Технология HDR - это не более чем метод, разработанный с единственной целью - расширить довольно скромные возможности современной фотоаппаратуры. Но метод, как показывает практика фотографов-профессионалов и многочисленной армии фотолюбителей, довольно полезный. Проблема в том, что один из основных параметров камеры - динамический диапазон, т.е. способность передавать как яркие, так и темные фрагменты, пока очень далёк от идеала.

Для начала немного теории. Будем считать весь динамический диапазон сцены равным 100 условным единицам. Разумеется, в жизни всё сложнее, шкала там будет нелинейная, но для понимания сути такого представления достаточно. Получится диаграмма, где "0" - черный предмет при отсутствии освещения, а "100" - если не само Солнце, то хотя бы освещённый им в полдень чистый снег.

Если бы наше зрение имело такие возможности восприятия яркостей, мы могли бы одинаково хорошо видеть и грибы в лесу безлунной ночью, и огни электросварки. Заманчиво, но в жизни подобного не происходит. Зрение даже самого хорошего фотографа обладает менее широким диапазоном:

Современная фототехника по возможностям куда скромнее возможностей глаза фотографа. Относительно неплохая фотоширота у негативной плёнки, гораздо хуже у слайда и цифровой камеры. Под фотоширотой понимается возможность матрицы фотоаппарата воспроизводить детали при экспозиции, отличной от эталонного значения. На нашей диаграмме это будет выглядеть примерно так:

В общем, похвастаться нечем. Попытки сфотографировать здание против солнца, темный ельник на фоне яркого неба и множество подобных сюжетов обречены на неудачу - нормально прорисуется либо яркий фрагмент, а темный провалится в черноту, либо качественно отобразится леc, а небо будет полностью выбеленным.

Конечно, фотография - это и есть искусство грамотно использовать условия освещения. Но в фотографии, особенно профессиональной, очень часто выбора просто не остается - фотографировать надо вполне определённые сюжеты по заранее согласованному техзаданию на фотосъёмку. Но ситуация неразрешима лишь на первый взгляд. На помощь фотографам приходит молодая перспективная технология HDRi (High Dynamic Range imaging, в переводе с английского - расширенный динамический диапазон), чаще именуемая просто HDR.

Математика и физика процессов довольно сложны, но объяснить суть методики можно в нескольких предложениях. Фотограф делает несколько, чаще три фотографии объекта с т.н. эксповилкой. Первый снимок экспонирован нормально, второй недодержан на пару ступеней, а второй передержан. На недоэкспонированной картинке качественно прорисуются яркие фрагменты, а на переэкспонированной хорошо видны тени. На нашей диаграмме это будет выглядеть следующим образом:

Четвертая полоска - это суммарный динамический диапазон трех экспозиций. Именно таким диапазоном передачи яркостей будет обладать результирующий снимок, полученный в процессе компьютерной обработки трёх исходных файлов!

И всё бы хорошо, но фотограф и его зрители сталкиваются с очередным техническим ограничением. Современные, даже вполне профессиональные мониторы физически не способны передать такой диапазон яркостей. Мы получили фотографию, которую нам просто не на чем смотреть. На вашем мониторе фото будет выглядеть ненормально ярким, пересвеченным, неряшливым. Чтобы адаптировать фотографию под доступные нам сегодня мониторы, файл подвергается ещё одной модификации - тональной компрессии. Диапазон 100 000:1 по хитрому алгоритму ужимается до значений порядка 200:1, что гораздо ближе к возможностям современных устройств отображения. После всех манипуляций фотография комфортна для восприятия, но имеет чётко проработанные детали как ярких, так и тёмных фрагментов.

Теперь посмотрим, как это выглядит на деле.

Практический пример применения методики HDR в профессиональной фотографии, собственный недавний опыт. Задача - сфотографировать и изготовить виртуальную сферическую флеш-панораму для сайта медицинского центра. Условия - слабоосвещённое помещение с тёмными стенами и полом. Довольно приличная профессиональная фотокамера с задачей не справляется - динамического диапазона матрицы не хватает для качественной передачи светлых и тёмных участков. Участки потолка и картины вокруг светильников слишком яркие, а тени на полках и под столом уже проваливаются в черноту без единой прорисованной детали. Попытки сдвинуть экспозицию в любую сторону усугубляют ситуацию. Несмотря на хорошую технику и десятилетний опыт рекламной фотосъёмки строительных объектов, задачу традиционным методами решить не удается - это чисто физическое ограничение. Осветительное оборудование на объект вывезти нельзя, но жалеть и не приходится - в этом помещении, особенно при необходимости последующей склейки, толку от студийного света мало. Поэтому мы, как все нормальные герои, пойдём в обход.

Нам предстоит с неподвижного штатива сделать не один, а три кадра. Первый будет экспонирован согласно условиям освещения, а два других будут экспонированы с разницей в +-2 ступени. На этом этапе получаются следующие фотографии:

Недосвет в 2 ступени экспозиции: прорисовались яркие участки:

Снимок без экспокоррекции:

Снимок с коррекцией в +2 ступени, прорисовались тени:

Эти картинки мы и привезём в город. Фотосъёмку, разумеется, ведём в RAW формате, чтобы максимально сохранить оставшиеся детали. Съёмка в RAW также даёт возможность поправить баланс белого, экспозиционные ошибки. Ещё раз повторимся, что штатив с камерой должен оставаться неподвижен, это упростит склейку.

И теперь не спеша, в тепле и уюте займёмся компьютерным шаманством. Программ для HDR обработки существует много, но большинство предназначено для креативно мыслящих студентов, имеют массу предустановок на вкус создателй и выдают кислотную картинку, пригодную для хвастовства на сайтах фотолюбителей, но мало применимую для решения конкретных задач в сфере профессиональной фотографии. Мне лично по душе пакет EnfuseGUI авторства Ингмара Беркмарка из JB Software, раздаваемый, к тому же, совершенно бесплатно. Программа имеет достаточно тонких настроек, но умеет работать в полностью автоматическом режиме для пакетной обработки фотографий. С этой же задачей прекрасно справляется и панорамный пакет PTgui:

Итог - фотография стала намного более аккуратной - нет ни пересвеченных, ни "провалившихся в темноту" участков. Заметен эффект?

Теперь давайте сравним первоначальную фотографию с синтезированной из трёх изображений по методике HDRi:

Задача решена - теперь фотография нормально экспонирована по всему полю и не имеет ни пересвеченых, не недосвеченных зон. Технология HDR позволила, по меткому выражению моего коллеги, "впихнуть невпихуемое" - огромную разницу освещённостей сюжета в динамический диапазон матрицы моей камеры. А если быть точнее, мы просто обманули камеру - динамический диапазон матрицы остался тем же, но весь диапазон яркостей присутствует на итоговой фотографии.

Ещё?

Однорядная панорама на берегу лесной речки, пос.Семрино, Ленинградская область. Динамический диапазон сцены настолько высок, что с ним не справляется матрица фотокамеры - при детальной прорисовке деталей в тенях полностью "исчезает" небо, и вместо облаков наблюдатель довольствуется сплошным белым полем. Если же выставить экспозицию по небу, то всё находящееся в тени деревьев провалится в черноту, также лишившись деталей и подробностей:

С помощью технологии HDRi (на каждый кадр будущей панорамы было задействовано три кадра - с правильной экпозицией, "недодержанный" на две ступени и "передержанный" на столько же) итоговая картинка обрела детали как в тенях, так и на самых ярких участках. Тени не исчезли, зато отчётливо проявилось небо:

В случае с интерьерной фотосъёмкой новая технология является той самой "палочкой-выручалочкой", которой так не хватало фотографам несколько лет назад. Теперь довольно просто передать на картинках большой диапазон освещенности как в самом помещении, так и за окном. Первый снимок, выполненный традиционным способом, был бы гораздо мене аккуратным, а второй оказался бы в это время суток невозможен в принципе:

Крайне полезна мультиэкпозиция (технологию HDR называют и так) в случае сюжетов с контровым светом, когда основной или единственный источник находится в кадре. Никакая фототехника не может передать весь диапазон яркостей при съёмке против солнца. Без HDR эти снимки просто бы не получились -

Закат на полигоне в Каменке. Небо сохранило детали, надпись в тени прекрасно читается:

Без HDRi фотографу пришлось бы выбирать - либо прорисованные детали на земле с "выбитым" небом, либо полноценное небо и черное всё остальное:

Подражая Пуссену:

Динамический диапазон цифровых фотокамер и фотоширота пленок улучшается, но вовсе не так быстро, как хотелось бы - фотографировать надо уже сейчас, не дожидаясь светлого будущего. HDR позволяет как профессиональным фотографам, так и фотолюбителям обойти это существенное и досадное ограничение.

перейти к списку статей...

© Дмитрий Песочинский, 2003-2017
При перепечатке прямая ссылка на сайт www.nevaphoto.com обязательна.

Контакты ... Портфолио ... Обо мне ... Сайт фотографа

Фотосъемка в Петербурге. +7 921 337-24-39. Услуги фотографа. Профессиональная фотосъемка корпоративных мероприятий, праздников, конференций и семинаров. Промышленная и рекламная фотосъемка, фотограф на корпоратив. Сотрудничество с городскими СМИ, PR отделами. Интерьерная, предметная, репортажная, событийная фотосъемка. Опытный фотограф, фотожурналист. Профессиональная обработка и фотопечать. Фоторепортажи на заказ, фотосъемка для каталогов, буклетов, календарей. Деловой портрет, фотосъёмка для корпоративных досок почёта. Виртуальные сферические панорамы, виртуальные туры. Фотоуслуги, разработка и составление фотобанка.