Главная Рентабельность

Что такое hdr эффект. Сюжеты, которые не подходят для съёмки в стиле HDR

24.09.2019

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.

1. Немного о динамическом диапазоне и о борьбе за него

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.

2. Съёмка для HDR

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:

  • 1. Ставим камеру в режим приоритета диафрагмы (AV) и выбираем нужное диафрагменное число;
  • 2. Ставим режим экспозамера по минимальному участку, который позволяет камера. Оптимальным будет точечный или частичный замер, но в крайнем случае и центральновзвешенный годится для большинства мотивов;
  • 3. Измеряем экспозицию на самом тёмном и на самом светлом участке. Запоминаем эти значения;
  • 4. Устанавливаем камеру на штатив, переходим в ручной режим (M), ставим то же диафрагменное число, при котором проводили измерения, и поднимаем выдержку от наименьшего значения к наибольшему (или наоборот) с разницей в одну-две ступени при съёмке в JPG-формате или две-три ступени про съёмке в RAW.

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.

    Съёмка по этому методу выглядит так:
  • 1. На камере устанавливается эксповилка и режим непрерывной съёмки;
  • 2. Композиция выбирается так, чтобы в центре был участок средней освещённости и фиксируется экспозиция;
  • 3. Кадр компонуется и делается три кадра. При этом желательно сильно не прыгать, иначе потом будет сложно выровнять кадры.

3. HDR в действии

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 .

3.1. Создание HDR и тональная компрессия в Фотошопе

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:

  • 1. Изменить значение экспозиции, чтобы изображение имело среднюю яркость;
  • 2. Увеличить значение гаммы, чтобы все части изображения были видны. Контраст при этом будет очень низким;
  • 3. Скорректировать по необходимости значение экспозиции.
  • 4. После тональной компрессии увеличить контраст уровнями или кривыми.

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:

  • 1. Открыть диалог 32-битного просмотра: View->32-bit Preview Options… . Каретка экспозиции в открывшемся окне обязательно должна стоять посередине. Установить метод предпросмотра Highlight Compression.
  • 2. Открыть диалог Image->Adjustment->Exposure и установить параметры, при которых изображение будет выглядеть оптимально. Значение Offset лучше не менять. В таком виде изображение и будет конвертировано в 8 или 16 бит.
  • 3. В окне Image->Mode->16 bit выбрать Highlight Compression .

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.

3.2. HDR и Tone Mapping в Photomatix

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) .

Обновив свою мобильную операционную систему iOS до версии 4.1, компания представила новую функцию доступную только для iPhone 4. Называется она HDR (расширенный динамический диапазон) и является приятным дополнением к без того богатому функционалу задней камеры смартфона.

Динамический диапазон – это спектр от светлых до темных цветов, которые может распознавать глаз и матрица камеры. Функция HDR позволяет делать три снимка с разной выдержкой (недодержанный, нормальный и передержанный) и объединять их в одно изображение с повышенным динамическим диапазоном. Получающееся изображение максимально приближено к той картинке, которую видит человеческий глаз и отличается отображением дополнительных деталей, которые часто не бывает видно, поскольку они находятся в тени.

Поскольку благодаря функции HDR в большинстве случаев обработанные снимки получаются лучше первоначальных, существует соблазн постоянно держать ее включенной. Кроме того, никто не мешает вам в меню Настройки->Фото сделать так, чтобы сохранялись обе версии фотографии. Единственный минус состоит в том, что сохранением HDR-фото занимает целых 5 секунд. К тому же если у вас мало свободной памяти, то необходимость сохранения дополнительной, зачастую большей по размеру фотографии также не может не раздражать.

Но главная истина состоит в том, что хотя этот новый инструмент может сделать многие фотографии лучше, это не означает, что его следует постоянно использовать при фотографировании. Рекомендуем вам потратить часть своего времени на прочтение этой статьи, чтобы понять, в каких ситуациях использование функции HDR уместно, а в каких ее лучше отключать.

Когда использовать HDR

Пейзажи: Классический случай использования HDR в фотографировании – это съемка пейзажей при ярком свете, возвышающемся над горизонтом, и более темной поверхностью земли. Пользователям , которые хотят, чтобы в обеих частях такого пейзажа было видно много деталей, следует обязательно переключиться в режим HDR. Единственный тип пейзажей, в которых эта функция показала себя плохо, это закаты солнца. Система пытается осветлить передержанное солнце, в результате чего теряется согревающая насыщенность красного и оранжевого, из-за чего картина уже не выглядит такой захватывающей.

Портретная съемка на улице: Из-за сильного солнечного света портреты, сделанные на улице среди дня, выглядят тусклыми и выцветшими. К тому же на лице модели часто могут возникать нежелательные тени, а вокруг глаз – темные круги. При включении функции HDR на iPhone эти негативные воздействия можно минимизировать, получив в результате этого адекватно освещенный портрет.

Тем не менее, если человек полностью охвачен тенью, вряд ли ограниченных возможностей режима HDR будет достаточно, чтобы в нужных масштабах осветить его лицо. Чтобы извлечь из этой функции максимум возможностей при съемке человека, освещенного сзади, сфокусируйтесь на самой темной части лица модели. В результате фон получится максимально выцветшим. После того как вы сделаете снимок, в итоговом фото соединятся должным образом выдержанное лицо человека и слегка приглушенный фон. Профессиональные фотографы в таких ситуациях пользуются заполняющей вспышкой, однако пользователям iPhone приходится довольствоваться лишь программными функциями для получения желаемого эффекта.

Редактирование с помощью приложений: Если вы планируете использовать приложение для редактирования полученных изображений, в HDR-снимке будет содержаться больше информации, с которой можно было бы поработать. Если вас устраивает ровная выдержка этого фото, но разочаровывает тусклость красок, вы можете увеличить степень насыщенности, воспользовавшись такими программными продуктами как Photogene или Adobe Photoshop Express. Поклонники приложений, которые имитируют пленку, должны учитывать тип фильтра, которые они планируют использовать. Некоторые приложения создают эффект игрушечной камеры, задирая уровень насыщенности и контрастности – двух показателей, которые обычно находятся на низкой отметке у HDR-фото. Фильтры, имитирующие старые фотоаппараты, наоборот высветляют фотографии, придавая им блеклый вид.

Когда лучше не использовать HDR

Съемка в движении: В режиме HDR камера iPhone один за другим делает три снимка. Если вы фотографируете быстро движущийся предмет или сами двигаетесь во время съемки, на итоговом снимке фотографируемый человек будет похож на призрака. Это получается, поскольку друг на друга накладываются два изображения модели, которая находится в двух разных местах. Если вы часто испытываете эту проблему при использовании режима HDR, попробуйте воспользоваться штативом.

Когда важна контрастность: Удачное фото может подарить захватывающие впечатления, сыграв на контрасте темного и светлого. Например, фотография может отображать длинную тень, тянущуюся по поверхности, или полностью темный силуэт на ярком фоне. К сожалению, при использовании функции HDR, призванной сглаживать излишества, такой эффект будет смазан.

Когда хочется добавить красок: В режиме HDR чрезмерно яркие краски делаются более тусклыми, что способствует выравниванию общей насыщенности снимка. Поэтому при съемке ярких и хорошо выдержанных предметов с использованием этой функции вас может постигнуть разочарование. Если вам позарез нужно передать все многообразие красок, которые вы в данный момент видите перед глазами, рекомендуем вам зайти в настройки и отключить HDR. Например, вы снимаете горизонт, где основной фокус сосредоточен на ярком небе, но темный фон для контраста вам хотелось бы сохранить. Для осуществления своего замысла вам непременно придется отключить динамический диапазон, поскольку конечная фотография явно многое потеряет.

Когда нужна вспышка: Тщательно изучив функцию HDR, вы наверняка успели заметить, что во время ее работы вы не можете пользоваться вспышкой. Если вы включите вспышку, HDR автоматически отключается. Поэтому для съемки при плохом освещении с использованием динамического диапазона вам придется прибегнуть к помощи других осветительных приборов.

До недавнего времени камеры сотовых телефонов линейки Pixel и Nexus не представляли собой ничего особого, но разработчики Google внедрили новый механизм постобработки фотографий HDR+, благодаря которому они поднялись на первые позиции различных рейтингов. И если вам интересно узнать о том, как работает HDR+ и как активировать его на своем смартфоне, читайте далее.

Что такое обычный HDR

Чтобы понять принципы работы HDR+ для начала разберемся с обычным HDR.

Недостаточный охват динамического диапазона в следствии маленького размера матрицы — главный недостаток всех камер смартфонов. Для решения этой проблемы разработали алгоритм HDR (High-Dynamic Range), принцип работы которого заключается в накладывании друг на друга и объединении трех снимков: кадра со стандартным для данной сцены уровнем экспозиции, недоэкспонированного кадра, где четко видны лишь пересвеченные участки изначального снимка и переэкспонированного кадра, на котором видны только затемненные участки изначального снимка. В результате получается снимок с хорошей проработкой всех деталей. Этот метод можно назвать небольшой революцией в области фотографии смартфонов.

К недостаткам алгоритма HDR относятся: долгое время съемки, раздвоение движущихся в кадре объектов, а так же смазывание всей картинки даже при минимальном движении или тряске камеры.

Что такое HDR+

HDR+ (High-Dynamic Range + Low Noise) — это алгоритм, имеющий ряд выдающихся возможностей и при этом лишенный недостатков HDR. В отличии от HDR новый алгоритм HDR+ почти не боится тряски смартфона и движений в кадре. Кроме того этот алгоритм способен повышать качество цветопередачи, что крайне важно при плохом освещении и по краям кадра, вместе с этим он сильно расширяет динамический диапазон фотографии. Ну и наконец, алгоритм HDR+ способен устранять шумы практически без потери детализации.

Первым из смартфоном обладателем поддержки HDR+ в 2013 году стал Nexus 5. Обновление Android 4.4.2., которое принесло с собой поддержку режима HDR+, что в корне изменило качество ночных снимков. Яркость по всему полю кадра не особо конечно изменилась, но зато при сохранении мелких деталей практически исчезли шумы. Ну и конечно же, не могла не порадовать прекрасная передача цветов, резко отличившая снимки Nexus 5 от снимков других смартфонов того времени.

История создания HDR+

История создания алгоритма творящего чудеса использующего обычные камеры Nexus и Pixel началась в 2011 году, когда глава компании Google X Себастьян Трун (Sebastian Thrun) решил подыскать камеру для очков дополненной реальности Google Glass. Он предъявлял очень жесткие требования к массе и габаритам. Размер матрицы камеры необходимо было сделать еще меньше, чем в смартфоне, что привело бы к появлению большого количества шумов на снимке. Поэтому было решено попробовать улучшить качество фотографии с помощью алгоритмов. Этим и занялся преподаватель факультета информатики Стэнфордского университета, эксперт в области вычислительной фотографии Марк Левой (Marc Levoy) , который занимался технологией захвата и обработки изображений на базе программного обеспечения.

Команда Gcam, под управлением М. Левой, занялась изучением метода объединения нескольких снимков в один кадр (Image Fusion). Качество фотографий обработанных при помощи этого метода заметно улучшилось. Они становились более яркими и четкими, а количество шумов заметно уменьшалось.

Эта технология дебютировала в 2013 году в Google Glass . Затем, переименованная в HDR+, в этом же году появилась и в Nexus 5.

Как работает HDR+

Технология HDR+ - чрезвычайно сложная . Поэтому разбирать ее детально в рамках этой статьи мы не будем, но главный принцип работы рассмотрим.

Основной принцип работы HDR+

Для сохранения максимального количества деталей на конечной фотографии После нажатия кнопки спуска затвора камера захватывает целую серию кадров с короткой выдержкой, т.е. недоэкспонированных снимков. Количество кадров зависит от уровня освещенности и количества деталей в тени. Затем вся серия снимков объединяется в один.

Благодаря заниженной выдержке каждая фотография в серии относительно четкая. Для основы используется самый лучший из первых трех кадров как по резкости, так и по детализации. После чего система разделяет все полученные кадры из этой серии на фрагменты и проверяет соседние фрагменты на совместимость. В случае обнаружения лишних предметов в одном из фрагментов, алгоритм удаляет этот фрагмент и выбирает похожий с другого кадра. Далее снимки обрабатываются с помощью специального алгоритма для уменьшения размытости изображений, который применяется в основном в астрофотографии.

Итак, использование короткой выдержки избавляет наши фотографии от пересвеченных мест, расширяя динамический диапазон снимка. Осталось только удалить шумы на темных участках специальным алгоритмом.

После этого фотография обрабатывается системой подавления шумов. Система включает в себя метод усреднения цвета пикселей на основе нескольких снимков и систему предсказания появления шумов. На границах переходов тона и смены текстуры цель «шумодава» минимизировать потерю детализации даже ценой наличия небольшого шума, но на участках с равномерной текстурой алгоритм выравнивает картинку почти до идеально равномерного тона и с великолепным сохранением переходов всех оттенков.


И наконец выполняется постобработка полученного изображения. Алгоритм минимизирует частичное затемнение полученное в результате попаданием света под наклонным углом (виньетирование). Заменяет пиксели высококонтрастных краев на соседние (хроматическая аберрация). Оттенки зеленого делает более насыщенными, синие и пурпурные оттенки смещает в сторону голубого. Так же усиливает резкость (шарпинг) и делает другие операции значительно повышающие качество итоговой фотографии.

Конвейерный алгоритм HDR+ в работе.

Фотография, сделанная стоковой камерой Samsung в HDR, слева, а справа фотография, созданная в Gcam в HDR+. При сравнении этих двух фотографий бросается в глаза, что за счет потери детализации неба лучше прорисованы объекты на земле.


Отличие обновления HDR+ в Google Pixel

Технология ZSL (Zero Shutting Lag) была придумана для того, чтобы делать моментальные снимки. Смартфон сразу после запуска камеры снимает от 15 до 30 кадров в секунду в зависимости от степени освещенности. Pixel же решил использовать эту технологию для работы HDR+ по своему. При нажатии на кнопку спуска смартфон выбирает от 2 до 10 кадров из буфера ZSL. Затем из первых двух-трех кадров выбирается лучший, а остальные, как и в предыдущей версии алгоритма, слоями накладываются на основной.

Наряду с этим появилось разделение на два режима: HDR+ Auto и HDR+. Последний берет максимально большое количество снимков для создания итоговой фотографии. Она получается более сочной и яркой.

HDR+ Auto делает меньше фотографий, благодаря чему движущиеся объекты становятся менее размытыми, влияние тряски рук ниже, а фотография готова практически мгновенно после нажатия на кнопку съемки.

В версии Google Камеры для Pixel 2/2XL режим HDR+ Auto был переименован в HDR+ On, а HDR+ стал называться HDR+ Enhanced.

Во втором поколении Google Pixel появился специальный сопроцессор, называемый Pixel Visual Core. В настоящее время чип применяется только для ускоренной обработки фотографий в режиме HDR+, а также предоставляет сторонним приложениям возможность выполнять снимки в HDR+. На качестве фотографий, сделанных Google Камерой, его наличие или отсутствие никак не сказывается.

Google использует HDR+ даже для устранения проблем с железом. Из-за конструктивной ошибки Google Pixel / Pixel XL мог сделать фотографию с сильным засветом. Google выпустила обновление, которое использует HDR+, чтобы убрать этот засвет, комбинируя снимки.

Преимущества и недостатки HDR

Выделим основные достоинства HDR+:

  • Алгоритм замечательно устраняет шумы с фотографий, практически не искажая детали.
  • Цвета в темных сюжетах гораздо насыщеннее, чем при однокадровой съемке.
  • Движущиеся объекты на снимках реже двоятся, чем при съемке в режиме HDR.
  • Даже при создании кадра в условиях недостаточной освещенности вероятность смазывания картинки из-за дрожания камеры сведена к минимуму.
  • Динамический диапазон шире, чем без использования HDR+.
  • Цветопередача преимущественно получается естественней, чем при однокадровой съемке (не для всех смартфонов), особенно по углам снимка.

На ниже размещенных иллюстрациях слева расположена фотография со стоковой камеры Galaxy S7, а в правой части - фото в HDR+ через Google Камеру на том же устройстве.

Ночные фотографии города. Тут прекрасно видно, что HDR+ дает нам возможность получить отчетливое изображение группы граждан, расположившихся под вывеской Билайн. Небо выглядит чисто, дорожный знак отчетливо. Трава, как и должна быть, зеленая. Вывеска Билайн с правильной передачей цветов. Отчетливая прорисовка балконов, проводов и крон деревьев. Важно - проработка деталей на деревьях справа (в тени) у HDR+ несколько хуже, чем у стоковой камеры.

Недостатков у HDR+ мало, да и носят они несущественный характер для большинства сюжетов. Во-первых, для создания HDR+ фотографии требуется много ресурсов процессора и оперативной памяти, что приводит к ряду негативных последствий:

  • повышается расход аккумулятора, и устройство греется при объединении серии снимков;
  • нельзя быстро сделать несколько снимков;
  • мгновенный предпросмотр недоступен; фотография появится в галерее после окончания обработки, которая на Snapdragon 810 длится от до четырех секунд.

Частично эти проблемы уже решены с помощью Pixel Visual Core. Но этот сопроцессор, скорее всего, так и останется козырем Google Pixel.

Во-вторых, для работы алгоритму необходимо как минимум две фотографии, а в среднем происходит захват четырех-пяти кадров. Поэтому:

  • обязательно возникнут ситуации, в которых алгоритмы будут давать сбои;
  • HDR+ немного проигрывает классическому HDR по охвату динамического диапазона;
  • создание одной фотографии и ее обработка с использованием быстрого ISP-сопроцессора будет предпочтительнее в экшен-сценах, потому что позволяет избежать двоения и смазывания объектов при невысокой выдержке.



На каких устройства работает HDR+

Чисто теоретически HDR+ может работать на любом смартфоне с версией Android не ниже 5.0 (необходим Camera2 API). Но по соображениям маркетинга, а также из-за наличия некоторых оптимизаций, требующих специальных железных компонентов (сопроцессор Hexagon в Snapdragon), Google намеренно заблокировала включение HDR+ на любом устройстве, кроме Pixel. Однако Android не был бы Android’ом, если бы энтузиасты не нашли способ обойти это ограничение.

В августе 2017 года один из пользователей 4PDA сумел модифицировать приложение Google Camera таким образом, чтобы режим HDR+ можно было использовать на любом смартфоне с сигнальным процессором Hexagon 680+ (Snapdragon 820+) и включенным Camera2 API. Первое время мод не поддерживал ZSL, да и в целом выглядел сыро. Но и этого было достаточно, чтобы улучшить качество фотосъемки смартфонов Xiaomi Mi5S, OnePlus 3 и прочих до ранее недостижимого для них уровня, а HTC U11 так и вовсе получил возможность на равных соревноваться с Google Pixel.

Позже к адаптации Google Camera на телефоны сторонних вендоров подключились другие разработчики. Спустя некоторое время HDR+ заработал даже на устройствах со Snapdragon 808 и 810. На сегодняшний день практически для каждого смартфона, основанного на Snapdragon ARMv8, работающего на Android 7+ (в некоторых случаях и Android 6) и имеющего возможность использовать Camera2 API, существует портированная версия Google Camera. Частенько она поддерживается отдельным энтузиастом, но обычно таких разработчиков сразу несколько.

В начале января 2018 пользователь XDA miniuser123 сумел запустить Google Camera с HDR+ на своем Galaxy S7 с процессором Exynos. Немного позже выяснилось, что Google Camera работала также на Galaxy S8 и Note 8. Первые версии для Exynos были нестабильны, часто падали и зависали, в них не работала оптическая стабилизация изображения и ZSL. Версия 3.3 уже достаточно стабильна, поддерживает оптическую стабилизацию изображения и ZSL и все функции Google Camera, за исключением портретного режима. А в число поддерживаемых устройств теперь входят несколько смартфонов Samsung серии A.

Как включить HDR+ на телефоне

Если у вас смартфон на Exynos, то выбор невелик. Переходи в тему обсуждения на XDA , открывайте спойлер V8.3b Base (если у вас Android или Pixe2Mod Base (для Android 7) и качайте последнюю версию. Также вы можете посетить группу в Telegram , где оперативно выкладывают все обновления Google Камеры.

Владельцам смартфонов с процессом Qualcomm придется поискать. Энтузиасты активно поддерживают версии Google Camera с HDR+ для множества смартфонов. Рекомендую погуглить и прогуляться по темам обсуждения камеры и самого устройства на таких форумах как XDA. Как минимум там будут пользователи, пытавшиеся запустить HDR+.

Ко всему вышесказанному упомяну, что в интернете есть страница, где собраны практически все версии Google Camera , на которой удобно тестировать различные Gcam на малоизвестных устройствах.

Заключение

Алгоритм HDR+ служит яркой демонстрацией возможностей мобильной цифровой фотографии. Пожалуй, на сегодняшний день это самый эффективный из доступных алгоритмов обработки изображений. HDR+ достаточно одного фотомодуля для создания снимка, по качеству обходящего двойные фотомодули некоторых гаджетов.

Для кого-то первые снимки на цифровую камеру были сделаны семь лет назад, для кого-то - на прошлой неделе. Практически все мы задавали себе вопрос: почему часто на снимках голубое небо превращается в сплошной белый фон, а на тех фотографиях, где небо все же не было пересвечено, все предметы на переднем плане сливаются в темное пятно.

Чтобы понять, почему это происходит, проведем небольшой эксперимент. Поставим камеру в приоритет диафрагмы (AV) и наведем ее на небо в солнечную погоду. Предположим, что камера показала необходимую выдержку 1/2000 секунды. Теперь замерим необходимую выдержку по самой темной части мотива, например одежде человека перед вами. Получим 1/2 секунды. Эта разница в освещении приблизительно соответствует так называемому динамическому диапазону мотива. Ее принято вычислять в ступенях экспозиции, и в данном случае она равна 10 ступеням. Вспомним, что одна ступень соответствует изменению экспозиции в два раза. В нашем случае это изменение времени выдержки от 1/2000 до 1/2 секунды.

Глаза человека могут адаптироваться к изменению освещения до 24 ступеней экспозиции, поэтому мы способны различить детали и на светлом небе, и на темной одежде. Но матрица фотокамеры не может приспосабливаться к свету. У нее есть фиксированный динамический диапазон, то есть разница в освещении между самым ярким участком мотива, который она может зафиксировать, не превратив его в белое пересвеченное пятно, и самым темным участком, в котором зафиксированная информация не перекрывается шумом. Динамический диапазон матрицы большинства цифровых камер равен примерно 9 ступеням экспозиции, что гораздо меньше как способности глаз человека запечатлевать информацию, так и способности черно-белой пленки с ее динамическим диапазоном до 11 ступеней.

При этих ограничениях цифровой фотографии она дает нам возможность манипулировать снимками на компьютере. Поэтому вполне естественным было бы сделать несколько кадров с различной экспозицией, соединив их в один, что дало бы нам возможность заметно расширить динамический диапазон снимка. Один из таких способов заключается в работе со слоями в Photoshop и будет описан позднее. О втором способе - создании HDR - пойдет речь сейчас.

Под HDR или, если быть более точными, HDRI (High Dynamic Range Image), подразумевают изображение с динамическим диапазоном больше, чем в обычных снимках. С какого предела начинается HDR, является темой для многих дискуссий. В некоторых источниках границей называют 13,3 ступени экспозиции, в других - 9 ступеней, которые помещаются и в обычный 8-битный JPG-файл.

С технической точки зрения HDR можно определить как файл, в котором яркости пикселей сохранены не в целочисленном виде, а в формате с плавающей запятой. Для HDRI чаще всего используются 32-битные форматы Radiance (.hdr) или OpenEXR (.exr). Так как обычные мониторы не могут отобразить все значения яркости в 32-битном файле, HDRI необходимо привести в 8- или 16-битное изображение. Этот процесс называется тональным отображением (tone mapping).

Если говорить о том, чем HDR не является, стоит упомянуть, что из 8-битных фотографий нельзя сделать HDR, даже если обработать их в специальных программах, таких как Photomatix. Также изображение, полученное из одного RAW-файла с высветлением теней и затемнением светлых участков, будет просто фотографией, конвертированной из RAW, но никак не HDR.

2. Съемка для HDR

Для создания HDR-изображения нужно сделать несколько снимков с различной экспозицией, запечатлев детали как в темных, так и в светлых частях мотива. Изменять экспозицию, как известно, можно разными способами, но в случае HDR делать это следует изменением выдержки.

Самый верный способ съемки для HDR выглядит так:

  • Для начала установим на камере режим приоритета диафрагмы (AV) и выберем нужное диафрагменное число.
  • Поставим режим экспозамера по минимальному участку, который позволяет камера. Оптимальным будет точечный или частичный замер, но в крайнем случае для большинства мотивов подойдет и центрально взвешенный метод.
  • Измерим экспозицию на самом темном и на самом светлом участках. Для этого интересующий нас участок должен находиться в центре кадра. Запоминаем эти значения.
  • Установим камеру на штатив, перейдем в ручной режим (M), поставим то же диафрагменное число, при котором проводили измерения, и будем делать снимки, поднимая выдержку от наименьшего значения к наибольшему (или наоборот) с разницей в одну-две ступени при съемке в JPG-формате или две-три ступени при съемке в RAW .

Если место на вашей карте памяти важно, то можно ограничить количество снимков, проверяя гистограмму. На самой темной фотографии гистограмма должна немного не доходить до правой границы, а на самой светлой - до левой. Лучше даже, если на фотографии с максимальной выдержкой гистограмма начинается в середине шкалы. Тогда мы можем быть уверены, что в получившемся HDR не будет шумов в темных участках, если мы захотим их осветлить.

В тех случаях, когда штатива нет или его нельзя использовать, может помочь эксповилка (AEB) в сочетании с режимом непрерывной съемки. Установка эксповилки на +/– два шага обычно достаточна для создания качественных HDR. В данном случае лучше всего использовать матричный замер экспозиции. Если есть возможность, лучше прислониться к стене или колонне, чтобы уменьшить разницу в кадрах, обусловленную движением.

Чувствительность при съемке для HDR желательно поставить на минимальное значение, поскольку большинство HDR-программ не очень хорошо справляются с шумом. Если же высоких значений чувствительности по каким-либо причинам нельзя избежать, лучше пользоваться Photoshop, поскольку эта программа очень хорошо справляется с устранением шума в HDR.

3. HDR в действии

Рассмотрим, как создавать HDRI и делать тональное отображение на примере «Фотошопа» и «Фотоматикса» - программ, чаще всего используемых для этих целей.

3.1. Создание HDR и тональное отображение в Photoshop

Создавать HDR в «Фотошопе» можно из JPG-, TIF- или из RAW-файлов. Для этого нужно либо выбрать файлы через меню File-Automate-Merge to HDR, либо использовать опцию Add Open Files, если фотографии уже открыты. Если съемка велась с рук, то можно отметить опцию Attempt to Automatically Align Source Images. Только следует учесть, что выравнивание изображений занимает в «Фотошопе» очень много времени, до 45 минут для HDR из трех RAW-файлов. Если программа не может найти EXIF-данные, он попросит внести их вручную.

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 снимка. Справа отображена гистограмма получившегося HDRI. Передвигая ползунок, можно изменять гамму изображения и рассматривать части фотографии с различной освещенностью. Оставьте значение Bit Depth на 32 и нажмите ОК.

Теперь можно конвертировать HDR в обычное изображение. Для начала лучше конвертировать в 16 бит, чтобы уменьшить возможные потери при дальнейшей обработке. Для этого выбираем Image-Mode-16 Bits/Channel. Появится окно с четырьмя опциями вверху. Для большинства случаев интерес представляет только последняя опция Local Adaptation. Кроме кривой, которая работает подобно простым кривым Photoshop, в этом диалоговом окне есть два параметра: 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.

Threshold определяет, насколько выраженным будет локальный контраст.

Теперь осталось поработать с кривой. Для того чтобы узнать, где на кривой лежит световое значение участка изображения, следует, как и в обычных кривых, провести курсором по этому участку изображения. В крайнем случае можно сделать несколько изображений с различными параметрами тонального отображения, потом соединить их с разными режимами перекрытия или скрыть части слоев масками. Перед тем как нажать OK, лучше сохранить установки на кривой, чтобы потом при необходимости изменить их или использовать для изображений, снятых в тех же условиях.

Все вопросы по созданию HDR изображений вы можете задать в разделе «Вопросы эксперту ». На следующей странице - обзор основных программ для создания HDR.

3.2. HDR и Tone Mapping в Photomatix

Создадим HDR-файл из нескольких фотографий. Для этого можно выбрать фотографии через HDR-Generate-Browse либо открыть нужные снимки, выбрать меню HDR-Generate и отметить Use Opened Images. Второй вариант не работает для RAW-файлов, поскольку из них Photomatix автоматически создает псевдо-HDRI. Если Photomatix не может найти EXIF-данные, он попытается приблизительно вычислить их. Чаще всего результат совсем неплох, но на этом этапе можно подкорректировать данные экспозиции. Как и в Photoshop, здесь лучше указывать верные данные.

После того как файлы выбраны, появится следующее окно. В нем можно выбрать различные опции для создания HDR. Если существует вероятность, что позиция камеры была немного изменена при съемке, то можно отметить Align Source Images. Photomatix при выборе опции Attempt to Reduce Ghosting Artifacts попытается минимизировать различия в снимках, связанные с движущимися объектами. Если эти объекты относятся к переднему плану, например это люди или качающиеся ветки, то лучше выбрать Moving Objects/People, в меню Detection выбрать High. Опцию коррекции волн, по моему опыту, лучше не активировать, без нее результаты обычно получаются лучше. В настройках тональной кривой отклика (Tonal Response Curve) внизу лучше оставлять Take Tone Curve Of Color Profile.

После того как вычисления закончены, изображение можно повернуть с помощью 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. Через View-Default Options-HDR можно конфигурировать, будет это окно появляться или нет. HDR Viewer можно вызвать и комбинацией клавиш Ctrl+V.

Теперь можно приступать к превращению HDR в доступный нормальным мониторам вид. Выбираем HDR-Tone Mapping (Ctrl+T). Появится окно с различными настройками, от которых будет зависеть конечная фотография, то, насколько реалистичной или сюрреалистичной она будет. В поле Method следует выбрать Details Enhancer. Другой метод, Tone Compressor, может давать совсем неплохие и приближенные к реальности результаты, но предлагает меньше опций контроля тонального отображения.

Рассмотрим, что означают различные настройки тонального отображения.

Strength - контролирует влияние на конечный результат остальных параметров.

Color Saturation - цветовая насыщенность полученного изображения.

Light Smoothing - отвечает за плавность световых переходов. Именно она виновата в ореолах, которые свойственны многим HDR-фотографиям. Это значение лучше ставить на максимум.

Luminosity - определяет общий световой уровень фотографии. Повышение этого параметра высветляет тени, более равномерно распределяя световые значения на гистограмме, но в то же время выявляет шумы в тенях.

Micro Contrast - определяет световой контраст в деталях.

Micro Smoothing - уменьшает локальный контраст деталей, влияние предыдущего параметра. Слишком большие значения делают фотографию плоской, со слабо выраженными локальными световыми значениями, при уменьшении этого параметра увеличивается шум и могут появиться темно-серые пятна в областях средней освещенности.

White/Black Clip - определяет значение, после/до которого информация в светлых/темных тонах обрезается.

Output Depth - для изображений, которые вы еще собираетесь обрабатывать в графическом редакторе, лучше ставить на 16 бит.

Некоторые довольно полезные опции были добавлены в версии 2.5: Color Temperature - сдвигает цветовую температуру изображения по отношению к исходному HDRI.

Saturation Highlights/Shadows - изменение насыщенности темных/светлых тонов. Эти опции работают с исходным HDR-изображением, с темными/светлыми тонами реального мотива, поэтому они не являются аналогами Color Balance или Selective Color в Photoshop.

Highlights/Shadows Smoothing - контролируют изменение контраста в темных и светлых тонах.

Shadows Clipping - затемняет темные области, обычно содержащие в HDR много шума.

Обычно локальный контраст получившейся фотографии ниже, чем той, что была в предварительном просмотре. Происходит это из-за того, что тональное отображение рассчитывается с учетом размеров областей локального и глобального контрастов, которые различны в зависимости от размеров изображения. Разница между конечным результатом и предварительным просмотром будет тем больше, чем больше разница между самим изображением и его копией в окне предпросмотра.

В этом случае либо если по каким-то другим причинам результат вас не устраивает, можно вернуться к HDR-файлу опцией HDR-Undo Tone Mapping.

4. Соединение экспозиций (Exposure Blending)

Кроме создания HDR, есть еще один способ увеличения динамического диапазона фотографий. Этот метод работает для любого количества фотографий, снятых со штатива, но для простоты ограничимся двумя снимками. В Photoshop обе фотографии копируются в один файл в виде слоев, а к верхней добавляется маска.

В самых простых случаях, когда светлая и темная части снимка разделены прямой линией горизонта, достаточно закрасить маску градиентом от белого к черному, имитируя серый градиентный фильтр, известный из аналоговой фотографии. Если удерживать Shift при создании вертикального градиента, получится ровный горизонтальный переход.

Гораздо чаще такими простыми методами обойтись не получается: темные и светлые части снимка разделены неровной границей либо разбросаны по всей фотографии. В этом случае маску придется подгонять к конкретному случаю. Для этого слой с более темной фотографией помещаем сверху и добавляем к нему маску. Для начала сделаем грубый набросок распределения яркостей на маске. Это можно сделать несколькими способами.

Первый способ:

  • Выбираем более контрастный слой и копируем его (Ctrl+C).
  • В списке каналов верхнего слоя выбираем маску.
  • Копируем (Ctrl+V).

Для второго способа маски у верхнего слоя сначала быть не должно.

  • Среди RGB-каналов более контрастного слоя выбираем самый контрастный канал.
  • Выбираем его, кликнув мышкой, удерживая Ctrl.
  • Добавляем маску к верхнему слою. Она автоматически заполнится информацией из выбранного канала.

После создания заготовки маски ее контраст можно увеличить кривыми либо сделать маску, состоящую только из черного и белого цветов фильтром Filter-Sketch -Stamp. Правда, работает он только в 8-битном режиме. Чаще всего после этого нужно тщательно подправлять маску кисточками, меняя прозрачность, размер и размытость краев кисти.

Несколько методов соединения экспозиций, дающих иногда очень неплохие результаты, предлагает также Photomatix. Для этого следует открыть фотографии и в меню Combine выбрать один из методов. Лучшие результаты дают H&S-Auto и H&S-Adjust. Значением Blending Point во втором случае можно задать, из каких фотографий предпочтительнее брать информацию. Чем выше это значение, тем больше будет влияние на результат более светлых снимков. Параметром Radius можно контролировать аккуратность перекрытия экспозиций.

5. Последующая обработка

HDR-изображения после тонального отображения обычно следует обработать, чтобы добавить им контраста и скорректировать цвета. Кроме того, изображения, полученные в Photomatix, при некоторых настройках имеют одну особенность: тени в них бывают более светлыми, чем в самом светлом из исходных изображений, а светлые области темнее, чем в самом темном. Чтобы сделать изображение снова приближенным к реальности, следует открыть его в Photoshop, сверху скопировать самую светлую из исходных фотографий в режиме Darken и самую темную в режиме Lighten. Не исключено, что нужно будет добавить к этим изображениям маски и стереть какие-либо части кисточкой с мягкими краями и прозрачностью 10–30%.

Некоторые программы, работающие с HDR, могут искажать цвета и насыщенность цвета при тональном отображении. Эту проблему в большинстве случаев можно исправить в Photoshop: исходные снимки скопировать в виде слоев на получившееся из HDR изображение и поменять режим перекрытия на Color или Saturation, вернув тем самым естественные цвета. В местах пересветов и теней следует использовать цвета соответственно из недо- и пересвеченных исходников.

6. Альтернативные программы для работы с HDR

В этой статье были подробно рассмотрены Photoshop и Photomatix, но кроме них существуют и другие программы, позволяющие создавать HDR и делать тональное отображение. На эти альтернативные программы также имеет смысл обратить внимание.

EasyHDR - программа с удобным, понятным интерфейсом и большим количеством опций. Более гибкая, чем Photoshop, результаты тонального отображения выглядят более натуральными, чем результаты Photomatix.

Artizen HDR - графический редактор, в котором работа с HDR не является основной функцией. Создание HDRI и тональное отображение делает довольно качественно.

Picturenaut - бесплатная программа для работы с HDR. Неплохо справляется с тональным отображением, но при очень большом динамическом диапазоне может быть сложно найти подходящие параметры.

Qtpfsgui - предлагает несколько алгоритмов, различающихся по параметрам, результатам и времени расчета. После тонального отображения результаты сохраняются в различных окнах, что дает возможность сравнить и выбрать оптимальные параметры.

Ulead PhotoImpact - известный графический редактор. Управление каретками тонального отображения не очень удобно, но результаты более или менее удовлетворительные.

HDR View - небольшая программа для просмотра HDRI. Позволяет увеличивать и уменьшать экспозицию, сохранять изображение на выбранной экспозиции в формате bmp.

Технология HDR может помочь фотографам преодолеть ограничения динамического диапазона матрицы цифрового фотоаппарата. Некоторые программы также позволяют создавать изображения, больше напоминающие сюрреалистические картины, чем фотографии. В каких случаях имеет смысл расширять динамический диапазон фотографии, насколько реалистичной будет конечная фотография - все это решает каждый сам для себя. Работа с HDR дает нам эту замечательную возможность выбора.

Выбирая и покупая новый смартфон, большинство из нас обращают внимание на камеру устройства и её возможности. И ничего удивительного в этом нет. Ведь сегодня мобильный телефон – это не просто средство общения, а полезный и многофункциональный гаджет, способный заменить собой и фотоаппарат, и видеокамеру. При этом есть мнение, что по-настоящему качественные снимки можно получить лишь на том смартфоне, который поддерживает режим съемки HDR. Так ли это? И что это вообще за опция? Об этом и многом другом расскажем ниже.

Как вы, наверное, догадались, HDR – это сокращение. Вообще, эта технология называется High Dynamic Range. Если переводить дословно, то звучит как «высокий динамический диапазон». В чём же суть данной опции? Сейчас объясним. Режим HDR – это специальный метод съёмки фото, в котором камера поочередно делает несколько кадров с разной выдержкой и экспозицией, чтобы впоследствии соединить их в одном изображении.

Причём она концентрируется на участках с разными показателями яркости, контрастности и удалённости от объектива. Затем все кадры обрабатываются встроенной программой. Они накладываются друг на друга, а система анализирует их качество, выбирая наиболее четкие фрагменты из всей серии. В итоге, как из нескольких пазлов, получается один единственный снимок, который взял самое лучшее от каждого кадра.

Много ли смартфонов поддерживают возможность съёмки в режиме HDR? В принципе, да. Есть данная опция на устройствах таких брендов, как xiaomi, meizu, lg, samsung и мн. др.

На айфонах также можно пользоваться этой замечательной функцией. Причём Apple стала оснащать свои устройства подобной технологией довольно давно, начиная с iPhone 4. Все последующие модели (iPhone 5, 5s, 6, 6s, SE, 7 и 8) тоже имеют камеру с возможностью создания HDR-изображений.

Плюсы данной опции

Что же в итоге даёт функция HDR (кстати, многие пользователи произносят не «аш ди эр», а «хдр»)?

  1. Снимки получаются более качественными.
  2. Повышается детализация и чёткость.
  3. Минимизируются тёмные области и, наоборот, чересчур яркие.
  4. Увеличивается диапазон яркости и глубина цвета.

Как видите, преимуществ у съёмки в режиме HDR много. Правда, на создание нескольких снимков и их последующую обработку требуется значительно больше времени, чем при фото без ХДР. Во многом поэтому данный режим полезен лишь при съёмке статичных объектов или пейзажей. Если же снимать с HDR движущиеся элементы, то велика вероятность, что они попросту размоются или задублируются.

Для справки! Камеру в смартфоне Google Pixel называют одной из лучшей. Получающиеся с помощью неё снимки по многим критериям оказываются даже более качественными, чем фото с iPhone 7 и Samsung Galaxy S7. Во многом это заслуга режима HDR+. Именно данная опция в камере андроид-смартфона позволила достичь таких высоких результатов в противостоянии с серьёзными и именитыми конкурентами.

Есть ли недостатки у режима HDR?

Как вы поняли, эта опция действительно полезная. Но минусы у ХДР всё же есть. Так что давайте расскажем и о «ложке дёгтя»:

  1. В ряде случаев фотографии выглядят несколько ненатурально. Особенно когда снимаются сцены с однотонными объектами.
  2. Режим HDR в камере смартфона не позволяет делать яркие снимки. Дело в том, что при создании серии кадров с разной выдержкой и фокусом система усредняет значения яркости.
  3. Сам процесс фотосъёмки проходит более медленно. В HDR-режиме даже самой быстрой и современной камере необходимо чуть больше времени, чем при производстве обычного снимка. Ведь приходится делать серию из 5-10 кадров, а затем ещё монтировать их в один. На всё это уходит пара-тройка секунд. К тому же дополнительно нагружается процессор смартфона.

Как включить режим HDR и когда стоит пользоваться данной опцией?

Чтобы активировать этот режим, никакие сторонние приложения устанавливать не нужно. Всё делается в самой «Камере». Например, в айфоне в самом окне фотосъёмки сверху есть значок «HDR» (правда, его нет на iPhone 8 и iPhone 8 Plus). Достаточно кликнуть на него и выбрать «HDR вкл.» или «HDR авто», чтобы активировать эту функцию. После чего направляйте камеру и жмите круглую клавишу.

Ничего сложного, правда? Только учтите пару нюансов:

  1. В режиме «HDR авто» (впервые появился в iOS 7.1 на iPhone 5s) айфон для каждого снимка определяет, какой вариант вышел лучше: с HDR или без. Система автоматически выберет оптимальный результат, а другое фото удалит.
  2. В режиме «HDR вкл.» «яблочный» смартфон создает HDR-версию для каждого снимка. То есть пользователь может сравнить два варианты и выбрать наиболее понравившийся. Но вот только место на диске в этом случае сэкономить едва ли удастся.

Когда же лучше всего задействовать функцию HDR? Активировать режим лучше всего в том случае, если камера смартфона не справляется с поставленной задачей. Допустим, вы снимаете против света солнца или находитесь в тени здания. Тут, конечно же, стоит использовать HDR. Хотя ждать чуда тоже не стоит. Если освещение очень плохое, то и режим ХДР не поможет получить качественные изображения.

Ещё включать HDR в камере смартфона следует в таких случаях:

  1. Портретная съёмка.
  2. Пейзажная съёмка.
  3. При работе с мелкими объектами. К примеру, нужно сделать фото нескольких страниц каталога или журнала.
  4. При уличной фотографии статических объектов. Будь это памятник, дом или стоящий у обочины авто.

Когда лучше всего обойтись без HDR режима?

Что касается того, когда категорически не рекомендуется применять данную функцию:

  1. Если вы или другие объекты движетесь . Так как при съёмке в режиме HDR в таком случае получится размытое фото (ведь, как вы знаете, для создания одного снимка делается серия кадров).
  2. Если вы снимаете контрастные сцены . Использование HDR «сгладит» разницу между светлыми и тёмными участками. Но только это не улучшит качество изображения.
  3. Если перед объективом вашей камеры сцены с яркими цветами . Дело в том, что HDR может сделать снимок ещё более насыщенным по яркости и цветовой гамме. В итоге фото станет нереалистичным.

Во всех перечисленных вариантах камера с включенным HDR хорошее, прорисованное и гармоничное по яркости фото точно не выдаст. Лучше покопаться в настройках в обычном режиме съёмки.

Кстати, а как быть тем пользователям, смартфоны которых не имеют камеры с ХДР? Советовать приобрести новое устройство мы не будем. Скажем лишь, что в цифровом магазине можно найти ряд приложений, которые отчасти дадут вашим фото такой эффект, будто вы снимали их в High Dynamic Range.

Для справки! Примечателен тот факт, что владельцы бюджетных смартфонов используют режим HDR гораздо чаще, чем те, кто юзает флагманские и топовые модели. Объясняется это тем, что дорогие девайсы оснащаются более качественной камерой, которая имеет расширенный динамический диапазон.