High Dynamic Range

Bildebrikken i et digitalt kamera registrerer lys lineært. Det vil si at dobbelt så mye lys gir dobbelt så høy registrert mengde lys (dobbelt antall fotoner). Øyet fungerer på en annen måte og har ikke den samme lineære sammenhengen mellom lys og registrert intensitet. Konsekvensen er at et digitalt fotografi er ikke klarer å fange det samme dynamiske omfanget som øyet klarer. I det digitale bildet er det mindre forskjeller mellom det aller mørkeste og det aller lyseste, noe som gjør det til en utfordring å fotografere motiver med store kontrastforskjeller.

En teknikk som kan avhjelpe noen av det digitale bildets mangler er såkalte HDR-bilder (High Dynamic Range). Den følgende videoen gir en kort introduksjon til hvorfor, og hvordan en kan kombinere flere ulikie eksponeringer av samme motiv til et bilde med høyt kontrastomfang. En grundigere skriftlig gjennomgang finnes her.

New York City nighttime tone-mapped image.
New York City om natten, en god
illustrasjon på potensialet
i HDR.

HDR-bilder ser ganske anderledes ut enn de fotografiske bildene vi er vant til. På en måte er de nærmere virkeligheten enn andre fotografier, men de oppfattes gjerne som urealistiske, nettopp fordi de avviker fra det vi er vant til. På mange måter kan HDR-bilder sammenlignes med naturalistiske malerier, der lyssettingen som i større grad gjenspeiler det vi faktisk ser med øyet. Slike bilder har sjelden halt svarte partier eller høylys som "brenner ut". HDR-bilder oppfattes da også ofte som om de har et "malerisk" preg.

Om man liker HDR-bilder eller ikke blir til syvende og sist en smakssak. Det dreier seg imidlertid om en genuin digital teknikk, som åpenbart byr på noen estetiske muligheter som vi ikke kan oppnå ved konvensjonell bildebehandling. Utfordringen er, som ved alle virkemidler, ikke å overdrive.

Hvordan lage et HDR-bilde

Å lage HDR-bilder er ganske enkelt. Du må imidlertid bruke et kamera hvor du har manuelle kontrollmuligheter. I tillegg må du ha et program som Photomatix (men senere versjoner av Photoshop kan også brukes - det finnes også andre programmer). Du kan laste ned en gratis prøveversjon av Photomatix.

Under selve fotograferingen
Hele poenget er at du tar en rekke bilder av eksakt samme motiv med forskjellig eksponering. Dette betyr at du ikke kommer noen vei uten stativ. Motivet må ha høyt dynamisk omfang, f.eks en lys himmel og mørke skygger. Samme muligheter finnes ved en mørk innendørsscene med strekt lys utenfor vinduene.

File:HDR example - exposure.jpeg
Full resolution

Satt sammen i Photomatix:
Tonemapped

Tonemapped
Ser dere nøye på dette bildet ser dere at det inneholder alvorlige bildefeil. I dette tilfellet er dette et fenomen som kalles "banding / posteriazation". Her skyldes det en kombinasjon av dårlig utgangspunkt i form av JPG-bilder med 8-bit per fargekanal, som så konverteres til HDR og ned til 8-bit igjen, for å kunne vises på skjerm. Prinsippet for hvordan HDr og tonemapping fungerer bør imidlertid komme frem.

Hvor mange eksponeringer du vil ha behov for varierer med kontyrastomfanget i motivet. Du trenger eksponeringer som fanger opp det sterkeste høylyset og de mørkeste skyggepartiene. Still kameraet inn på manuell og juster lukkertiden for hver eksponering. Du bør ikke røre blenderen, fordi det vil påvirke dybdeskarpheten. Noen legger også til bilder der de bruker blitz for å belyse mørke områder, men dette gir naturlig nok et annet uttrykk. Her er det imidlertid rikelig rom for å eksperimentere.

Eksponeringsverdi (EV) angir den lysmengden som passer til en gitt kombinasjon av blender og lukkertid.

EV 0 svarer til korrekt eksponering med blendertall 1 i 1 sekund (en meget sjelden kombinasjon).

Høyere EV-tall oppnås ved å redusere blenderåpningen eller lukkertida. Hvert EV-trinn oppover angir en halvering av lysmengden.

Hvis en samtidig øker blenderen ett trinn og minsker lukkertida ett trinn, er EV-tallet det samme.

Hvor mange bilder du trenger å ta vil variere, men 5-7 vil normalt være tilstrekkelig. På noen av bildene vil nesten alt være utbrent, men i den andre enden vil bildene bli nesten sorte.

Du kan endre lukkertiden manuelt, eller benytte såkalt bracketing. Siste teknikk er beskrevet grundig her:

Dersom du tar 5 bilder med 1EV mellom hver eksponering, med et kamera som kan registrere et kontrastomfanf på 6EV så vil du til sammen kunne fange inn et dynamisk omfang på 10EV:

Et forsøk med bracketing

Tre ulike eksponeringer med 1 EV mellom hver.

Lukkertid: (1/4), (1/8) og (1/15)
Blender: f/3.6
ISO : 80

motorvei - 1EV motorvei motorvei + 1 EV

Resultatet etter behandling i Photomatix:

motorvei tonemapped

Se bildet i høy oppløsning (NB 7MB).

Legg merke til problemer med bilene som er i bevegelse. Noen ganger kan dette gi spennede effekter, men det er litt uforutsigbart. I dette bildet synes jeg det er trærene i midten av bildet som først og fremst tilføres noen kvaliteter i dette bildet. Her blandes de ulike ekponeringene på en måte hver jeg umulig kunne fått til et lignende resultat med andre teknikker. Noe å eksperimentere videre med....

Etterarbeid
Programvaren setter sammen de ulike eksponeringene til et HDR-bilde (32-bit). Denne bildefilen inneholder veldig mye emer informasjo enn et bilde med 8 eller 14-bits per fargekanal.

I Photomatix åpner du "HDRI" i menyen, og velger "Create HDR". Velg alle de aktuelle bildene og gå videre med programmets standard-innstillinger. Du kan imidlertid hake av for "Align source images" i tilfelle det er noen små forskjeller mellom bildene.

Selve HDR-bildet er en mellomfase. Dette er et bilde med så store kontraster at det ikke finnes skjermer som er i stand til å vise det. På skjermen vil du se utbrente partier og sorte skyggepartier. disse områdene inneholder imidlertid bildeinformasjon. For å konvertere bildet velger du igjen "HDRI" og "Tone Mapping". Photomatix reduserer dermed kontarstomfanget i bildet, slik at alt kan vises. Her kan du prøve deg frem med forskjellige innstillinger til du får et resultat du er fornøyd med.

Photomatix kan lese en RAW-filer direkte og bruke dette til å lage et "psudo HDR". Resultatet kan bli bra, selv om krevende scener vanligvis behøver flere eksponeringer. Velg "File" - "Open" og åpne en RAW fil med stor lysstyrkevariasjon. Tonemappingen foregår på samme måte som ved et ekte HDR-bilde. I tilfelle du velger å forsøke med en RAW-fil er det en fordel å undereksponere i utgangspunktet, f eks med ett EV-trinn.

Et innledende forsøk

Jeg har gjort noen kjappe forsøk med henholdsvis Photomatix (her er en grundig gjennomgang av dette programmet), FDRTools, og en rent manuell jobb i Gimp. Med et begrenset antall kildefiler er det ikke nødvendigvis gitt at de automatiske programmene kommer best ut. Den manuelle metoden (gjennomført ved å legge de forskjellighe eksponeringene som lag i Gimp og dertter fjerne over og undereksponerte områder) ville trolig blitt ganske umulig dersom en jobbet med et større antall eksponeringer.

Photomatix (til venstre) gir tilsynelatende et bedre resultat enn FDRTools (i midten), men dette gjort ganske raskt og uten etterbehandling av bildene. Resultatet i Gimp står seg godt, og resultatet kunne trolig blitt endabedre med litt mer tålmodig jobbing.

Det optimale resultatet finnes trolig i møtet mellom mange ekponeringer, automatisk genereterte HDR-filer, og en finjustering i en dedikert bildebehandler.

Flere tutorials:

bookmark this

bookmark this

bookmark this

bookmark this

powered by: Wists

Lenker:
(hentet fra Audun Andersen )

og enda mer...

"bonusmateriale":

Eksempler på HDR-bilder: