Что такое hdr в фотоаппарате. Снимаем HDR

HDR-фотографии поражают своей насыщенностью, чёткостью и особой атмосферой независимо от сюжета. Они больше похожи на живопись и поражают зрителей своей глубиной.

Но несмотря на то, что эти фото сегодня можно встретить довольно часто, не все до конца разбираются, что такое HDR — специальная обработка или особенности съемки?

В этой статье вы найдёте всю нужную информацию про эти необычные фото и сможете сами создавать похожие шедевры.

Про HDR доступным языком

Термин HDR (High Dynamic Range) означает высокий динамический диапазон. Чем он выше, тем больше можно запечатлеть на фото. При высоком уровне на снимке будут одинаково отображены как светлые, так и тёмные участки.

Человеческое зрение способно моментально распознать изображение с разницей от 10 до 14 ступеней яркости (экспозиции) и, «приспособившись», — до 24 ступеней. К примеру, выходя из комнаты с ярким освещением ночью на улицу, необходим небольшой промежуток времени, чтобы увидеть на небе звёзды — это приблизительно и есть эти 24 ступени.

В обычной жизни при отсутствии каких-либо особенных условий и множества источников света разница в яркости объектов окружающего мира не превышает 14-15 ступеней. Но, увы, и плёночные, и цифровые фотоаппараты за раз всё запечатлеть не могут, из-за чего на одних фотографиях выходит «пересвет», а на других — тёмные пятна. И даже если вышло заснять объекты с разницей хотя бы 11 ступеней, увы, воспроизвести их довольно сложно как на фотобумаге, так и на мониторах.

Особенно заметен низкий динамический диапазон при фотографировании зданий в пасмурную погоду: небо получается ярким и насыщенным, а само здание - затемнённым. Зато фотографии людей в солнечный день на фоне фасадов зданий выходят безупречным из-за того, что и люди, и задний фон имеют приблизительно одинаковую яркость.

Увы, исправить эту разницу в фоторедакторе практически нереально, поскольку информация на чёрных или засвеченных участках потеряна. Даже если высвечивать специальными кистями отдельные элементы, то в какой-то момент на фотографии станут заметны шумы.То же самое касается и затемнения объектов с пересветом.

HDR-фотографии — это те, на которых одинаково отображаются все объекты на фото. Во времена плёночных фотоаппаратов такая технология была практически неосуществимой, однако фотографы старались всячески приблизиться к высокому динамическому диапазону. Для этого использовали и специальные фильтры, которые «выравнивали» экспозицию, и особые техники проявки плёнки. Это занимало много времени, но когда появились цифровые фотоаппараты, этот процесс удалось ускорить.

С тех пор как профессиональные фотографы узнали, что такое HDR, они начали всячески стремиться к повышению динамического диапазона фото, и теперь такие изображение возможно создать даже при отсутствии специального аппарата.

Как заснять все детали при небольшой разнице в яркости?

Если вы не собираетесь снимать одновременно и закат, и горы, и людей, а всего лишь хотите немного «сгладить» разницу, то поможет это сделать формат RAW. Это «сырые» фотографии без каких-либо эффектов, но с минимальной потерей данных. Из них уже можно создать снимки, на которых будет эффект HDR.

Файлы этого формата будут занимать намного больше памяти на устройстве, но позволят исправить затемнения и пересветы в специальном конвертере или фоторедакторе.

А если всё же нужны грандиозные и качественные HDR-фотографии?

Даже если в фоторедакторе на вашем компьютере есть заветная кнопка «HDR», знайте: это всего лишь фильтр, который немного «сгладит» разницу светлых и тёмных участков на фото и, скорее всего, увеличит контрастность и яркость цветов.

Если вы внимательно прочитали информацию выше и разобрались с тем, что такое HDR, то разницу между обработанным изображением и фото, снятым по особой технологии, вы заметите сразу.

Чтобы справиться с «максимальным диапазоном», если замечательный способ, при помощи которого можно добиться потрясающих результатов.

Чтобы заснять местность в HDR, необходимо сделать подряд 3-5 снимков, а после «наложить» их в фоторедакторе.

Необходимо сделать несколько кадров LDR (Low Dynamic Range, низкий динамический диапазон), выставив разную экспозицию. Менять этот параметр необходимо вручную, на 2 деления, что равно одной ступени яркости.

После один кадр накладывается на другой, и из каждого «выбирают» самые подходящие по яркости участки. После окончательной обработки готовое фото будет максимально отображать все детали композиции.

На деле необходимо 3 кадра для того, чтобы сделать максимально чёткое фото, но если деталей много, то можно сделать и 5 снимков.

Если вы хотите заснять не ландшафт, а конкретный предмет на общем плане, то помимо экспозиции необходимо и вручную менять фокус.

Зачем нужны HDR-фотографии?

Фотографам, которые преследуют цель создать идеальный кадр, технология HDR позволяет сделать уникальные и глубокие фотографии. На них видны все детали и равномерно распределен свет.

Также эта технология позволяет максимально чётко заснять ландшафт и панораму, особенно в пасмурную погоду.

Ну и, конечно же, HDR-фотографии позволяют фотохудожнику создать идеальный кадр для последующей художественной обработки.

Когда высокий динамический диапазон не стоит использовать?

Несмотря на то что такие кадры выглядят просто замечательно, не во всех случаях уместно использовать эту технологию. Причина не в каких-либо особых «стилистических» правилах: просто в некоторых случаях фотография не выйдет.

• Слишком яркие снимки с большим количеством цветов. В таких случаях эффект HDR сделает фото более тёмным и не настолько «сочным».
• Объекты в динамике. Если в то время, когда вы делаете снимки, в кадре будет ехать, к примеру, велосипедист, то он в любом случае выйдет смазанным и нечетким, а на фото появятся пятна.
• Если на фотографии присутствует много естественных теней, то при «склейке» они или будут слишком «выделяться», или наоборот — потеряют свою глубину.

Устройства, созданные специально для HDR

Специальные фотокамеры, которые «могут в HDR», были созданы ещё в начале 2000 годов. Их матрица SuperCCD SR позволила увеличить динамический диапазон в 2 раза за счет большего количества светочувствительных элементов.

Через 2 года была выпущена камера, которая способна делать серию снимков с разницей в яркости уже в 17 ступеней. Этот же принцип используют камеры Sony NEX-5 и NEX-3, в которых есть режим HDR. Аппарат делает подряд несколько кадров и сам совмещает их для создания наибольшего диапазона.

Последним «прорывом», который создал возможность использовать режим HDR без особых усилий, стал особый режим в камере iPhone 5. Однако владельцы других смартфонов как на iOS, так и на Android тоже имеют возможность «поиграть» с фотографиями в специальных программах, доступных в соответствующих маркетах. Так, функция HDR теперь доступна практически для любых смартфонов и планшетов.

Видео максимального качества

Те, кто знает, что такое HDR, и хочет проявить себя в этой технологии, наверняка искали специальные устройства, которые способны «автоматически» снимать нужные кадры.

Однако стоит заметить, что камеры, которая делает снимки только в HDR, не существует. Обычно в устройствах или есть особый режим, или просто расширены возможности матрицы. Именно последней особенностью и обладают Sony HDR — видеокамеры, которые предназначены для создания видео максимального качества.

При помощи матрицы ClearVid CMOS, технологии x.v.Colour и оптимизатора динамического диапазона это устройство способно делать снимки и снимать видео с максимальной детализацией, без пересветов и тёмных участков. Однако стоит упомянуть тот факт, что для того, чтобы насладиться полноценной цветопередачей, необходимо просматривать фото и видео на экране High Definition. Поэтому, увы, это не HDR-видеокамера, но неплохой аппарат для скоростных видов спорта.

Недорогие модели этой линейки — это действительно хорошие бюджетные варианты экшн-камер, однако (как отмечают покупатели), модели подороже уступают в качестве другим устройствам такой ценовой категории.

И напоследок

Главная задача HDR — создать максимально равномерное в плане экспозиции изображение. Но поскольку матрицы большинства современных фотоаппаратов имеют ограничения динамического диапазона, то вариант «склейки» остаётся самым популярным.

Тут необходимо вспомнить про так называемый ореол, который часто ассоциируют только с этим типом фотографий. Он проявляется потому, что мелкие детали довольно сложно «вырезать» из яркого фона, и их небольшая часть остаётся на снимке. Поэтому если ваша основная цель создать максимально чёткое изображение, которое выглядит натурально, то стоит заниматься съёмкой только больших объектов.

Также лучше проверять готовые снимки на разных экранах. Современные мониторы с улучшенной цветопередачей часто отображают HDR-фотографии слишком насыщенными и яркими, такими, что режут глаз. Поэтому если вы самостоятельно занимаетесь «склейкой» фото, то лучше «не дотянуть» с яркостью, чем перегнуть палку.

Камеры смартфонов линейки Pixel и Nexus никогда не представляли собой ничего выдающегося, но за последние четыре года сделали мощный рывок вперед и теперь занимают первые строчки рейтингов. Почему так произошло? Потому что Google внедрила программный механизм постобработки фотографий под названием HDR+. В этой статье мы расскажем, как он работает и как активировать HDR+ на своем смартфоне, независимо от его марки.

Что такое HDR

Для полного понимания принципа работы HDR+ придется для начала разобраться с обычным HDR.

Основная проблема всех камер смартфонов - маленький размер матрицы (а точнее - фотоячеек) и, как следствие, недостаточный охват динамического диапазона. Чтобы исправить этот недостаток, был разработан алгоритм HDR (High-Dynamic Range), принцип работы которого следующий: камера делает кадр со стандартным для данной сцены уровнем экспозиции, затем делает недоэкспонированный кадр, на котором будут четко видны лишь пересвеченные области изначального снимка, далее выполняется переэкспонированный снимок, на котором видны только затемненные детали изначального снимка, а все остальное пересвечено. Далее снимки накладываются друг на друга и объединяются при помощи специальных алгоритмов, качество которых зависит от производителя софта камеры. В результате получается снимок с хорошей проработкой деталей как в тенях, так и в более светлых местах.

Недостатки HDR очевидны: долгое время съемки приводит к тому, что попавшие в кадр движущиеся объекты будут двоиться, а даже небольшая тряска смажет картинку.

Что такое HDR+

Умные головы придумали алгоритм, лишенный недостатков HDR. Впрочем, общее с HDR у него одно лишь название.

HDR+ расшифровывается как High-Dynamic Range + Low Noise. Свою известность он получил за ряд выдающихся возможностей: алгоритм способен устранять шумы практически без потери детализации, повышать качество цветопередачи, что крайне важно при плохом освещении и по краям кадра, вместе с этим он сильно расширяет динамический диапазон фотографии. HDR+, в отличие от стандартного HDR, почти не боится тряски смартфона и движения в кадре.

Первым смартфоном с поддержкой HDR+ стал Nexus 5. Из-за не самого лучшего баланса белого и маленького отверстия диафрагмы (f2.4) камера этого смартфона считалась не более чем крепким середнячком. Все изменилось с выходом обновления Android 4.4.2. Именно оно принесло с собой поддержку режима HDR+ и изумительное качество ночных снимков. Они хоть и не отличались большой яркостью по всему полю кадра, но благодаря HDR+ практически не содержали шума при сохранении мелких деталей и обладали превосходной (для смартфонов 2013 года) передачей цветов.

История создания HDR+

Как же компания, никогда не занимавшаяся камерами, создала алгоритм, который творит чудеса, используя обычные, по меркам флагманов, камеры Nexus и Pixel?

Все началось в 2011 году, когда Себастьян Трун (Sebastian Thrun), глава компании Google X (теперь уже просто X), подыскивал камеру для очков дополненной реальности Google Glass. Массогабаритные требования предъявлялись очень жесткие. Размер матрицы камеры должен был быть еще меньше, чем в смартфонах, что крайне плохо сказывалось бы на динамическом диапазоне и приводило бы к появлению множества шумов на фотографии.

Выход оставался один - попытаться улучшить фотографию программно, с помощью алгоритмов. Эту задачу должен был решить Марк Левой (Marc Levoy) , преподаватель факультета информатики Стэнфордского университета, эксперт в области вычислительной фотографии. Он занимался технологией захвата и обработки изображений на базе программного обеспечения.

Марк сформировал команду, известную как Gcam, которая занялась изучением метода Image Fusion (сплавление изображений), основанного на объединении серии снимков в один кадр. Фотографии, обработанные при помощи этого метода, получались более яркими и резкими, имели малое количество шумов. В 2013 году технология дебютировала в Google Glass , а затем, в этом же году, переименованная в HDR+, появилась в Nexus 5.

Как работает HDR+

А как же расширение динамического диапазона? Как мы уже знаем, использование короткой выдержки избавляет нас от пересвеченных мест. Осталось только удалить шумы на темном участке ранее описанным алгоритмом.

На завершающем этапе выполняется постобработка полученного изображения: алгоритм делает минимизацию виньетирования , обусловленного попаданием света на матрицу под наклонным углом, корректирует хроматическую аберрацию заменой пикселей у высококонтрастных краев на соседние, увеличивает насыщенность зелени, синие и пурпурные оттенки смещает в сторону голубого, усиливает резкость (шарпинг) и выполняет ряд других шагов, повышающих качество фотографии.

Слева фотография из стоковой камеры Samsung в HDR, а справа фотография, созданная в Gcam в HDR+. Видно, что алгоритм принес в жертву детализацию неба для прорисовки объектов на земле.

Вам на глаза попадались очень реалистичные, высококонтрастные фотографии? Вас интересовало, как сделать такие же? Матрица цифровой камеры неспособна одновременно зафиксировать информацию и в темных участках изображения, и в светлых. Какая-то часть изображения будет переэкспонирована (в результате будут утрачены детали, например, облака), какая-то - недоэкспонирована. Это происходит из-за низкого динамического диапазона матрицы. Тем не менее, сняв три разных снимка, совместив их в изображение с высоким динамическим диапазоном (HDR) и применив цифровую обработку, вы можете создать фотографию, в полной мере передающую красоту и детали сюжета в кадре.

Шаги

Снимаем фотографии

Выберите сюжет. HDR отлично подчеркивает детали практически в любом сюжете, поэтому выбирайте на ваше усмотрение. Если ничего не приходит в голову, что другие снимают в HDR. Если идей все равно нет, выберите пейзаж с облаками - облака в HDR выходят особенно эффектно.

Если камера (или, что хуже, объект в кадре, как в данном случае) сдвинется, изображение будет" двоится" и выглядеть паршиво. Зафиксируйте камеру! Установите камеру. Установите камеру на штатив, если он у вас есть, или поставьте камеру на устойчивую поверхность. Если у вас есть пульт управления камерой, тем лучше, если нет -используйте таймер. Главная цель - чтобы положение камеры не изменилось между снимками. Если в вашей камере есть функция автоматической эксповилки (брекетинга), воспользуйтесь ею (в фотоаппаратах Canon эта функция называется АЕВ). Установка эксповилки на +/- два шага обычно достаточна для создания качественных HDR для большинства мотивов.



Снимите фотографии. Если вы установили настройки автоматической эксповилки, просто снимите 3 кадра подряд. Если функции брекетинга у вас нет, производим несколько снимков, варьируя длительность выдержки. Например, можно начать с достаточно долгой выдержки (1/250 сек, 1/125 или 1/60 сек), постепенно уменьшая ее значение (1/500 или 1/1000). В результате вы получите 3 снимка: нормальный, передержанный и недодержанный.

Скопируйте полученные фото на свой компьютер. Теперь займемся коррекцией и созданием HDR изображения из трех фото, которые вы сняли.

Создание HDR и тональная компрессия

1. Загрузите и установите программу . Есть и другое программное обеспечение для создания HDR, но Luminance HDR бесплатна и работает на многих платформах, как то Windows, Linux и Mac OS.

   Перед началом процесса закройте все запущенные программы. Тональная компрессия создает серьезную нагрузку на процессор и компьютер может "тормозить".

   

   Запустите Luminance HDR и нажмите "Создать HDR-снимок" . В появившемся окне нажмите "Вперед", затем нажмите зеленый плюсик, чтобы добавить 3 снятые вами фотографии. Luminance HDR считает значения выдержки из данных EXIF. Иногда, например если вы использовали старый DSLR объектив через переходник, выдержку придется ввести вручную. Затем нажмите "Дальше".

   Следующее окно тоже пропустите. Устанавливаемые параметры влияют на конечный результат, но значения по умолчанию работают очень хорошо. Нажмите Завершить . У вас получилось изображение с высоким динамическим диапазоном, но оно не может быть отображено в формате с низким динамическим диапазоном (таком, как привычный формат JPEG). Тут в дело вступает тональная компрессия: сжимая динамический диапазон созданного вами изображения, она позволяет отобразить более высокий динамический диапазон в 24 битном изображении.

   Выполните сжатие. В окне тональной компрессии вы увидите набор параметров и алгоритмов сжатия. В большинстве случаев, алгоритм Mantiuk (первый в списке) срабатывает весьма достойно. Если будет желание - можете поэкспериментировать и с другими алгоритмами и настройками. Нажмите кнопку "Tonemap" чтобы завершить процесс.

   

   Начните с малого . Поэкспериментируйте с алгоритмами и прочими настройками на уменьшенной версии вашей фотографии Тональная компрессия - требовательный к ресурсам процесс. Обработка полноразмерного изображения с помощью алгоритма Mantiuk может занять несколько минут, зато изображение 256x170 будет готово за секунду.

Любой человек, который приобретает фотокамеру и начинает заниматься фотографией проходит несколько этапов становления. Сначала, фотолюбитель изучает свою фотокамеру, привыкает к ней, фотографирует с использованием встроенных режимов, а после переходит полностью на интеллектуальный ручной режим, где как раз и раскрываются творческие способности человека и возможности фотоаппарата. В этот период, в фотоаппарате, как правило, выставляются настройки, сохраняющие изображение в Далее, набираясь опыта, постепенно преодолевает первые ступени профессионализма (не будем описывать все характеристики этого этапа) и, несомненно, начинает замечать, что фотография — это безграничное поле для творчества, что используя фотоаппарат можно в буквальном смысле «писать» историю времени, отмечая мгновения.

Не проходит мимо фотографа и такая интересная тема, как HDR-фотография (hdr-технология). Что же это такое и почему, однажды попробовав снимать, с целью создать для HDR-фотографию, фотохудожники всё чаще и чаще прибегают к этому методу.

HDR-фотография — это совмещение фотографий с разной экспозицией (или выдержкой), сделанных в одно время, желательно одной фотокамерой, в один снимок. Если сказать ещё проще, то HDR-фотография представляет из себя что-то среднее от сложения пересвеченного снимка, с нормальной экспозицией и темной фотографией. HDR-фотография — это фото с более высоким динамическим диапазоном, что делает фотографию привлекательной для наблюдателя. В результате, можно получить фотографию, которая поражает своей реалистичностью и чем-то невероятным, так как на фото четко видны все тени, она контрастна, прорисованы все оттенки и цвета. Если на обычной фотографии не видно теней в темных участках, а небо выглядит, как сплошной бело-серый или синий фон, то создав HDR , Вы получаете картинку, на которой можно рассмотреть буквально всё, любой оттенок. А небо, даже если оно без облаков, в HDR-фотографии все же будет содержать разные по насыщенности оттенки, что будет радовать не только фотографа, но и тех, кто просто увидит подобное фото.

Для того, чтобы сделать снимки пригодные для HDR не нужно обладать (хотя и желательно, но это придёт позже, когда Вы поймете весь процесс, как фотографировать и нужно ли это Вам), достаточно и обычных и более продвинутых моделей, которые можно приобрести практически в любом магазине электроники. Кроме фотоаппарата крайне необходим . Опять же, на первых этапах вполне подойдет самый простой , не нужно гнаться за профессиональной техникой. Штатив необходим для того, чтобы снять несколько кадров с одной точки, с целью соединить их в один в дальнейшем. И если фотографировать для HDR без штатива, могут возникнуть сложности при совмещении фотографий (хотя, если Вы владеете Фотошопом или другим графическим редактором, эту проблему частично можно решить).

Наиболее простой способ создать снимки для HDR следующий: нужно выбрать в меню фотоаппарата настойки экспозиции, выставить её в крайнее значение — сделать кадр, в нулевое положение — сделать снимок, в крайнее правое положение — сделать снимок. Количество фотографий может быть и больше (возможны не только крайнее-среднее-крайнее положения настройки экспозиции. но и промежуточные).

После того, как получены снимки, есть несколько путей: воспользоваться графическими редакторами для создания HDR, что не очень легко и не всегда понятно для новичка, а можно применить специальные программы, которые автоматически объединяют полученные снимки в один, позволяют пользователю произвести некоторые настройки по выравниванию фото, редактированию цвета, насыщенности и т.д., после чего просмотреть готовый результат и сохранить его.

В некоторых фотоаппаратах есть функция, позволяющая сразу сделать несколько снимков с разной экспозицией (брекетинг), что невероятно практично и удобно, достаточно просто и понятно.

Вот некоторые программы, которые применяют фотографы, для создания HDR-фотографий:

• easyHDR,
• Photomatix,
• Lightroom,
• HDR Efex Pro,
• Dynamic Photo HDR и другие.

Иногда, с помощью этих программ можно сделать псевдо hdr, т.е. загрузить в редактор не группу снимков, а всего один и начать его редактировать. Кстати, если Ваш фотоаппарат поддерживает

Что делать, если гонка мегапикселей в смартфонах зашла в тупик, увеличить матрицу не дает тонкий корпус, но хочется получить лучшее качество фото? Можно усовершенствовать оптику, используя высококачественные линзы из стекла, но это дорого и трудно. Можно до идеального оптимизировать железо и софт камеры, но это требует наличия в штате разработчиков виртуозных инженеров и программистов. А можно воспользоваться мощностями современного железа (благо, их сейчас достаточно) и просто добавить новые алгоритмы обработки кадра. Одной из таких опций, встречающихся в смартфонах практически повсеместно, является HDR.

Что такое режим HDR в смартфоне – поможет разобраться наша статья. Также мы попробуем выяснить, в каких ситуациях данная опция окажется полезной, а в каких только испортит кадр.

Что такое режим HDR

HDR режим (от англ. High Dynamic Range – высокий динамический диапазон) – это специальный метод съемки фото, в котором камера смартфона последовательно делает несколько кадров с разной выдержкой и экспозицией, для последующего их слияния в одном изображении. Автофокус модуля поочередно концентрируется на участках с разными показателями яркости, контрастности, а также удаленности от объектива.

Сразу после запечатления кадры подвергаются программной обработке. Они накладываются друг на друга, а система анализирует их качество, выбирая за основу наиболее четкие фрагменты. Аналогичные части других кадров используются только для повышения четкости, насыщенности, а также шумоподавления.

Конкретный алгоритм работы HDR зависит от особенностей и уровня его реализации. Самый простой (и наименее эффективный) пример его организации – это когда кадры просто накладываются друг на друга и немного «замыливаются». В наиболее совершенных вариантах последовательно анализируются фрагменты каждого снимка, для выявления наиболее удачных.

Что дает режим HDR в камере

Основное предназначение HDR в камере смартфона – это повышение детализации картинки и ее четкости. К примеру, если при обычной съемке в кадр попадают объекты разного цвета, в разной степени отдаленные от фотографа и имеющие различный уровень света (темные дома и голубое небо – очень распространенная ситуация) – только часть из них окажется в фокусе. Другие предметы окажутся нечеткими, размытыми и совсем не контрастными.

Режим HDR дает возможность поочередно сфокусироваться на каждом из таких участков, чтобы получить максимально возможное качество. Слияние кадров, на одном из которых в фокусе оказался передний план, на другом – задний фон, а на третьем – мелкие детали окружающей обстановки, позволяет объединить все удачные детали в одной фотографии.

Таким образом, при съемке неподвижных объектов со штатива (или просто если крепко держать смартфон) HDR позволяет сделать кадры более четкими и детализированными. Но есть у этого режима и недостатки.

Минусы HDR

• Нельзя снимать движущиеся объекты . Несмотря на то, что камера делает серию снимков с миллисекундными интервалами, за это время объект съемки может переместиться. Как итог – вместо размытого фото машины получится нечеткая полоска, а бегущий человек станет смазанной тенью.
• Не выйдет получить яркий кадр . При съемке серии кадров с разной выдержкой и фокусом – ПО камеры в режиме HDR «усредняет» значения яркости. Если в одиночном режиме можно получить фотографию, на которой основной объект получится насыщенным (пусть и в угоду фону), то в HDR фон будет лучше, но центр – хуже.
• Замедление съемки . Даже самая быстрая камера, которая делает кадр за доли секунды, замедляется во время съемки в HDR. Секундная задержка может играть существенную роль, и иногда лучше быстро сделать серию из 5-10 кадров (такой режим тоже есть почти везде), чем ждать обработки одного снимка.