Работа с HDRI: за пределами видимого

Появление технологии HDR ознаменовало начало новой эры в мире цифровой фотографии. Благодаря ей у фотолюбителей появился новый метод обработки цветопередачи изображений. С помощью приложений, поддерживающих создание и редактирование HDR-изображений, можно без труда делать оригинальные и красивые фотографии.

⇡#Что такое HDR?

Каждый человек стремится к максимально точной передаче информации, но иногда это сделать практически невозможно. К примеру, компьютерные мониторы, в силу различия технических характеристик, по-разному передают цвета для одного и того же изображения. Кроме этого, есть недостатки, общие для всех мониторов. Самый большой из них — ограниченность динамического диапазона картинки, что приводит к недостоверной передаче яркости.

В реальной жизни свет может быть ярким, очень ярким, очень-очень ярким и так далее. Для любого монитора существует предел, ярче которого он не может светить. То же самое можно сказать и про нижний порог чувствительности устройства — на экране может показываться темная точка, однако на самом деле в этой точке должна была бы присутствовать мизерная доля яркости, которая не учитывается устройством по причине ограниченности динамического диапазона монитора.

Технология HDR-изображений была создана как раз для того, чтобы «спрятать» в фотографии данные, которые не может передать монитор. Изображения такого формата называются HDRI (High Dynamic Range Images). Они сохраняют намного больше информации о цветопередаче, чем файлы в графических форматах.

Для получения изображения с расширенным динамическим диапазоном используется серия снимков с разной экспозицией. Широкий динамический диапазон, который содержит HDR-изображение, дает возможность фотографу на этапе обработки фотографии в графическом редакторе проработать детали как на затененных, так и на светлых участках снимка.

⇡#Сферы применения HDR

Технология HDR имеет множество практических применений. Например, в 3D-графике HDR-изображения используют для создания «фальшивого» окружения. При создании трехмерной сцены из файла HDRI черпается информация об интенсивности освещения. Благодаря этому трехмерные объекты обретают реалистичные блики, полученные в результате отражения или преломления света. Кроме этого, картинка с широким динамическим диапазоном позволяет более реалистично передать информацию о распределении света в виртуальном мире трёхмерной сцены.

Как уже было сказано ранее, данная технология нашла свое применение и в коррекции фотографии, в частности — d настройке экспозиции. Сложные условия съемки (пасмурная погода, недостаточная освещенность, съемка против света и так далее) порой полностью исключают возможность получения качественного изображения. Наиболее наглядный пример — съемка против света. Большая выдержка приводит к тому, что объект на переднем плане получается видимым, но все объекты за ним остаются засвеченными. Если же установить слишком малую выдержку, мы станем свидетелями обратного явления — удаленные объекты будут хорошо видны, но передний фон на фотографии окажется полностью в тени. Иногда можно подобрать «золотую середину», когда изображение освещено равномерно, но порой этого сделать не удается. В таком случае снимок необходимо подкорректировать в графическом редакторе.

В том случае, когда найти идеальное значение выдержки не удается, поможет технология HDR. Современные цифровые фотоаппараты в большинстве своем не делают снимков такого формата, поэтому для получения изображения с широким динамическим диапазоном необходимо создать серию изображений с разными значениями экспозиции.

Некоторые модели цифровых фотокамер снабжены функцией серийной съемки с переменным значением выдержки. При отсутствии такой опции можно прибегнуть к ручному режиму, выполнив съемку со штатива.

Теоретически для создания изображения HDR будет достаточно даже двух снимков. Однако чем больше кадров будет использовано при компиляции изображения с широким динамическим диапазоном, тем выше будет качество изображения при конвертировании в привычный формат с узким динамическим диапазоном, например JPG.

Большее количество снимков позволит точнее настроить яркость и цвет на этапе постобработки фотографии и идеально выполнить компрессию динамического диапазона.

Отсутствие снимка с определенным значением выдержки будет означать отсутствие соответствующего участка динамического диапазона. Эта нехватка не является критической, но приведет к снижению точности информации об освещенности.

⇡#Инструмент HDR Photo Merge в Corel PaintShop Photo Pro X4

Существует большое количество программ для работы с изображениями в HDR-формате. Одним из самых простых, удобных и гибких инструментов для получения снимков в широком динамическом диапазоне является HDR Photo Merge, который входит в состав полупрофессионального фоторедактора Corel PaintShop Photo Pro X4.

При подготовке изображений для HDR-коррекции важно, чтобы вся серия этих снимков была сделана из одной точки, с нулевым смещением объектива. Для исправления выдержки необходимо выбрать в меню программы File → HDR → Exposure Merge, после чего указать расположение снимков с разной экспозицией.

Чтобы минимизировать возможность случайного изменения положения камеры, необходимо использовать штатив или просто найти хорошую точку опоры, например стену или перила. Но даже если снимки вышли слегка неровными, расстраиваться прежде времени не стоит.

Модуль HDR Photo Merge включает в себя очень точный инструмент выравнивания изображений, который позволяет компенсировать искажения перспективы, возникающие по причине разного положения объектива. Corel PaintShop Photo Pro может использовать два разных алгоритма выравнивания и даже автоматически обрезать край изображения, если угол съемки слишком различается.

Для достижения идеального HDR-эффекта следует нажать кнопку Align, чтобы исправить расхождение в контурах объектов на разных снимках серии. При этом длительность обработки кадров программой будет зависеть от количества используемых изображений. При коррекции экспозиции главной целью является преобразование диапазона яркостей HDRI в диапазон яркостей, отображаемых устройством вывода — монитором. Этот процесс, который носит название tone mapping, имитирует свойства человеческого зрения. В результате такого тонального преобразования получатся изображения стандартного динамического диапазона — JPG и тому подобные. Corel PaintShop Photo Pro включает в себя большое количество различных инструментов для настройки процесса компрессии динамического диапазона, устранения шумов, настройки четкости, баланса яркости и прочего. В модуле для работы с HDR присутствует даже инструмент для коррекции горизонта. Стоит также отметить, что инструмент для усиления четкости реализован методом High Pass, исключающим появление случайных артефактов вокруг контуров объектов.

В PaintShop Photo Pro интегрированы предварительные установки для разных моделей камер. Таким образом, если «творческий поиск» не входит в ваши планы, вы можете смело положиться на программу — PaintShop Photo Pro сделает коррекцию в полностью автоматическом режиме, с учетом технических особенностей вашего фотоаппарата.

⇡#Инструмент HDR Pro в Adobe Photoshop

Средствами для работы с HDRI-изображениями обладает графический редактор Adobe Photoshop. Для создания HDRI в этой программе нужно выбрать файлы с разной выдержкой через меню File → Automate → Merge to HDR... По сравнению с PaintShop Photo Pro, в Photoshop присутствует большее число настроек для управления тоном, насыщенностью и другими параметрами изображения, однако механизм выравнивания, на наш взгляд, реализован менее удачно.

В программе есть уже готовые наборы параметров для получения различных HDR-эффектов. Также поддерживается экспорт пользовательских настроек, благодаря чему фотограф может продолжать обработку снимков на другом компьютере, не тратя время на поиск оптимальных параметров.

Технология HDR Pro обеспечивает более точное управление тональным отображением и позволяет устранять «призраки» — объекты наподобие проезжающих мимо автомобилей, которые могут случайно попасть в один из кадров используемой для получения эффекта серии снимков. За удаление таких артефактов отвечает команда «Удалить двоение».

Важным моментом для пользователя инструмента HDR Pro в Photoshop является возможность сохранения конечного изображения в виде файла в формате HDR. Для этого в окне «Объединить в HDR Pro» нужно выбрать глубину цвета 32 бита и выполнить стандартную процедуру сохранения файла.

⇡#HDR Efex Pro — HDR-фотография как произведение искусства

Как это ни парадоксально, но цель, которую преследует фотограф может быть диаметрально противоположной — не достижение максимального реализма, а создание сюрреалистичной картины, далекой от реальности.

Для таких творческих личностей модуль HDR Efex Pro, несомненно, станет открытием. Этот плагин к Adobe Photoshop выпускается компанией Nik Software и служит отличным дополнением к стандартному набору средств для работы с технологией HDR. Также HDR Efex Pro может работать как дополнение к Lightroom или Aperture.

С помощью данного модуля можно всего несколькими щелчками мыши превратить любительский снимок в произведение искусства. Эта программа не ставит ограничений, существующих в других аналогичных программах, и позволяет создавать разнообразные художественные эффекты. HDR Efex Pro предоставляет возможность контроля цветопередачи изображения локально, настраивая процесс tone mapping отдельно, в разных точках фотографии.

Для применения HDR-коррекции в одной из областей снимка удобно использовать контрольные точки, обозначенные специальными маркерами в окне предварительного просмотра. Контрольная точка ставится в центр корректируемой области. При щелчке по маркеру контрольной точки в окне предварительного просмотра появляются дополнительные параметры — настройки интенсивности цвета, контрастности, оттенка, яркости, цветового баланса и тому подобного.

Количество используемых контрольных точек не ограниченно, их положение можно менять, перемещая по фотографии как корректирующий слой. Чтобы визуально наблюдать радиус корректируемой области, нужно щелкнуть по контрольной точке или попробовать изменить её положение. Также следует отметить наличие в HDR Efex Pro большого набора визуальных эффектов, с помощью которых обрабатываемой фотографии можно придать любое настроение — от яркого драматического заката до серого «зимнего» пейзажа.

⇡#Заключение

Кроме рассмотренных выше решений, существует еще множество самостоятельных программ, предназначенных для работы с HDRI. Однако принцип их действия в большинстве случаев точно такой же, и конечной целью является получение изображения с необычным эффектом или же фотографии, которая передает максимальное количество информации, без засветов и темных участков.