Dave Ware viesa ziņa no vaļu kaulu fotogrāfijas.
Šīs piezīmes mērķis ir ātri apspriest augsto dinamisko diapazonu un iespējamos tā uzlabojumus nākotnē.
Kas ir augsts dinamiskais diapazons?
Augsts dinamiskais diapazons ir digitāls apstrādes efekts, ko izmanto fotogrāfijā, lai apvienotu vairākus atšķirīgas ekspozīcijas attēlus, lai visā kadrā izveidotu vienmērīgi eksponētu attēlu. Tas palielina attēlā redzamo spilgtumu (gaismas daudzumu).
Kāpēc tas ir vajadzīgs?
Kameras ierobežoto krāsu un spilgtumu, ko tā var ierakstīt, nosaka sensora iespējas un kameras elektronikas dinamiskais diapazons. Piemēram, Canon EOS 40D izmanto 14 bitu analogo ciparu pārveidotāju, kas digitalizē no sensora saņemtos analogos signālus. 14 digitālie biti ļauj kamerā ierakstīt 16 384 dažādas krāsas.
Skatoties histogrammu, horizontālā ass ir attēla spilgtuma līmenis. Vertikālā ass norāda attēla daudzumu, kas satur šo gaismas līmeni. Piemēram, histogramma ar vienu līniju kreisajā malā parāda, ka attēls ir tīri melns. Tāpat viena līnija labajā malā attēlo attēlu, kas ir tīri balts. Datu daudzumu, ko var saspiest histogrammā, ierobežo kameras dinamiskais diapazons. Ļoti zema dinamiskā diapazona rezultātā horizontālās ass robežas atrodas cieši blakus. Augsts dinamiskā diapazons novieto šīs ass tālu viena no otras.
Šeit gaisa baloniem ir iestatīta kameras ekspozīcija - tas tika izvēlēts, jo baloni bija attēla priekšmets, un koki šajā gadījumā tika izmantoti balonu ‘rāmim’. Histogrammā histogrammas kreisajā pusē ir redzams smaile, kas apzīmē kokus, un labajā pusē esošie dati norāda balonus un debesis. Ja fotogrāfs vēlētos, lai gan baloni, gan koki būtu pakļauti, būtu bijis nepieciešams kompromiss, lai baloni kļūtu nedaudz pārāk pakļauti un koki tikai nedaudz nepietiekami eksponēti.
Iepriekš redzamais attēls parāda tradicionālo kompromisu - debesis ir zaudējušas daļu no krāsu piesātinājuma, bet koki ir saglabājuši daļu detaļu. Ievērojiet arī to, ka histogrammā ir redzams nedaudz šaurāks smaile labajā rokas malā (baloni tagad ir nedaudz pakļauti pārāk daudz), un kreisās puses mala norāda, ka ir vairāk detaļu (koki vairs nav pilnīgs siluets).
Tātad, lai to pārvarētu, fotogrāfs var uzņemt fotoattēlu, kas eksponēts fonam, un pēc tam citu fotoattēlu, kas eksponēts priekšplānam. Starp šīm 2 ekspozīcijām parasti tiek uzņemtas dažas citas fotogrāfijas.
Apvienojot katru attēlu, tiek izveidots vizuāli patīkams attēls, un efekti var būt diezgan dramatiski. Tas ir digitālā HDR pamats. Ātra Google meklēšana sniegs vēl dažus piemērus.
HDR nākotne
Pašlaik HDR ir pēcapstrādes tehnika, taču, progresējot kamerām, iespējams, ka šo jomu ražotāji var patiešām uzlabot.
Visticamāk, tiks uzlabots kameras dinamiskais diapazons. Iepriekš minētais 14 bitu ADC ļauj ierakstīt 16 386 krāsas. 24 bitu ADC ir ražoti daudzus gadus, kas ļautu ierakstīt pavisam nedaudz mazāk nekā 17 miljonus krāsu! Sensoram vajadzētu būt spējīgam pielāgot šo dinamisko diapazonu, un kameras iekšējam procesoram - datu apstrādei. Šī spēja pastāv jau tagad, kā tas ir redzams mājas datoros, kuri gadiem ilgi ir darbojušies no 32 bitiem un tagad tiek apstrādāti līdz 64 bitiem. Tas, vai sensors to spēj, ir diskusiju jautājums, un papildu nepieciešamā apstrāde palielinātu laiku, lai ierakstītu datus atmiņas kartē. Tas var ierobežot pilnu ātrumu kadru skaitu, kas uzņemti, pirms kešatmiņa ir pilna un kamera ieraksta attēlus atmiņas kartē. Šie trūkumi, iespējams, kavē palielināta kameras iekšējā dinamiskā diapazona attīstību, jo ar daudzām priekšrocībām bieži vien ir trūkumi.
Vēl viena “kamerā” tehnika var būt daudzu sensoru izmantošana kamerā. Ja viens sensors un pavadošā elektronika var darboties noteiktā dinamiskā diapazonā, tad kopējā dinamiskā diapazona palielināšanai var izmantot 2 sensorus. Piemēram, viens sensors var eksponēt spilgtākajām vietām un vienu sensoru var izmantot, lai eksponētu ēnas, tādējādi radot lielāku dinamisko diapazonu. Sensorus var padarīt neticami mazus - vienkārši apskatiet to tālruņu izmērus, kuriem ir daudz megapikseļu kameru, un tāpēc, iespējams, nebūs problēmu saspiest 2 sensorus (vai vairāk!) Vienā kamerā. Tomēr, samazinoties sensora izmēram, ierakstītā attēla troksnis (attēla graudainība) kļūst lielāks. Atkal tas ir kompromiss starp augstu dinamisko diapazonu, attēla kvalitāti un izmēru.
Cita metode varētu būt alternatīva toņa līknes algoritma izmantošana, ko pašlaik parasti lieto attēliem kamerā. Uzņemot fotoattēlu, sensora signāli tiek pārvērsti ciparu formātā un nosūtīti uz kameras datoru. Lai saprastu šos signālus, dators apstrādā datus un pārvērš tos par kaut ko nozīmīgu. Šī ir toņu līknes forma. Parasti tas tiek izmantots visā attēlā kā “vidējais”. Mūsdienu paņēmieni tomēr var piemērot individuālu toņu līkni katram atsevišķam attēla pikseļam. Tas var padarīt attēlu eksponētu līdzīgi tam, ko redz cilvēka acs (ti, ar lielāku dinamisko diapazonu). Tas neizbēgami palielinās apstrādes laiku kamerā, lai gan, tā kā pašreizējā HDR attēlveidošanas metode ir daudz fotogrāfiju uzņemšana ar dažādu ekspozīciju, papildu apstrādes laiks vienam attēlam, iespējams, joprojām ir milzīgs laika ietaupījums.
Šo jauno toņu līknes metodi uzņēmumi uzlabo, un Samsung nesen iegādājās licenci tehnoloģijas izmantošanai.
Iespējams, ka citiem ražotājiem ir alternatīva metode, vai arī viņi savās kamerās neuzskata par augstu dinamisko diapazonu vai vienkārši slēpj savu laiku. Šī tehnoloģija joprojām attīstās un ir aizraujoša kameru tehnoloģiju joma, jo īpaši tāpēc, ka megapikseļu cīņa kļūst par vecām ziņām.
Augsta dinamiskā diapazona paņēmienus var pārmērīgi izmantot, un attēlus var viegli padarīt nedabiskus. Iemesls tam ir nedabisks tāpēc, ka tie paplašina cilvēka acs iespējamo diapazonu. Būtu skumji, ja tehnoloģija noņemtu fotogrāfijas autentiskumu, kas šo mākslu atdala no glezniecības mākslas (kur gan kompozīcija, gan ekspozīcija aprobežojas tikai ar iztēli). Ja tehnoloģija tomēr spēja atkārtot attēlus, kā to redz cilvēka acs, tad varbūt tas ir pieņemams tehnoloģiskais pagrieziena punkts.
Apskatiet vairāk Deiva darbu vietnē Whalebone Photography.