HDR fotografija 1 – osnovni pojmovi

HDR fotografije su, kao što sam već i spominjao u prethodnim člancima, fotografije velikog dinamičkog raspona, odnosno High Dynamic Range fotografije. HDR fotografije se kreiraju, za optimalne rezultate, iz najmanje 3 LDR fotografije (Low Dynamic Range - niskog dinamičkog raspona) ili SDR (Standard Dynamic Range) fotografije.

HDR fotografije su, kao što sam već i spominjao u prethodnim člancima, fotografije velikog dinamičkog raspona, eng. High Dynamic Range.

Za optimalne rezultate fotografije visokog dinamičkog raspona se kreiraju iz najmanje 3 LDR fotografije (kratica od eng. Low Dynamic Range – niski dinamički raspon) ili SDR fotografije (eng. Standard Dynamic Range).

Što je to zapis HDR, a što je zapis LDR?

Prvo moramo definirati što je to dinamički raspon. Dinamički raspon kod fotografije ili neke scene, je odnos između najsvijetlije i najtamnije točke na toj fotografiji, odnosno sceni. Što pak se tiče tehničkog aspekta fotoaparata to je omjer saturacije i šuma na određenoj fotografiji, odnosno mogućnost senzora da proizvede određenu količinu informacija bez šuma ili drugih devijacija.

Primjerice, kod fotografiranja pejzaža, taj omjer ponekad može ići i do 100000 : 1, a jedan sličan primjer tome je i fotografija koju sam radio za potrebe ovog članka gdje ni snimanje 11 fotografija s EV 1 rasponom nije bilo dovoljno za dobivanje “čiste” HDR fotografije. Konkretno u kadru imam i sjaj sunca i latice cvjetova u sjeni.

Za spremanje svih informacija takve scene potrebna je HDR fotografija koja je kreirana od 15 fotografija zapisa LDR. Način izračuna koliko je fotografija potrebno za određenu scenu objasnit ću u drugom nastavku ove kolumne.

LDR fotografijama se obično smatraju 8-bitne fotografije – 24 bita po pikselu za kolor fotografiju. Česta zabluda među fotografima je da konverzijom RAW datoteka (10 – 14 bitnih) te apliciranjem krivulja za dobivanje detalja u sjenama, odnosno svijetlim dijelovima te fotografije, a zbog vizualnog efekta, tu fotografiju smatraju HDR fotografijom. No, one su i dalje LDR fotografije.

Jedan od bitnih uvjeta za prikaz HDR fotografije je i uređaj na kojem je prikazujemo. Današnji monitori, printeri, projektori još uvijek nemaju mogućnosti prikaza prave HDR fotografije raspona 100 000 : 1, stoga, moglo bi se reći da sve fotografije koje vidimo na internetu jesu LDR fotografije jer se konvertiraju u 8 bitni zapis zbog mogućnosti reproduciranja na današnjim uređajima.

HDR fotografijom se smatra 32 bitni zapis – 96 bita po pikselu za kolor fotografiju. Za razliku od 8 i 16 bitnog zapisa koji koriste konačan broj vrijednosti, 32 bitni zapis koristi tzv. pomični zarez (eng. floating point) što mu praktički daje mogućnost neograničenog broja vrijednosti.

Zašto moramo raditi HDR od nekoliko različitih ekspozicija?

Na to možemo odgovoriti relativno jednostavno: zbog razlike u dinamičkom rasponu prizora i dinamičkog raspona senzora fotoaparata.

Primjerice, ako imamo, kao u priloženom videu, sunce i nebo, a s druge strane laticu u sjeni, potrebno je raditi fotografije – ekspozicije od vrlo kratkih (recimo 1/6000 s) gdje se vide detalji na jako osvijetljenom oblaku, pa sve do dugih ekspozicija (čak i jedne sekunde) gdje se vide detalji u najtamnijim dijelovima – latica u sjeni.

Dinamički raspon 12 bitnog CCD senzora je 4096 : 1 uz 36 bitni zapis (3 x 12). 14 bitni senzori imaju raspon i do 16384 : 1, dok 12 bitni senzori (s kojima raspolaže većina vlasnika fotoaparata DSLR)  ima raspon svega 1000 : 1. Dakle, daleko od dovoljnog za zabilježbu stvarne dinamike prizora koja u gornjem slučaju može biti  i 100000 : 1.

Podsjetimo: većina scena (pejzažnih) ide i do 100000 : 1. Kvalitetniji monitori LCD mogu imati dinamički raspon i do 1000 : 1, ispis na papiru može imati dinamički raspon i do 100 :  1. Ljudsko oko je puno adaptibilnije od senzora, LCD ekrana, papira te dinamički raspon oka može ići i do 1000000 : 1.

Upravo zbog ograničenih mogućnosti današnje tehnologije za prezentaciju snimke HDR moramo raditi pretvorbu velikog broja tonskih razina u puno manji broj razina (eng. Dynamic Range Compression ili Mapping), a kako bi dinamiku snimke HDR od 100 000 : 1 prezentirali u rasponu od 1 000 : 1.

Primjer toga je i video, te 8 bitni zapis nastao HDR obradom.

Na sljedeće tri fotografije je prikazana razlika prikaza standardnog LCD monitora te fotografije jedne ekspozicije, zapisa HDR i komprimiranog (mapiranog) zapisa.

Gornja fotografije prikazuje dinamički raspon fotoaparata – 12 bitni senzor

Prikaz zapisa HDR na LCD ekranu koji nema mogućnosti prikaza svih razina svjetline HDR fotografija (vidi se samo mali segment postojećih informacija)

HDR snimka nakon primjene Tone Mappinga

Za dobivanje HDR fotografije koju možemo prikazati na današnjoj tehnologiji koristimo funkciju Tone Mapping koja nam simulira efekt HDR na 8 bitnoj LDR fotografiji koj se nalazi malo niže. Za te potrebe se koriste razni softverski dodaci, jedan od njih je i Oloneo PhotoEngine koji sam i koristio za potrebe članka.

Uz korištenje 11 fotografija različite ekspozicije i opcije Tone Mapping dobio sam nešto veću dinamiku za razliku od RAW datoteke koju je snimio fotoaparat.

Sljedeća dva primjera su fotografije koje su dobivene metodom Tone Mapping. Prva fotografija je rađena kombiniranom primjenom alata Tone Mapping i Details Enhancer (naglašavanje detalja) od 11 ekspozicija (korak od 1 EV), a druga je rađena od 3 ekspozicije (korak od 2 EV).

U slijedećem nastavku: Izračun broja fotografija za ispravnu HDR snimku.