinderea intervalului dinamic prin instrumente software este posibila, dar castigul este mic. Pentru a obtine o extindere de amploare, este nevoie de o noua abordare - HDR.


Pentru a obtine o fotografie HDR, intr-o prima etapa, se realizeaza trei sau mai multe expuneri, cu exact acelasi cadru (de unde si necesitatea plasarii aparatului pe trepied), dar cu expuneri diferite. Prima expunere este, de regula, cea stabilita de exponometrul camerei si prezinta luminile si umbrele intr-un mod echilibrat. O a doua expunere, mai bogata, cuprinde detaliat umbrele si tonurile mijlocii, in timp ce luminile sunt arse. O a treia expunere, mai scurta, cuprinde detaliile din lumini si tonurile mijlocii luminoase, lasand umbrele intr-un negru adanc, fara detalii. Exista, desigur posibilitatea de a realiza si expuneri intermediare, pentru a obtine un total de 5, 7 sau chiar mai multe cadre.


hdr_a_10.jpg

Principiul de realizare a unei imagini HDR.


O a doua etapa in obtinerea imaginilor HDR se desfasoara intr-un program de editare a fotografiilor si care permite prelucrari HDR, precum Adobe Photoshop, Corel Paint Shop Pro, Photomatix, etc. Din cele 3 (sau mai multe) imagini se realizeaza un singur cadru, prin alinierea si combinarea lor si corectarea unor eventuale defectiuni. Rezultatul se poate salva in format PSD sau OpenEXR (format de fisier care poate fi manipulat si de alte programe ce pot realiza imagini HDR). In acest moment avem o imagine cu un interval dinamic extins, de 32 biti/culoare, dar care nu poate fi corect afisata nici pe monitor si nici imprimata corect pe hartie, deoarece acestea din urma au un interval dinamic mult mai mic.


Urmeaza a treia etapa, numita tone mapping, prin care se transforma imaginea cu interval dinamic extins, intr-una de 16 biti / canal (TIFF) sau 8 biti / canal (JPEG). Prin acest proces, o imagine HDR este tranformata intr-una cu interval dinamic mai restrins si care apoi poate fi corect afisata pe un monitor sau imprimata pe hartie. Comprimarea intervalului dinamic este facuta proportional, asa incat in imaginea finala se pastreaza detalii atat in umbrele adanci cat si in lumini.

 



Va urma ...

 


© Calin-Stefan Ragalie
august, 2011
Foto-Magazin.ro

 

Bookmark and Share

Comentarii:

Alexandru Mondescu - 27 Aug 2011, ora 23:42
Ati incurcat dodge-ul si burn-ul intre ele... :)

Calin-Stefan Ragalie - 28 Aug 2011, ora 07:20
@ Alexandru Mondescu: posibil... Inseamna ca si Adobe Photoshop le-a incurcat cand sustine despre cele doua instrumente: "Used to lighten or darken areas of the image, the Dodge tool and the Burn tool are based on a traditional photographer’s technique for regulating exposure on specific areas of a print. Photographers hold back light to lighten an area on the print (dodging) or increase the exposure to darken areas on a print (burning)."

Alexandru Mondescu - 28 Aug 2011, ora 11:27
"Dodging" is defined as reducing the exposure to a selected area of the print, in order to make that area lighter. "Burning" is defined as adding more exposure to a selected area of the print, to make that area darker, and maybe more detailed. de pe http://www3.telus.net/drkrm/burndodge.htm cel mai probabil s-a creat confuzia din cauza ideii de supraexpunere/subexpunere, care, in acest caz, este fix invers fata de ce inseamna intr-o fotografie (se refera la supraexpunerea/subexpunerea unui anumit detaliu pentru a-l inchide/deschide dpdv al luminozitatii). cel putin, eu asa inteleg :) toate bune!

Calin-Stefan Ragalie - 28 Aug 2011, ora 12:06
Dodging-ul si burning-ul se fac in laboratorul foto, adica in timpul expunerii negativului pe hartia fotografica. Intr-adevar, pe negativ, supraexpunerea respectiv subexpunerea apar invers comparativ cu pozitivul.

gaman bogdan - 28 Aug 2011, ora 18:24
va multumesc si va sunt recunoscator pentru aceste importante si bine prezentate informatii. Astept cu nerabdare continuarea. daca aveti posibilitatea de a-mi indica cateva adrese cu articole in limba romana despre HDR si notiunile de 8, 12, 16 biti/canal. Va multumesc anticipat si astept articole editate cu continut didactic si profesional. Buna seara si numai bine !

Calin-Stefan Ragalie - 02 Sep 2011, ora 07:04
@Bogdan Gaman: 8, 12 sau 16 se refera la lungimea numerelor in baza 2 care descriu numarul de nuante din fiecare culoare de baza (rosu, verde, albastru) dintr-o fotografie digitala. In natura exista o infinitate de nuante pentru culorile de baza; sistemele digitale impun limitari, deci o fotografie cu 16 biti/canalul de culoare este mai fidela.

gaman bogdan - 02 Sep 2011, ora 15:25
va multumesc pentru raspuns. Astept cu interes articolele scrise de d/stra. O zi buna.

Ionut B - 10 Oct 2011, ora 23:09
Cine are un Pentax K-5 beneficiaza de aceasta obtiune free fara munca suplimentare in Adobe Photoshop. Aparatul face acest tip de fotografie HDR. Aticolul e bun ca explica pe intelesul tuturor fotografia tip HDR.

Lasa un comentariu:

nume*:
Nu sunt permise decat mesaje cu continut relevant si in tema cu subiectul articolului.
NOTA: Campurile marcate cu * sunt obligatorii.

e-mail (nu va fi facut public)*:

website (fara http://):

comentariu*:

trimite


Aveti un articol interesant? Il asteptam pe adresa office@foto-magazin.ro. Redactia evalueaza articolele primite si premiaza cel mai bun articol publicat in luna precedenta cu suma de 50 RON.
Ultimele 5 subiecte din forum care au primit raspunsuri:

Noutati de la
Olympus »

   de Dorian
   azi, la ora 09:16
Pagini interesante
pentru fotografi »

   de Nikon
   ieri, la ora 14:14
Rumoare la Nikon »
   de Dorian
   acum 6 zile, la ora 08:36
Sony pregateste
ceva »

   de Ancuta
   acum 8 zile, la ora 13:48
Bancuri cu si
despre fotografi »

   de Ancuta
   acum 9 zile, la ora 20:54

Pana acum, cei 9631 de utilizatori au scris 127133 mesaje.

 

 


Site-ul include cookie-uri. Detalii aici

Politica de confidentialitate