Расширяем возможности: HDR

Вот я и выбрал время, чтобы продолжить разговор, начатый в заметке «Как снять сцену, части которой сильно отличаются по яркости». Там говорилось о случае, когда в кадре есть явно выраженные части существенно разной яркости. Но бывают и более тяжелые ситуации...

Вся сцена (или ее участки) может иметь большой динамический диапазон (т.е. разницу яркостей самого светлого и самого темного элемента). Причем эти светлые и темные элементы «перемешаны», разделить их с помощью маски слоя практически невозможно (да и бессмысленно).

Три участка этого изображения — части трех кадров, сделанных с разной экспозицией

В таких случаях можно прибегнуть к технике HDRI (High Dynamic Range Imaging — работа с изображениями с широким динамическим диапазоном). Суть ее (применительно к фотографии) состоит в объединении нескольких снимков, снятых с разной экспозицией. Но не простой «вклейкой» в черные участки более темного кадра соответствующих фрагментов более светлого. Здесь действительно пересчитываются числовые значения.

У обычного снимка в JPEG яркость каждой каждой из трех составляющих оттенка пиксела (красной, зеленой и синей) принимает значение от 0 до 255. При создании HDR-изображения выжженые области светлого снимка заполняются значениями, взятыми из более темного, но увеличенными, пропорционально уменьшению экспозиции при его съемке. Например, при экспозиции, уменьшенной на 2eV, максимальное значение будет уже не 255, а 1023.

В результате получается файл изображения с увеличенным динамическим диапазоном (на столько ступеней, какова была разница между экспозицией наиболее светлого и наиболее темного кадров серии). Но дальше возникает следующая проблема — диапазон яркостей, который можно увидеть на мониторе или отпечатать на бумаге, ограничен точно так же, как и диапазон, воспринимаемый матрицей камеры. То есть непосредственно увидеть/напечатать HDR-изображение не удастся. Его нужно преобразовывать — уменьшать динамический диапазон. И тут есть два способа:

Тональная компрессия (contrast reduction). В этом случае просто уменьшается общий контраст изображения. При этом изображение выглядит реалистичным, но обычно «серым», как бы «в дымке».

Чаще прибегают к более сложной обработке — тональному отображению (tone mapping). При этом способе изменение яркости каждого пиксела зависит от соседних с ним — в ходе преобразования сохраняется высокий локальный контраст.

Конечно же, ни формирование HDR-изображения, ни последующее тональное отображение не делается «вручную». Для этого разработано множество программ. Они сильно различаются и по своим возможностям, и по простоте использования, и по получаемым результатам, и... по стоимости (куда ж без этого).

Наиболее, вероятно, известен Photomatix Pro (Windows/Mac OS X; shareware — $99). Даже в «пробном» режиме часть методов обработки полностью функциональны, так что для первых опытов эту программу вполне можно использовать бесплатно.

Среди открытого программного обеспечения можно отметить Luminance HDR (ранее — Qtpfsgui). Ей можно воспользоваться не только под Windows или Mac OS X, но и под Linux. Бесплатно.

Однако, будучи пользователем Mac OS X, я остановился на другом приложении — HDRtist Pro ($30 на сайте разработчика или $10 — на Mac App Store). Программа сочетает простоту в использовании, достаточную гибкость настроек и качественные результаты. И цена вполне адекватная. Хотя для начала вполне подойдет и бесплатный HDRtist (в определенном смысле, гениальная программа — я оставил ее на компьютере даже после покупки «про»–версии).

---

Ну, и несколько заключительных слов...

О съемке

Если «соблюдать технологию» для HDR-фотографии нужно обязательно использовать штатив. Причем очень жестко фиксирующий камеру (чтобы она не смещалась не только непосредственно в момент съемки, но и при изменении настроек). Только при этом условии кадры серии идеально совпадут.

Однако, далеко не всегда у нас под руками оказывается такой штатив. К счастью большинство программ для HDR умеют выравнивать изображения при небольшом смещении друг относительно друга. Значит, при не слишком большом динамическом диапазоне сцены можно попытаться снять серию «с рук», включив в камере функцию брекетинга экспозиции. (В средней полосе России днем это обычно удается довольно неплохо, именно так сняты иллюстрации к заметке)

Об обработке

Тональное отображение позволяет создать фотографии с преувеличенным локальным контрастом. Выглядят они довольно-таки неестественно, даже фантастически.

Такой эффект во многих случаях привлекает к HDR-снимкам. Так что даже существуют специальные программы (а также сценарии для Photoshop и GIMP), создающие имитацию HDR из обычных одиночных кадров.

С другой стороны, эта же нереалистичность может вызывать и неприятие. Вплоть до отрицательного отношения к технологии HDR как таковой (хотя с ее помощью можно создавать и вполне реалистичные изображения).

На мой взгляд, всё хорошо в меру. А как вы относитесь к HDR-фотографии?

---

Вот, напоследок, еще один кадр в технике HDR — с довольно высоким (но и далеко не максимальным!) локальным контрастом.