Fotografia HDR – opis, proces tworzenia

Pierwszy kontakt ze stwierdzeniem „fotografia HDR” miałem ok. 4 lata temu, podczas przeglądania galerii ze zdjęciami promów wycieczkowych, na jednym ze zdjęć moją uwagę przyciągnęły bardzo ładne, nasycone kolory, brak prześwietlonego nieba, z mocno zarysowaną fakturą chmur, oraz bardzo dobrze doświetlona dolna część obrazu. Wtedy jeszcze nie wiedziałem, że było to zdjęcie HDR. Podczas wyjazdu do Gdańska, poszedłem na nabrzeże, i fotografowałem przepływające statki, mając nadzieję na uzyskanie efektu, zbliżonego do widzianej fotografii. Niestety na moich zdjęciach, albo niebo okazywało się prześwietloną białą plamą, albo niebo było naświetlone dobrze, ale dół obrazu tonął w ciemnościach. Wtedy zacząłem poszukiwać informacji na ten temat i znalazłem…rozwiązaniem moich problemów była fotografia HDR.

Rozpiętość tonalna

Aby zrozumieć czym jest fotografia HDR należy wyjaśnić znaczenie rozpiętości tonalnej. Otóż, człowiek podczas spaceru po starówce o zachodzie słońca, widzi dokładnie czerwień nieba, chmury, jak i kolorowe budynki, lecz gdy zrobimy zdjęcie takiego widoku aparatem fotograficznym, zauważymy, że aparat „zobaczy” albo pomarańczowe niebo z zachodzącym słońcem z niedoświetlonymi budynkami, albo dobrze doświetli budynki, prześwietlając niebo. Wynika to z faktu, że rozpiętość tonalna aparatu fotograficznego jest mniejsza od ludzkiego wzroku. Niebo w słoneczny dzień jest o wiele jaśniejsze, od budynków. Uproszczając rozpiętość tonalną możemy sprowadzić do różnicy najjaśniejszego i najciemniejszego punktu na scenie. Widok zachodzącego słońca nad miastem ma o wiele większą rozpiętość tonalną od możliwości aparatu fotograficznego (różnica jasności zachodzącego słońca oraz budynków).

LDR i HDR

Gdy mamy już wyjaśnione znaczenie rozpiętości tonalnej, możemy przejść do wyjaśnienia różnicy pomiędzy fotografią standardową a fotografią HDR. Wykonując zwykłe zdjęcie, wykonujemy tzw. zdjęcie LDR (ang. Low Dynamic Range), czyli zdjęcie o niskiej rozpiętości tonalnej, skrót HDR (ang. High Dynamic Range) oznacza zdjęcie o dużej rozpiętości tonalnej. Wykorzystując technikę fotografii HDR, jesteśmy w stanie wykonać zdjęcie sceny o praktycznie dowolnej rozpiętości tonalnej, nawet większej niż możliwości ludzkiego wzroku.

Jak zrobić zdjęcie HDR

Aby wykonać zdjęcie o dużej rozpiętości tonalnej (HDR) należy wykonać serię zwykłych zdjęć LDR, które pokryją cały zakres dynamiki tonalnej danej sceny. Mówiąc prościej, musimy wykonać kilka zdjęć o różnej jasności, od bardzo ciemnych, na których widoczne będą szczegóły najjaśniejszych partii obrazu (np. wnętrze świecącej żarówki) do mocno prześwietlonych, z których „wyciągnąć” można szczegóły najciemniejszych elementów (zacienione ulice, wnętrza budynków itp.). Bardzo ważne jest, aby każde z tych zdjęć różniło się jedynie jasnością, wartości przysłony oraz ISO muszą być stałe, aparat musi być również ustawiony na solidnym statywie, aby nie było żadnych przesunięć pomiędzy zdjęciami składowymi. Niektóre aparaty fotograficzne oferują możliwość tzw. „Bracketingu” czyli automatycznie wykonają serię ustalonej liczby zdjęć (najczęściej 3, 5 lub 7) o zmiennej jasności. Jest to bardzo dobre rozwiązanie dla scen które nie mają bardzo dużej rozpiętości tonalnej, ponieważ 3 zdjęcia to najczęściej za mało aby pokryć cały zakres jasności występujących na fotografowanej scenie.

Mamy zdjęcia składowe, jak je teraz przerobić na HDR?

W bardzo prosty sposób, wystarczy zainstalować na komputerze oprogramowanie do składania zdjęć HDR, jest ich mnóstwo w internecie, od darmowych narzędzi, aż po drogie i zaawansowane „kombajny”. Na początek polecam program Luminance HDR (można go pobrać za darmo ze strony: http://qtpfsgui.sourceforge.net/?page_id=10) z którego osobiście korzystałem przez bardzo długi czas. Jest to mocno rozwinięte oprogramowanie tworzone przez środowisko naukowe, które zajmuje się badaniami nad fotografią HDR.

Mamy już zgrane do komputera zdjęcia składowe. W celu stworzenia z nich zdjęcia HDR za pomocą programu Luminance HDR, należy:

1) Po włączeniu programu, w lewym górnym rogu, wybieramy przycisk „New HDR image”

2) Włączy nam się nowe okno tworzenia zdjęcia HDR, pierwsze okno jest informacyjne, klikamy „Dalej”, następnie musimy dodać nasze zdjęcia składowe, klikamy w znaczek plusa znajdujący się na środku okna, i dodajemy wszystkie nasze zdjęcia składowe:

Program Luminance HDR

3) Następnie zostanie stworzone zdjęcie HDR, możemy je zapisać, ale bez posiadania odpowiedniego monitora HDR (na dzień pisania tego wpisu, takie monitory są strasznie drogie i posiadają je jedynie najlepsze uniwersytety na świecie) i tak nie zobaczymy. Musimy więc doprowadzić jego rozpiętość tonalną do możliwości wyświetlania zdjęcia na naszym monitorze, klikamy więc „Dalej”, następne okno również możemy pominąć, klikamy więc „Zakończ”.

4) Aby móc wyświetlić zdjęcie HDR na zwykłym monitorze, musimy przeprowadzić proces „tonemapowania” czyli przerobić zdjęcie HDR na zdjęcie LDR. Okno na którym się znajdujemy służy właśnie temu zadaniu. Lista „Operator” pozwala na wybranie algorytmu tonemappowania, mój ulubiony to Mantiuk ’06, ale polecam wypróbowanie wszystkich i porównanie generowanych przez nie rezultatów. Kolejnym ważnym elementem jest wybór rozmiaru obrazu wynikowego (lista znajdująca się w lewym dolnym rogu ekranu).

Okno operatorów tonów w programi Luminance HDR

5) Gdy ustawimy już wszystkie opcje, klikamy przycisk „Tonemap” i czekamy chwilę na pojawienie się obrazu. Jeżeli zadowala nas jego wygląd klikamy przycisk „Save As” znajdujący się na górze okna i zapisujemy nasze zdjęcie na dysku twardym.

Fotografia HDR, stworzona z wykorzystaniem programu Luminance HDR