E N C Y K L O P E D I E G R A F I K A A F O T O G R A F I E Fotografie a vysoký dynamický rozsah. MICHAEL FREEMAN Základy HDR

MICHAEL FREEMAN Základy HDR – Fotografie a vysoký dynamický rozsah

E

Fotografie a vysoký dynamický rozsah

MICHAEL FREEMAN Základy HDR Fotografování scén s vysokým dynamickým rozsahem (HDR, high dynamic range) a zpracování těchto snímků je nejnovější výzvou, které fotografové čelí. Nabízí jedinečné, kreativní možnosti k rozšíření technologického repertoáru každého fotografa. Dosud se žádný fotoaparát nemůže rovnat lidskému oku, které je schopné najednou zachytit široký rozsah úrovní světla. Moderní aplikace nabízí fotografům řadu technik, které jim pomohou vyrovnat se s problémy, jež fotografování HDR scén přináší.

Michael Freeman ve vydavatelství Zoner Press: DSLR Naučte se fotografovat digitální zrcadlovkou Publikace se plně věnuje moderním digitálním zrcadlovkám, shrnuje základní informace o technických podrobnostech digitálních zrcadlovek i jejich doplňcích, o vlastním fotografování i následné úpravě fotografií.

Freeman vysvětluje, jak zachytit HDR obraz, a na řadě příkladů ukazuje možnosti jednotlivých aplikací a technik pro vytvoření HDR obrazu ze sekvence snímků. Předvádí, jak tyto techniky správně použít u různých populárních fotografických žánrů a jak úspěšně HDR snímek exportovat a vytisknout. Co je nejdůležitější, tato kniha se zabývá HDR z pohledu fotografa a ukazuje cestu k umělecké interpretaci tohoto moderního přístupu k zobrazování.

Očima fotografa Kniha se zabývá klasickým přístupem ke kompozici ve fotografii a na řadě do detailu rozebraných ukázek vysvětluje základy a principy, které pomohou dosáhnout působivých snímků. Kniha však zahrnuje i moderní digitální možnosti, například sloučení snímků.

DOPORUČENÁ CENA: 290 KČ KATALOGOVÉ ČÍSLO: ZR827

ISBN 978-80-86815-95-4 Pod logem ENCYKLOPEDIE – GRAFIKA A FOTOGRAFIE vycházejí publikace určené všem zájemcům o grafické aplikace a fotografii, zejména fotografii digitální. Od ryze praktických příruček a průvodců až po komplexní publikace o všem, co potřebuje profesionální grafik, ale také třeba fotograf amatér.

Zoner Press tel.: 532 190 883 fax: 543 257 245 e-mail: [email protected] http://www.zonerpress.cz

ZONER software, s.r.o., Nové sady 18, 602 00 Brno

9 7 8 8 0 8 6

8 1 5 9 5 4

N

C

Y

K

L

O

P

E

D

I

E

G

R

A

F

I

K

A

A

F

O

T

O

G

R

A

F

I

E

Fotografie a vysoký dynamický rozsah

MICHAEL FREEMAN Základy HDR

Fotografie a vysoký dynamický rozsah

MICHAEL FREEMAN Základy HDR Michael Freeman je mezinárodně uznávaný fotograf, který se specializuje na fotografování architektury a umění východní Asie. Je známý i díky svým experimentům se speciálními efekty. Jeho fotografie je možné najít v řadě významných časopisů, včetně Smithsonian Magazine, Time-

Life Books, Reader’s Digest, Condé Nast Traveler a GEO, pravidelně přispívá do Photo District News. Freeman je autorem více než dvou desítek publikací o fotografii, s celkovým počtem přes jeden milion prodaných výtisků.

MICHAEL FREEMAN Základy HDR Fotografie a vysoký dynamický rozsah

Zoner Press 2008

Michael Freeman, Mastering High Dynamic Range Photography First published in the United Kingdom in 2008 by: ILEX, The Old Candlemakers, West Street, Lewes, East Sussex BN7 2NZ Copyright © 2008 The Ilex Press Limited This translation of the Mastering High Dynamic Range Photography published in English in 2008 is published by agreement with The Ilex Press Limited. All rights reserved. No part of this publication may be reproduced or used in any form, or by any means – graphic, electronic, or mechanical, including photocopying, recording, or information storage-and-retrieval systems – without the prior permission of the publisher. Printed and bound in China Michael Freeman Základy HDR – Fotografie a vysoký dynamický rozsah Copyright © ZONER software, s.r.o. 2008 – první vydání. Překlad knihy Michael Freeman, Mastering High Dynamic Range Photography z anglického vydání z roku 2008 je vydán na základě smlouvy s The Ilex Press Limited. Všechna práva vyhrazena. Zoner Press Katalogové číslo: ZR827 ZONER software, s.r.o, Nové sady 18, 602 00 Brno http://www.zonerpress.cz Šéfredaktor: Pavel Kristián © Překlad: Karel Beneš, Ladislav Suk Tisk a vazba: Čína. Informace, které jsou v této knize zveřejněny, mohou být chráněny jako patent. Jména produktů byla uvedena bez záruky jejich volného použití. Při tvorbě textů a vyobrazení sice bylo postupováno s maximální péčí, ale přesto nelze zcela vyloučit možnost výskytu chyb. Vydavatelé a autoři nepřebírají právní odpovědnost ani žádnou jinou záruku za použití chybných údajů a z toho vyplývajících důsledků. Žádná část této publikace nesmí být reprodukována ani distribuována žádným způsobem ani prostředkem, ani reprodukována v databázi či na jiném záznamovém prostředku bez výslovného svolení vydavatele s výjimkou zveřejnění krátkých částí textu pro potřeby recenzí. Dotazy týkající se distribuce směřujte na: Zoner Press ZONER software, s.r.o., Nové sady 18, 602 00 Brno tel.: 532 190 883, fax: 543 257 245, e-mail: [email protected] ISBN 978-80-86815-95-4

Obsah 6

Úvod

69

HDR mapování tonality

70

Teorie mapování tonality

HDR scény a lidské vnímání

72

Operátory mapování tonality

10

Světlo, jasy a odrazy

78

Photomatix

12

Dynamický rozsah scény

84

Photoshop

14

Dynamický rozsah senzoru

90

FDRTools

18

Dynamický rozsah monitorů

94

PFSTools

20

Kontrast a gama

98

EasyHDR

24

Způsob lidského vnímání světla

100

Halo efekty

26

Vnímání a tvar

104

Přirozenost

28

Způsob vidění obrazu

108

Důležitost dodatečných úprav

30

Typy scén s vysokým rozsahem jasů

112

Mapování tónů pro běžné snímky

34

HDR terminologie

114

Mapování tonality pro skeny

39

HDR snímání a generování

117

HDR workflow

40

Snímání HDR

118

Workflow – pracovní postup

46

Generování HDR

120

Skládání HDR: přímo k HDR

50

Zarovnání

124

Skládání HDR: nejprve mapování

52

Duchové

126

Skládání HDR: mapování na konec

56

Záře a odlesky

130

Případová studie: Kostel

58

Porovnání programů

136

Případová studie: Portrét

60

Formát HDR souborů

140

Případová studie: Pre-proces

64

Správa barev

144

Případová studie: Obloha a stín

66

Náhledy

148

Případová studie: Světla velkoměsta

150

Případová studie: Delikátní světlo

154

Případová studie: Výrazná členitost

156

Slovníček pojmů

159

Rejstřík

9

Úvod Nemohu, a ani se nechci omlouvat za hodně technický a na některých místech i podrobný obsah této knihy. Fotografie s vysokým dynamickým rozsahem, dále jen HDR (High Dynamic Range), vyžaduje tento přístup, pokud se snažíte získat co nejlepší výsledky. Ale jaké to jsou výsledky! HDR umožňuje mimo jiné: obnovu vysokých jasů a hlubokých stínů v každé situaci, můžeme úspěšně fotografovat v ostrém a tvrdém světle, dokážeme získat pozoruhodnou, dříve nedosažitelnou tonalitu a barevnost, můžeme fotografovat za jakýchkoliv světelných podmínek. Je snad HDR nějakou kouzelnou formulkou fotografie? Možná ano, ale má i svá omezení a něco nás bude stát. Fotografovaná scéna musí být statická, stejně tak i náš fotoaparát, a HDR vyžaduje významné množství práce u počítače. Není tedy pro každého, ale tomu, kdo splňuje obě podmínky, otevírá HDR nový svět a takovou úroveň

kontroly nad snímkem, která dalece přesahuje zonální systém Ansela Adamse – a navýše v barvě. Jde o problematiku, v níž se setkávají fotografie, náročné výpočty a znalosti lidského vnímání světla. Náročné znalosti, nové a ve vývoji. HDR fotografie má dvě rozdílné součásti: snímání a zpracování. Snímání při HDR se nemění, ale zpracování silně závisí na použitém programovém vybavení. Výsledkem je, že u zpracování není jiná možnost, než se ponořit hluboko do konkrétních znalostí, krok za krokem, a tak se v této knize bude dít velmi často. Na druhou stranu, je to daleko snazší než sledovat teorii, ačkoliv jsem také nějakou přidal, hned ze začátku. Buďme vítáni u něčeho docela nového na poli fotografie. U možnosti vytvářet snímky scén přesně tak, jak si myslíme, že je vidíme, nebo ještě přesněji, jak bychom je rádi viděli.

7

9

HDR scény a lidské vnímání Na chvíli ponechejme stranou fotografii a snímky, věnujme se rozsahu jasů ve skutečném světě. Je zřejmé, že může být podstatně větší, než bychom mohli zjistit pohledem na snímek. To je podstata problému: musíme se utkat s jasně nasvětlenými scénami, které však mají i hluboké stíny. V klasické fotografii jsme mohli zachytit jen významný detail, nebo vůbec nefotografovat, vyčkat na jiné osvětlení a nebo změnit úhel pohledu. A musíme se s tím vyrovnat i dnes při podrobném pohledu na jakoukoliv scénu. Jde o komplexní vazbu mezi lidským zrakem a mozkem, ale musíme ji poznat, abychom dokázali rozhodovat o expozici a zpracování HDR snímků. Budu citovat jednoho z badatelů v tomto oboru, Erika Reinharda: „Reprodukce vizuálního vzhledu je zásadním mezníkem v lokálním mapování tonality.“ To zní, jako by bylo zaměřeno na fotografy, ale ve skutečnosti je na hony vzdáleno od našich potřeb. Nebo lépe, potřeby nás fotografů se jen dotýkají hlavních myšlenek tohoto výzkumu. Lidský zrak je nesmírně složitý a dosud plně nepopsaný. Zahrnuje současně fyziologii i psychologii vnímání, a musí být provedeno ještě mnoho nezbytných měření. Výsledkem je (pro ty, kteří nejsou akademickými pracovníky), že v tomto oboru existuje překvapivě malá shoda nad mnoha klíčovými mechanismy.

Jako fotografové máme své vlastní způsoby nazírání na lidské vidění obecně, na účinky naší představivosti a hodnocení reakcí diváků při prvním spatření snímku. Náš způsob přemyšlení a uvažování o lidském vidění a vnímání obecně se velmi liší od vědeckých postupů. Tvořivým lidem, ať už fotografům, malířům nebo ostatním, se musí vědecký přístup k zobrazování, založený na testování, měření, matematice a přísných zkouškách, zdát jako bez duše. Je to jako pokus omezit mystérium a potěšení z vizuální kreativity na pouhou sadu pouček. Je to ale stejně marné, protože příliš mnoho věcí nemůže být přesně změřeno. Podezřívavý pohled fantazie na vědu je založen na základním předpokladu – úspěšná analýza obrazového účinku by poničila samotné základy toho, o co se snažíme: tvorbu překvapivých, účinných, poutavých snímků... alespoň tehdy, pokud se snažíme vší silou. Jistě, jde o dostatečně obecný pohled, a není nezbytně namířen proti výzkumu a vývoji, který umožňuje pokrok ve fotografii. Mnoho vědců na tomto poli má rozdílné, i protichůdné názory, a proto jsou mnohé neinformované názory a povrchní zkušenosti často mylné. Pokud se chcete dále vážně zabývat HDR, buďte opatrní při naslouchání názorům na internetových fórech k HDR!

10

H D R

S C É N Y

A

L I D S K É

V N Í M Á N Í

Světlo, jasy a odrazy Scény se liší rozsahem jasů, a nejobtížnější pro fotografii, jsou ty, ve kterých jsou světlá místa mnohonásobně jasnější než stinné partie. Abychom si s takovými případy mohli poradit, je důležité správné pochopení některých definic. V radiometrii, vědním oboru zabývajícím se i měřením světla, je mnoho různých jednotek a definic, ale většina z nich nemá význam pro praktickou fotografii. Několika pojmům je však nutné rozumět: jasu, světlosti, svítivosti a odrazivosti. To proto, neboť mnohé HDR aplikace mezi nimi rozlišují a pracují s nimi odlišně. Světlo je vyzářená energie, kterou vnímáme prostřednictvím našeho zraku; sítnice oka je odlišně citlivá k různým vlnovým délkám. Radiometrie je věda o měření světla, fotometrie je věda o měření světla s ohledem na lidské vnímání. Nejdůležitějším pojmem pro HDR je osvětlení, což je, zhruba řečeno, měření toho, jak světlý se nám zdá nějaký povrch. Osvětlení jsou hodnoty, se kterými pracují HDR programy.

Předmětem našeho zkoumání jsou snímky s vysokým dynamickým rozsahem; jak ale zjistíme, řada věcí se velmi dobře objasňuje sama.

Kontrast daný spíše osvětlením než vlastnostmi povrchu Pouliční obchod s potravinami v Burmě. Nenatřené dřevo má stejný povrch venku i uvnitř stavby. Zelené čtverečky označují místa s rozdílným osvětlením téhož povrchu, modré čtverečky označují různé povrchy se stejným osvětlením.

S V Ě T L O ,

Nejčastěji používaným výrazem je však jas (brightness), a jde o pocit, který má náš zrak při pohledu na místo, které zdánlivě vyzařuje světlo, ve větším či menším množství. Je to zřejmé, neobjektivní a na rozdíl od osvětlení neměřitelné. Když mluvíme o jasech, popisujeme tak jejich výskyt, a pokud je neměříme nebo nedoložíme hodnotami, jde o přiměřeně zaměnitelný výraz s osvětlením. Světlost je také zřejmá, ale protože bere v potaz nelineární vztah lidského oka k osvětlení (přibližně logaritmický), jde o měřitelnou veličinu. Povrch, který odráží přibližně 18 % dopadajícího světla, vypadá jako středně šedý, uprostřed mezi černou a bílou. V této knize jde o popis vzhledu, více či méně zaměnitelný s jasem. Odrazivost je schopnost povrchu předat dál část světla, které na něj dopadá. Samozřejmě, že při tom povrch světlo různými způsoby mění. S ohledem na HDR je zřejmým a základním faktem, že rozsah možných jasů mezi odlišnými povrchy osvětlenými stejným zdrojem světla je přibližně stejný. Rozdíl mezi jasně bílým povrchem a těsně sousedícím zcela černým povrchem je přibližně 1:30, ne více. Velké rozdíly, se kterým se utkáváme v této knize o HDR fotografii, jsou způsobeny spíše rozdílným osvětlením. Dokládá to fotografie pouličního obchodu vlevo. Nicméně tento problém poskytl řešení pro většinu HDR programů, tedy způsob, jak komprimovat široký jasový rozsah scén skutečného světa tak, abychom je mohli pozorovat na monitoru nebo zvětšenině. Jak uvidíme v kapitole 3, pokud se nám podaří oddělit osvětlení od odrazivosti, můžeme rozdíly v osvětlení zkomprimovat a odrazivost zachovat. Vypadá to jako neřešitelná úloha, ale je to možné za několika předpokladů. (Pokud vás problematika osvětlení zajímá, najdete v nabídce našeho vydavatelství další publikace, které se světlu ve fotografii plně věnují.)

J A S Y

A

O D R A Z Y

Pracujeme jen s jasovou složkou Ačkoliv většinu doby pracujeme v RGB barvovém prostoru, odlišné barvové prostory poskytují některé výrazné výhody. V neposlední řadě možnost pracovat s barvou odděleně od jasové složky, což je i způsob fungování lidského oka. Takovým režimem je např. Lab (někdy uváděný jako L*a*b). Označení Lab odráží fakt, že všechna barevná informace je uložena jen ve dvou kanálech a a b, v kanále L je pouze jasová složka. Každý kanál pokrývá jinou osu barev: kanál a přechází od žluté barvy k modré a kanál b pokrývá oblast od červené (purpurové) k zelené. To je způsob, jakým pracuje i lidský zrak poté, co je světlo zachyceno světlocitlivými buňkami oka, a proto můžeme mluvit o načervenalé žluté, ale už ne o načervenalé zelené.

Plný snímek, všechny kanály

Kanál L, jasový kanál

Kanál a Kanál b

11

12

H D R

S C É N Y

A

L I D S K É

V N Í M Á N Í

Dynamický rozsah scény Intenzita světla dopadajícího na objekt se může lišit podstatně výraznější měrou než odrazivost povrchů.

Dejme však tyto dvě veličiny dohromady a dynamický rozsah se může dále zvětšit. Za jasného podmračeného dne ve středních zeměpisných šířkách (viz obrázek vlevo) bude expozice při citlivosti ISO 100 časem 1/125 s a clonou f/5.6. Pokud na scéně není nic jasně bílého, ani odrazy oblohy, natož obloha sama, celý rozsah jasů bude zachycen senzorem fotoaparátu, jehož dynamický rozsah je zhruba 9 EV. Při vhodné expozici tedy nedojde k omezení záznamu ani ve stínech ani ve světlech. Dynamický rozsah je malý (pokud odhlédneme od dvířek stodoly), zhruba v rozsahu 4 EV, tedy o něco více než 1:10. (Řada fotografů je uvyklá na clonová čísla, a tak zhruba řečeno, poměru jasů 1:10 odpovídá asi 3 a 1/2 clonového čísla, tj. 3,5 EV.) Když zaženeme mraky a den bude bez oparu, kouře a jiného znečistění, průměrná expozice stoupne o dva stupně – a tím i dynamický rozsah. Zvětšíme úhel záběru, abychom zaznamenali i oblohu a dojde k dalšímu zvýšení. Přidání bílých mraků přidá další krůček o jedno clonové číslo a jsme u poměru jasů kolem 1:1000, čili 10 EV (resp. clonových čísel). Fotografování ve světle přidá další hodnoty, protože obzor bude jasnější a pravděpodobně se prohloubí stíny. Přidejme do

Přibližné hodnoty svítivosti (cd/m2) Malý dynamický rozsah Malý dynamický rozsah motivu se zelenou strání je dán osvětlením (zataženo, žádné stíny) a také volbou výřezu bez oblohy.

Střední dynamický rozsah Jasné sluneční světlo vytvořilo díky stínům většinu kontrastu, ale také rozšířilo horní konec stupnice odrazivostí bílých mraků na snímku anglického venkovského sídla.

Světlo hvězd Měsíční světlo Osvětlení místnosti Denní světlo v místnosti Zataženo Jasno Jasné sluneční světlo Sluneční disk

0.001 0.1 100 100 2 000 10 000 100 000 100 000 000–1 000 000 000

10-3 10-1 102 102 2 x 103 104 105 108 – 109

D Y N A M I C K Ý

R O Z S A H

S C É N Y

Dynamický rozsah zdrojů světla a zařízení Scéna, zdroj Plný rozsah od Slunce po světlo hvězd Plný rozsah lidského oka po adaptaci Tmavý interiér s výhledem na jasné světlo Lidský zrak v jednom pohledu bez adaptace Černobílý negativní film Typická DSLR při základní citlivosti LCD monitor CRT monitor Velmi kvalitní fotopapír Papír běžný

Rozsah jasů 1 000 000 000 000:1 100 000 000:1 5 000–10 000:1 10 000:1 10 000:1 500:1 350:1 200:1 100:1 50:1

záběru slunce a dynamický rozsah dosáhne svých možností za plného denního světla, snad 1 : milionu. Slunce samo, se svítivostí 1x108 až 1x109 cd/m2 (kandela na metr čtvereční), pokud je přímo nad obzorem, nastaví horní mez dynamického rozsahu, pořádně vysoko. A navíc, dynamický rozsah scény může být dále rozšířen tím, že do snímku zahrnete ještě tmavší stíny, než jaké můžeme najít venku. Vstupme do místnosti s výhledem ven a zvětšíme dynamický rozsah o další řád (při vyjádření poměrem jasů). Pokud je venku lesklý povrch odrážející jasné sluneční světlo, dynamický rozsah se zvýší o další tři řády a dosáhne hodnot až 1:1x1015. Tak, a kdy dojdeme k bodu, abychom mohli scénu prohlásit za HDR? A co je důležitější, od kterého bodu se máme zabývat HDR expozicí a mapováním tonality? To není jednoduchá záležitost, protože mapování tonality může být aplikováno v rámci každého snímku, včetně jediného, bez ohledu na pokrývaný dynamický rozsah. To je spíše záležitostí vkusu a zkušeností než potřeby, a už je i módou měnit mapování tonality i u snímků, které to ani nevyžadují, jen pro dosažení neobvyklého účinku. Uvádím to proto, že obecně je HDR vyhrazeno pro scény, které svým dynamickým rozsahem významně přesahují možnosti jednoho snímku.

cd/m2 10-3 – 109 10-3 – 105 10-2 – 105

Expoziční rozsah EV 40 27 12–14 13–14 13–14 9 8–9 7–8 7 5–6

Vysoký dynamický rozsah Fotografování proti Slunci dále zvýšilo dynamický rozsah, zvedlo horní konec stupnice a prohloubilo stíny proti fotoaparátu.

Velmi vysoký dynamický rozsah Zahrnutí slunečního kotouče zvýšilo rozsah k nejvyšším možným hodnotám denní scény, na více než 20 EV.

13

39

HDR snímání a generování Dostupné programové vybavení pro vytváření realisticky vypadajících fotografií z HDR dat je k dispozici jen několik málo roků, ale vývoj HDR se datuje k roku 1990. Hlavní zájem byl ze strany filmového průmyslu, kde se počítačové efekty dostaly do popředí zájmu ve zhruba stejném čase. Přesto že jde o přínos i u fotografie, je to přínos zatím všeobecně nevyužívaný. Existuje jistá možnost, že nějakým způsobem může být HDR použito v digitálních fotoaparátech, ale v současnosti je jediným řešením vysokého dynamického rozsahu řada různých expozic. To není nijak složité, i když to má svá omezení. Je to však jednoduché v porovnání s tím, co přijde později. V současnosti, z pohledu obchodní sféry, fotografie není tak důležitým využitím pro techniky HDR jako tvorba speciálních efektů ve filmovém průmyslu. HDR je životně důležité pro přizpůsobení animovaných sekvencí do živých scén a mezi první nasazení HDR patří filmy jako The Matrix nebo Spiderman. U fotografie jde o technickou problematiku. Možná bude někdy většina této složitosti ukryta pod povrchem, ale dnes je ještě docela důležité vědět jak a proč fungují HDR procesy. HDR zobrazování, nové a možná převratné, je bodem, kde se sbíhají všechny znalosti o vnímání, matematice a fotografii, ať chceme nebo ne. Většina obtíží zaznamenaných fotografy zkoušejícími tyto techniky při řešení problémů s kontrastem ve snaze získat fotografii, která bude vypadat „dobře”, plyne z neúplného

pochopení možností a schopností mapování tonality. I když připustíme, že existuje mnoho individuálních interpretací snímku, co musíme udělat, aby vypadala fotografie „dobře” pro nás samotné? Vypůjčím si frázi z politické sféry ČR: jedná se o „špatně položenou otázku”. Surová odpověď zní, že „není žádné dobře”. A co více, programové nástroje zatím nejsou tak dokonalé, aby poskytovaly předvídatelné a bezvadné výsledky. HDR začíná u expozice a postupuje ke tvorbě HDR souboru z řady zaznamenaných expozic. To bude předmětem této kapitoly. Až doposud byla většina principů digitální fotografie založena na tom, co výbava zvládne, spíše než na tom, co vyžadují tóny a barvy na scéně. HDR to mění. Nasnímáním řady expozic vytvoříme úplný a souhrnný optický záznam scény před fotoaparátem, kdy některé části nebudou odpovídat schopnostem obrazového senzoru a fotoaparátu. To je základní odlišnost ve způsobu myšlení. Částečně se účastníme i budoucího vývoje, a ať už bude jakýkoliv, bude schopen využít obrazovou informaci odlišnými, lepšími způsoby. Z části také obsahuje myšlenku archivace vytvořením přesného, plnohodnotného záznamu scény před objektivem fotoaparátu. Na této myšlence je něco docela přitažlivého, bude záležet na světě před fotoaparátem, ne na nedokonalostech fotoaparátu, filmu a obrazového senzoru. A když tyto informace uložíme v digitální formě, budeme schopni je později opětovně využít pro lepší nebo zajímavější výsledky.

40

H D R

S N Í M Á N Í

A

G E N E R O V Á N Í

Snímání HDR SpheroCamHDR je panoramatický fotoaparát se svislým rozlišením 5300 pixelů, scénu skenuje při vlastním pootáčení. Jeho dynamický rozsah je 100 000 : 1, tedy asi 26 EV (stupňů expozice či clonových čísel). Mimo vysokou cenu má i další omezení. Protože snímek je zaznamenáván skenováním, sloupeček po sloupečku, zabere jeden snímek 30 vteřin až několik minut pro zkompletování plného, 360stupňového panaramatu, v závislosti na expozičním čase a použitém objektivu. Dnes je tedy přímé snímání tohoto druhu na hony vzdáleno uživateli běžného fotoaparátu a tak je jedinou praktickou metodou řada různých expozic. Aby se dílo podařilo, mezi jednotlivými expozicemi by nemělo dojít k žádnému pohybu, ani fotoaparátu ani objektu. Pokud dojde k významnému pohybu, vznikne riziko, že výsledný HDR snímek bude rozmazaný. Jak uvidíme dále, tolerance k pohybu se mírně uvolnila, většina HDR programů, které jsou na trhu, umí vyrovnat posun o několik málo pixelů. Ideálem je však nadále nehybný záznam všech snímků. Jediné, co se smí měnit, je expoziční čas. To samozřejmě významně omezuje druhy Postup snímání objektů, o kterých můžeme přiměřeně uvažovat jako 1 Zvolíme záběr a zafixujeme polohu fotoaparátu. o vhodných pro HDR snímky, ale zase ne tolik, jak (Pozn. překladatele : zaostříme a vypneme autofokus!) 2 Nastavíme manuální režim a vybereme vhodnou clonu. bychom si mohli myslet. Statické objekty jako krajina, 3 Odhadneme nejkratší expoziční čas s ohledem na nejvyšší jasy architektura, interiéry, zátiší a makrodetaily jsou a exponujeme. velmi vhodné. Na straně 50 se podíváme na postupy 4 Zkontrolujeme varování o přeexpozici a histogram. Správná expozice je nejdelší čas, při kterém ještě nedojde k přetečení pro zpracování některých druhů pohybu objektu jasů (přepálení). Pokud nejsou jasy dobře exponovány, snímek v obraze a po několika vlastních pokusech budeme smažeme a změníme čas závěrky fotoaparátu. schopni sami vyhodnotit, kolik relativního pohybu lze 5 Jakmile jsme našli nejkratší potřebný expoziční čas, prodloužíme jej o dva expoziční stupně (EV) a zaznamenáme další snímek. tolerovat. Když řadu snímků naexponujeme rychle 6 Dále prodlužujeme expozici vždy o ekvivalent dvou clonových čísel za sebou a pohyb ve snímku bude jen malý, většina a pokračujeme ve snímání, dokud se z nejtmavších oblastí nestanou HDR programů si s ním poradí. střední tóny. To zkontrolujeme na histogramu, jeho levá strana by měla ležet ve středu stupnice. Abychom dosáhli identických záběrů, fotoaparát Pozn. překladatele: najděte i nejdelší čas a zapamatujte si ho, abyste zafixujeme co nejlépe. Ano, je možné snímat i z ruky, během expoziční řady co nejméně manipulovali s fotoaparátem ale riskujeme rozmazaný výsledek a nebo obrovské (kontrola histogramu) a nedošlo tak k nežádoucí změně jeho polohy. množství práce při zarovnávání snímků. Z mnoha

V současnosti je jediným fotoaparátem, schopným zaznamenat jediným snímkem vysoký dynamický rozsah, německý SpheroCamHDR.

S N Í M Á N Í

H D R

Exposure sequence

1 Najděte nejtmavší expozici, při které již dochází k oříznutí světel (zde je přepal označen jako červená plocha).

4 Zvyšte čas o další dva expoziční stupně a sejměte další snímek.

2 Snižte expozici o jeden krok, až nebudou světla přepálena. To je expozice, se kterou začneme.

5 Stále zvyšujte čas o 2 EV. Většina snímku je již přeexponovaná. Pokračujte dál o 2 EV, stíny jsou stále ještě tmavé a pravděpodobně zašuměné.

3 Zvyšte expoziční čas o dva expoziční stupně (tj. na čtyřnásobek) a sejměte druhý snímek.

6 Levý okraj histogramu je asi v polovině stupnice – to je pravý okamžik pro poslední záběr celé sekvence.

41

42

H D R

S N Í M Á N Í

A

G E N E R O V Á N Í

Speciální techniky pro snížení šumu Jedním z problémů HDR snímání za při nízké hladině světla (za slabého osvětlení), například v noci, je, že nejdelší použitelný expoziční čas (závisející na okolnostech snímání) bude příliš vzdálen času ideálnímu. To může nastat v případě, kdy se snímá scéna s pohybem v záběru.

Jedním z řešení je udělat několik stejných expozic s kratším expozičním časem místo jedné s časem dlouhým. Ty můžeme zkombinovat s využitím filtru Medián, jedinou proměnnou bude šum a ten bude automaticky odfiltrován. Auto-Align Layers Projection Auto

Opacity: 100%

Normal OK

Fill: 100%

Lock:

Cancel

Layer 10 Layer 9

Perspective

Layer 8 Cylindrical

Layer 7 Layer 6

Reposition Only

Layer 5 Layer 4 Layer 3 Layer 2

Layer Select

Filter Analysis

Layer 1

New Duplicate Layer... Delete

Background

Layer Properties... Layer Style Smart Filter

Detail stínu ze snímku rostliny ve stínu má viditelný šum. Jedenáct identických záběrů bylo exponováno rychle za sebou, s využitím režimu kontinuálního snímání fotoaparátu. Batch Processing of differently exposed images PROCESS

Cancel

Generate HDR image Settings... Process with Details Enhancer

Settings...

Process with Tone Compressor Settings... Average Highlights & Shadows - Auto Highlights & Shadows - Adjust

Settings...

> Loading 11 images starting from 18863.73crop.tif > Aligning images... > Combining 11 images using Average > Saving results as 18863.73cropAnd10moreAverage.tif ***Batch successfully completed*** Results are in /Users/michaelfreeman/Desktop/leafnoise2/ croppedtiffs/PhotomatixResults1

Highlights & Shadows - Intensive Light

Select

All

Enhanced

images at a time

(number of images combined together - files are selected alphabetically)

Align Images

Leave

LOCATION

Source Folder /Users/michaelfreeman/Desktop/leafnoise2/cr

18863.73crop.tif 18863.74crop.tif 18863.75crop.tif 18863.76crop.tif 18863.77crop.tif 18863.78crop.tif Process subfolders

Run

Filter by

All listed files will be processed, All at a time. If you selec those will be processed once

Snímky byly v programu Photomatix zkombinovány metodou Average (Průměr), která využívá filtr Median. A výsledek? Jakoby zázrakem šum zmizel.

Layer Mask Vector Mask Create Clipping Mask

Fill: 100%

Lock: Layer 10

G Convert to Smart Object New Smart Object via Copy

Smart Object Video Layers 3 D Layers Type Rasterize

Edit Contents Export Contents... Replace Contents...

New Layer Based Slice Group Layers Ungroup Layers Hide Layers

Opacity: 100%

Normal

New Fill Layer New Adjustment Layer Change Layer Content Layer Content Options...

G G

Stack mode

None

Rasterize

Entropy Kurtosis Maximum Mean Median Minimum

Podobně efektivní, ale časově náročnější procedurou ve Photoshopu CS3 Extended (!) je menu Stack Mode (Režim balíčku). Po automatickém zarovnání skupiny vrstev pomocí Edit > Auto Align (Úpravy > Automaticky zarovnat vrstvy), je třeba tyto vrstvy převést na inteligentní (smart) objekty a poté na ně aplikovat režim balíčku Median (Medián) z menu Layer > Smart Object > Stack Mode (Vrstvy > Inteligentní objekty > Režim balíčku).

S N Í M Á N Í

ohledů je vhodné použít stativ a provést všechna obvyklá opatření pro fotografování dlouhým čase. Jde vlastně o dlouhou expozici, jen je rozložena do řady po sobě jdoucích snímků. Cíl a způsob fotografování řady expozic je velmi jednoduchý a musíme udělat jen dvě rozhodnutí. Jedním je šíře rozsahu, od jaké tmavé k jaké světlé. Druhým je vzdálenost mezi expozicemi, o kolik expozičních stupňů budou od sebe vzdáleny jednotlivé expoziční časy. Na jedné straně potřebujeme dostatečně krátký čas pro zachycení detailů v jasných oblastech, na druhém konci potřebujeme dost dlouhý čas pro zaznamenání detailů ve stínech. Jinými slovy, musíme zabránit ztrátě detailů na obou koncích, ve světlech i stínech. Jednoduché, ale jsou zde pasti. Obvykle doplatíme na neznalost nebo podcenění rozsahu. Na jasném konci, pokud máme v záběru zdroj světla, slunce či pouliční lampu, potřebujeme řadu expozic, jednu kratší než druhou, a může jich být víc, než očekáváme. Na tmavé straně je obvyklou chybou uspokojení s expozicí, na níž jsou detaily viditelné, ne však plně prokreslené. Je výrazně lepší snímat do formátu RAW, protože má větší dynamický rozsah a data jsou uložena jako lineární hodnoty osvětlení a nejsou zpracována nepředvídatelným způsobem podle úvahy výrobce fotoaparátu (převod do JPEG). Nejlepší pomůckou pro zjištění plného rozsahu expozic je zapnout varování fotoaparátu pro přeexpozici, která obvykle bliká nad přeexponovanými místy, a histogram, který nám ukáže, zda jsou stíny uvnitř rozsahu snímače. Všechny dobré digitální fotoaparáty mají tyto dvě volby a upřímně řečeno, každý, kdo na sebe bere všechny tyto problémy při ponoření se do studia HDR, by měl používat fotoaparát o něco lepší než je levný kompakt. Jinak musíme posuzovat oba konce

H D R

Fotografování z ruky Základem je rychlost pro omezení duchů způsobených pohybem objektu a snížení potřeby velkého zarovnávání záběrů vlivem pohybu fotoaparátu.

Na Nikonu D2X je největším krokem v expoziční řadě při bracketingu jeden expoziční stupeň (1 EV či jedno clonové číslo), řada může obsahovat až 9 expozic, což je přijatelný rozsah.

Zvolíme kontinuální snímání maximální rychlostí.

Redukce vibrací je velmi užitečná u tohoto snímání. (Pozn. překladatele : na zobrazeném objektivu zřejmě není vypnut autofokus.)

43

44

H D R

S N Í M Á N Í

A

G E N E R O V Á N Í

Scéna kontra zařízení Dokud nepřišlo HDR, byly souborové formáty (jako třeba TIFF či JPEG) v přímé vazbě na zařízení. V podstatě to znamená, že způsoby ukládání a čtení informací vyhovovaly fotoaparátu či monitoru, protože tyto druhy hardware mají své speciální požadavky. To je zřejmé a nestálo by to ani za zmínku či použití technického výrazu „závislý na zařízení”.

Obrazová informace je navržena tak, aby vyhovovala danému zařízení. HDR je však postaveno na jiném předpokladu. Jde spíše o základní myšlenku zaznamenání a uložení informací o scéně samé. Vlastně vůbec nezáleží na tom, zda bude zobrazena dobře či špatně. Jde jen o čistý záznam dat o jasech a barvách.

Na této HDR scéně je průrva v arizonském kaňonu. Řada expozic (na protější straně) obsahuje všechnu jasovou informaci prezentovanou v řadě snímků. Jak ukazuje výsledný histogram, fotoaparát je schopen zaznamenat jednou expozicí jen část, označenou červeným obdélníkem.

expoziční řady podle oka. Nejkratší expozice by neměla obsahovat bílé plochy a nejdelší expoziční čas by neměl mít nic tmavšího než střední tóny. Tabulka na straně 41 nám říká, kolik expozičních kroků budeme potřebovat u daného typu scény. A dále, krok mezi expozicemi. Odpověď je skutečně jednoduchá: dva expoziční stupně. To je nejlepší bezpečný kompromis mezi dostatečným množstvím jasových informací a zvládnutelným počtem snímků. Není nic špatného na vzdálenosti jen 1 EV s výjimkou velké spotřeby úložného prostoru. Je mnoho způsobů výpočtu a snímání takové řady expozic, ale snažím se o jednoduchost a doporučím jeden způsob, protože je spolehlivý a rychlý. Jediné, co potřebujeme na fotoaparátu, je varování při přeexpozici a histogram. Během expoziční řady budeme měnit jen čas závěrky fotoaparátu, ne

S N Í M Á N Í

clonu, protože ta ovlivňuje hloubku ostrosti a také mění tvar a velikost clonového otvoru. Fotoaparát přepneme do manuálního režimu a nastavíme clonu odpovídající scéně. Varování o přeexpozici použijeme k nalezení nejkratšího expozičního času a s ním začneme. Ideální expoziční čas je takový, který právě zachytí jasy bez přepalů, ale není zbytečně krátký, abychom dosáhli co nejmenšího počtu snímků v expoziční řadě. Použijeme námi oblíbený způsob měření expozice a uděláme testovací snímek. Pro mne je rychlejší odhad, když nevyhoví, snímek smažu, změním čas závěrky a znovu exponuji. S trochou zkušeností není obtížné na jeden či dva pokusy najít vhodný čas, což znamená, že za pár vteřin známe horní konec expoziční řady. U druhé expozice prodloužíme expoziční čas o dva stupně (na 1/4 předchozího), což kontrolujeme na displeji fotoaparátu nebo počtem cvaknutí kolečka. Já mám obyčejně na Nikonu nastaven expoziční krok na 1/3 a tak jednoduše napočítám šest cvaknutí ovládacího kolečka. Třetí a další expozice dosáhnu stejným způsobem, prodlužováním expozice o dva stupně. Závěrečným rozhodnutím je, jak dlouho ještě pokračovat. Konec je přesně dán – expozice, při níž nejtmavší tóny vypadají jako středně šedé. Je obvyklou chybou přestat s expozicí před tímto stavem, v době kdy jsou jen světlé části snímku již bez kresby. V této části expoziční řady fotografujeme s ohledem na detaily ve stínech a tak musíme pokračovat tak dlouho, až se levá strana histogramu zobrazí uprostřed vodorovné osy histogramu, jak je ukázáno na straně 41. Nyní máme zaznamenán celý dynamický rozsah scény. Popsal jsem každičký krok, v praxi však jde o rychlý proces. Nejdelší je dlouhý expoziční čas na spodním konci expoziční řady při snímání za nedostatečného osvětlení.

H D R

45

46

H D R

S N Í M Á N Í

A

G E N E R O V Á N Í

Generování HDR Téměř vše je automatické u všech významných HDR aplikací. Obvykle jsme požádáni o výběr zdrojových snímků a program si prohlédne jejich EXIF údaje. Odtud získá údaje o expozici a může pokračovat ve výpočtech. Pokud EXIF data scházejí (snímky byly např. předzpracovány programem pro tvorbu panoramat, viz strana 120), aplikace by měla být schopná odhadnout expoziční vzdálenost mezi snímky a nebo požádat uživatele o jejich poskytnutí (snadno se dají zjistit u výchozích snímků). Program Photomatix je v tomto ohledu bezproblémový, ale například Photosphere, jinak vynikající HDR generátor, bude pracovat, jen pokud bude mít k dispozici EXIF data. Pro takové případy existují programy pro editaci EXIF dat, schopné přidat chybějící informace, ale v praxi jde o časově náročný (a často také obtěžující) proces.

Tvorba HDR fotografie ze zdrojových snímků s nízkým dynamickým rozsahem (LDR) je často jednoduchá. Generate HDR - Options Align source images

Attempt to reduce ghosting artifacts Moving objects/people

Detection Normal

Ripples

Take tone curve of color profile (recommended) Attempt to reverse-engineer tone curve applied No tone curve applied - pixel values are linear Note: above curve options are grayed-out because RAW files do not have a tone curve applied RAW conversion settings White Balance

As Shot Preview sample

Color primaries HDR based on:

Adobe RGB

Exposure Value Setting

Photomatix Ve Photomatixu jsou tři možné postupy pro generování HDR snímku. Prvním je otevřít zdrojové LDR snímky a pak generovat. Druhou, rychlejší a účinnější metodou, je zvolit HDR > Generate, dále Browse a Generate v témže dialogovém okně. Pokud program nemůže přečíst EXIF data (například z důvodu starého typu objektivu, nekomunikujícího s tělem fotoaparátu), objeví se dialog pro doplnění potřebných údajů u dotčených snímků. Třetí cestou, nejrychlejší v případě, že máme vytvořit více než jeden HDR snímek, a zdrojové LDR snímky jsme předpřipravili do samostatných podadresářů, je zvolit Automate > Batch Processing.

Could not extract exposure settings from exif header

OK

Please check the estimated Exposure Values (E.V.) on the right column. If they are incorrect, either: OR

Specify the E.V.spacing:

1 1/3

Change the Exposure Values on the right 18858.49.nef

Batch Processing of differently exposed images

PROCESS Generate HDR image Settings... Process with Details Enhancer

Settings...

Process with Tone Compressor

Settings...

Stop at next combination > Loading and decoding 4 RAW files starting from 18656.71.NEF > Aligning images... > Generating HDRI from 4 LDR images

Average 18858.48.nef

18858.50.nef

Highlights & Shadows - Auto Settings...

Highlights & Shadows - Adjust Highlights & Shadows - Intensive Enhanced Light Select All

images at a time

(number of images combined together - files are selected alphabetically)

18858.51.nef

Align images

Leave uncropped

LOCATION Source Folder /Volumes/RAID_1.4T/STOR...IT/HDR/TEST_IMAGES/Zoo

Destination folder Choose...

18656.71.NEF 18656.72.NEF 18656.73.NEF 18656.74.NEF

Created under Source Folder Customized location Choose...

Save As :

TIFF

Save HDR image As: Process subfolders Filter by file type: All

All listed files will be processed. All at a time. If you select files with your mouse, only those will be processed once

JPEG Quality: 100 OpenEXR (.exr)

Remove HDR image after having processed it Naming options...

G E N E R O V Á N Í

H D R

V závislosti na zvoleném programu můžeme mít několik voleb. První, nabízená programem Photomatix, je volba kalibrace fotoaparátu za účelem získání převodní křivky. To zní jako něco, co musíme nevyhnutně okamžitě provést. Doporučení Photomatixu, docela správné, je, že nemáme váhat a necháme program aplikovat standardní křivku. Důvodem je to, že digitální fotoaparáty jen zřídka mají neměnnou převodní křivku, podobně jako je tomu u filmu. Za prvé, odezva je lineární, ale fotoaparát předzpracuje svým firmware data ze snímače tak, aby vypadala přijatelně pro lidský zrak. Toto firmwareové předzpracování se liší fotoaparát od fotoaparátu a jde o duševní vlastnictví výrobce, nikde neuveřejněnou informaci. Je však známé, že firmware některých fotoaparátů provádí další úpravy ve snaze opravit přeexpozici nebo podexpozici. Následkem je, že převodní křivka se liší snímek od snímku, což je proti smyslu jakékoliv kalibrace fotoaparátu. V každém případě, pokud generujeme HDR rovnou z RAW souborů, což mohu jen velmi naléhavě doporučit, tento celý problém ztrácí EasyHDR

Merge to HDR (90.9%) Sources:

Merged Result:

OK

Tento HDR program pracuje jen ve Windows. Výběr snímků a generování jsou přímočaré, s možností přepsat EXIF data.

Cancel Bit Depth: 32 Bit/Channel Set White Point Preview:

EV +3.91

EV +1.85

Load From File... Response Curve Automatic Load From File...

EV 0.000

Save Response Curve As...

EV –2.06

Merge to HDR Source Files Choose two or more files from a set of exposures to merge and create a High Dynamic Range image

90.9%

Use

Files 18656.71.NEF

Photoshop CS3 Generování je ukryto pod menu File > Automate > Merge to HDR (Soubor > Automaticky > Sloučit do HDR), které vyvolá dialog pro výběr souborů. Procedura je neobyčejně pomalá, většinu času zabere (volitelné) zarovnání, které je přesto vždy dobré použít.

18656.72.NEF 18656.73.NEF 18656.74.NEF

Browse Remove Add Open Files

OK Cancel

47

69

HDR mapování tonality Počítačové mapování tonality je poměrně nové a vzniklo víceméně během posledních deseti let. Teprve nedávno se objevil software, který se zaměřuje na vytvoření realistických HDR fotografií. Znamená to ale, že můžeme časem očekávat množství dalších vylepšení. Software, který mají fotografové nyní k dispozici je z velké části založený na práci hrstky vývojářů a jejich původní cíle nemusely nutně vést k vytvoření skvěle vypadajících fotografií. Záměrem většiny těchto průkopníků bylo podle Kate Devlinové „vytvoření obrazů, které vyvolávají stejnou reakci, jakou by měl divák u skutečného výjevu“. U toho pravděpodobně musíme vzít v úvahu mimořádnou úroveň vnímání při pohledu na jednotlivé obrazy scény, než na scénu jako takovou. Nejdůležitější v HDR, stejně jako nejobtížnější, je procedura mapování tónů. Pokud jste vytvořili HDR obrázek z dostatečně širokého rozsahu expozice, správně rozložené, tak byste měli mít kompletní záznam všech úrovní jasu z originální scény. Jak pojmout všechny tyto informace a začlenit je do fotografie, je úlohou tónového mapování. Důležitější než různé tipy a triky je pro osvojení si této techniky znalost cíle, kterého chcete dosáhnout. Softwarové nástroje vám umožní vtěsnat ohromné množství dat do omezené kapacity obrazovky, ale neexistuje takový výsledek, který by uspokojil každého. Jediný způsob je dobře porozumět tomu, jak tyto operátory mapování tonality (TMO, tonemapping operator) fungují a znát i jejich

nedostatky. Základní problém pro všechny TMO je jak vymezit každou oblast ve které budeme provádět změny. Vy i já bychom to pravděpodobně okamžitě zvládli tak, že na to místo ukážeme prstem. Naneštěstí tento zdánlivě jednoduchý čin zahrnuje mnoho úrovní vnímání, odhadu a názoru. TMO to musí provést bez pochopení obrázku. Většina TMO se zaměřuje na sousedící pixely a s jejich informacemi může provést tónování, například nastavení jasu ve vztahu k sousedícímu pixelu. Jeden ze způsobů, jak to provést, je rozostřit oblast (rozostření zprůměruje jas) a poté tuto informaci použít. Rozostření se neaplikuje na obrázek, pouze se využije v výpočtům. Problém nastane, pokud rozostření přejde přes ostrý okraj, jako je např. pták proti nebi. Způsobí to viditelný problém, většinou halo. A zatímco široké halo (řekněme přes třetinu nebe) zůstane téměř bez povšimnutí, menší může vypadat zcela nepřirozeně. Ideální je tyto menší kontrastní úpravy elegantně a přesně zachovat, ale bez vůdčího lidského oka to není snadné. Téměř všechny TMO nyní využívají některé metody pro odhalování takovýchto ostrých přechodů – známé jako hrana, přechod jasu – ale takovýto výpočet není jednoduchý ani spolehlivý. Základní otázkou, která žádného fotografa nepřekvapí, je komplikovanost mnoha, možná většiny fotografií. Věda zobrazování je stále daleko od schopnosti úplně analyzovat fotografii a není o nic blíž schopnosti předpovědět důležitost objektů na scéně pro pozorovatele. A to je přesně to, co tónové mapování potřebuje.

70

H D R

M A P O V Á N Í

T O N A L I T Y

Teorie mapování tonality Kdyby byl vhodný a levný způsob, jak zobrazit celý rozsah jasu, nic z toho by nebylo nezbytné, ale jediné takové zobrazovací zařízení je v současné době velký a nákladný Brightside monitor. A jak je známo, fotografie papírová bude pravděpodobně vždy její nejžádanější formou. Tato část procesu směřuje ke kompresi HDR obrázku na obrázek o nízkém dynamickém rozsahu (LDR). Jinými slovy obyčejné komprimování HDR obrázku rovnoměrnou kompresí tak, aby se přizpůsobil mnohem menší škále, je zcela nevyhovující. Všechny potřebné údaje zde sice jsou, ale vzhled je příliš tmavý a postrádá viditelné detaily v tmavších místech. Vzhled obrázku je základním bodem problému a je zřejmé, že jakákoliv metoda komprese musí brát v úvahu způsob, jakým se na obraz díváme. To je, jak jsme mohli vidět v první kapitole HDR scény a lidské vnímání, komplikovaná záležitost. I algoritmy, které jsou vyvinuty pro tento proces, jsou komplikované a jsou známy jako operátory mapování tonality (TMO).

Rozhodujícím problémem je, jak použít všechny informace o jasu v dynamickém rozsahu skutečné scény a zkomprimovat pro zobrazení na monitoru nebo tištěné fotografii. Tři úrovně kontrastu

Otázka obsahu

Přestože neexistuje žádná jednoznačná hranice, hovoříme o celkovém kontrastu (na obrázku zobrazeno pomocí rozostření o vysokém poloměru), o kontrastu ve středním měřítku (tvary lotosového listí proti odrazu ve vodě) a o kontrastu v malém měřítku, lokálním kontrastu (detail stébel trávy). Zde všude se mohou uplatnit operátory mapování tonality při změně úrovně kontrastu v závislosti na vzhledu.

Jak již bylo zmíněno dříve, v kapitole Vnímání a tvar, efektní výkon operátorů mapování tonality při manipulaci s kontrastem zatím stále není schopný brát v úvahu důležitost různých objektů. Tato fotografie Buddhy na hřebenu Borobuduru na Jávě nám ukazuje pointu. Na snímku (toto je LDR obraz), který je pro toto cvičení v černobílém provedení, kvůli potlačení jiných, pozornost odvádějících prvků, je domalováno Buddhově soše oko, jelikož víme, co to je, přestože jeho tónové hodnoty jsou podobné ostatním kamenům. Do plošek rozpadlé provedení obrázku (prostřední ukázka) nám nedovolí rozeznat obsah – obdoba způsobu, jakým vidí obraz software pro tónové mapování. Selektivní zvýšení kontrastu finálního obrázku ( barevná verze) je to, co bychom udělali my, ale operátory tónového mapování to nezvládnou.

T E O R I E

M A P O V Á N Í

T O N A L I T Y

Hlavní problémy tónového mapování kontrastem je stanovena použitím hodnoty poloměru (radius). Poloměr a hladina prahu (treshold) jsou podobné nastavení pro maskování neostrosti (Unsharp mask) používané pro doostření obrázku. Vysoký práh zvyšuje lokální kontrast, ale také se zvýší riziko vzniku halo efektu. Na druhou stranu příliš nízký práh může způsobit, že bude fotografie vypadat vybledle. Pro jakýkoliv obrázek je vhodné vyzkoušet obě varianty a podívat se, jak obrázek vypadá, protože ideální kombinace parametrů je různá v závislosti na obsahu obrázku.

Duchové Toto se již pojednávalo na stranách 52-55. Objekty přesunované uvnitř obrázku se jeví na každém snímku sekvence v různých polohách.

Halo efekt Protože lokální operátory nastavují kontrast v závislosti na okolí každé části obrazu, může nastat problém s ostrými hranami jasu – ostré přechody mezi zřetelně světlými a tmavými oblastmi. Operátor zahrne ve výpočtu blízko u takovéto hrany i druhou stranu přechodu a zvýší kontrast napříč hranou. Výsledkem je halo efekt, oblast vedle přechodu, ve které tmavá místa jsou ještě tmavší a světlá světlejší. Řešení tohoto problému najdete na stranách 100-103.

Šum a „nečisté“ textury

Inverze tónů Objeví se v případě, když se navzájem překříží rozdílné tóny, tmavší z těchto dvou se stane světlejším. Na jakékoli scéně a na jakémkoli obrázku existuje celková hierarchie odstínů, která zobrazí histogramem způsobem, který je pro fotografy velmi užitečný. Na rozdíl od jiných postupů, se zde mění jas oblasti ve vztahu ke každému pixelu okolí. Metoda lokálního přizpůsobení (local adaptation method) podobně jako metoda úpravy lokálního kontrastu (local contrast enhancement) nemusí vždy zachovat hierarchii odstínů. Nepřevede jas pixelů pouze podle jediné tonální převodní křivky, ale bere také do úvahy hodnoty vedlejších pixelů. To znamená, že na rozdíl od použití křivky, nejsou tóny na histogramu pouze roztaženy a zkomprimovány, ale mohou také měnit pozici. Vizuálně by to znamenalo, že nějaká část obrazu, která byla původně tmavší než jiná, může úpravou získat stejný jas nebo se stát ještě světlejší. Vzdálenost, která rozlišuje mezi místním a celkovým

Když je mapování tónů nastaveno na maximální detaily (fine scale), tak se zvýrazní šum i další malé úpravy. Jsou k tomu náchylné zejména velké, hladké oblasti, jako je například obloha. Problému se můžeme vyhnout, opatrnějším použitím ovladačů tónového mapování. Zredukujeme ty, které mají tendenci zvýrazňovat malé detaily a využijeme zde vyhlazovací nástroje, pokud jsou dostupné. Na příkladu zde jsou zobrazeny tři verze detailu skla katedrály a můžeme na nich vidět, jak HDR vylepšuje šum využitím informací z nejlépe exponovaných tónů na každém z původních obrázků. Nalevo je mapovaný obrázek vygenerovaný ze dvou nejtmavších snímků. Uprostřed je vygenerovaný ze tří a napravo ze čtyř snímků. Operátor tónového mapování je donucen použít jakýkoliv materiál, který je mu poskytnut.

Odlesk O tomto efektu je již pojednáno na straně 56. Směřuje to k přehnanému vzhledu HDR obrázku. Nejlépe se toho dosáhne ve fázi generování, ačkoliv většina HDR softwarů o to neusiluje.

71

72

H D R

M A P O V Á N Í

T O N A L I T Y

Operátory mapování tonality Na počátku devadesátých let dvacátého století vyvinuli výzkumníci převážně v amerických univerzitách řadu postupů komprese velkého rozsahu jasu reálných scén do zobrazitelné formy. Mezi tyto průkopníky patřili Greg Ward, Paul Debevic, Erik Reinhard, Raanan Fattal a jiní. Jelikož se jednalo o vysokoškolský výzkum, tak byly cíle někdy zcela experimentální a neměly moc společného s tím, co by mohli považovat za důležité fotografové. Tónové mapování je už tak dost složité. Rozhodně dost na to, aby si zasloužilo pozornost celé této knihy, a vy se můžete divit, proč bych vás chtěl trápit s dalšími komplikacemi vysokoškolského výzkumu, který to celé podpírá. Já jsem to musel přečíst, ale proč byste měli vy? Dost to záleží na tom, jak pohodlně se vám pracuje s novým počítačovým softwarem, který je založen na nových principech. Někteří lidé jsou rádi, že dokáží řídit auto, a už je nezajímá, jak funguje motor a brzdy. Jiní se chtějí naučit i něco navíc. To stejné platí zde. Na následujících stranách se pokusím vysvětlit práci s různými ovladači, od jednoduchého výchozího nastavení až po komplikovanější diskuse o procedurách, které zrovna probíhají. Samozřejmě se zastavím kousek před matematickými výpočty. Jeden z problémů při vysvětlování mapování tonality je ten, že některé procesy jsou koncepčně dost složité. Určitě alespoň jeden z ovladačů ve známém softwaru dokáže vytvořit efekt, který překvapí samotného vývojáře a odporuje všem matematickým zákonům. Třeba namítnete, že to nepotřebujete znát. Ale může se vám hodit pochopit základy toho, co se děje pod pokličkou. Prvotní operátory mapování tónality jsou dobře zdokumentovány. Kniha High Dynamic Range Imaging od Reinharda, Warda a kolektivu je klasika a doprovází ji CD-ROM obsahující zdrojové kódy pro asi dvacet TMO. Vlastně sedm nejznámějších operátorů, jejichž autory jsou Ashikimin, Durand, Fattal, Pattanaik a Reinhard, jsou k dispozici pro každého v programu PFSTools, který můžete využívat zdarma v rámci Qtpfsgui (strana 48). Je ale značný rozdíl mezi tímto výzkumným softwarem a softwarem, který většina z nás používá a je orientován pro běžné uživatele. Jejich cíle jsou více akademické a všeobecně postrádají

Veškerý současný software pro zpracování HDR fotografií a plně určený pro fotografy vznikl z několika známých výzkumných projektů.

O P E R Á T O R Y

Akademické ukázky Výchozí nastavení pro čtyři „akademické“ TMO (tonemapping operators, operátory mapování tonality): Fattal, Pattanaik, Reinhrad Photographic a Reinhard Photoreceptor.

M A P O V Á N Í

T O N A L I T Y

73

74

H D R

M A P O V Á N Í

T O N A L I T Y

nástroje pro vytvoření co nerealističtějšího vzhledu fotografií. Nicméně inspirace pro některé z těchto operátorů jsou fascinující. Velice brzy bylo zjištěno, že podstata věci tkví v rozdílu mezi jasem a odraženým světlem. Jak jsme viděli na straně 13, rozsah odraženého jasu je docela malý, zatímco rozsah vzniklý světlem dopadajícím na scénu může být velmi vysoký. Pokud by mohla být komprese aplikována pouze na jas, potom by byly detaily následkem odraženého světla teoreticky zachovány. Důležitou otázkou mapování tonality je, jak na scéně oddělit jas a odražené světlo. Na první pohled to může vypadat jako nemožný úkol, pokud je vám poskytnut pouze obrázek a nemáte naměřené hodnoty světla ze scény samotné. Jak se ale ukáže, není to zcela nemožné. Prvotní objev byl, že ve většině scén s vysokým kontrastem mají rozdíly malého rozpětí v kontrastu co dočinění s odraženým světlem. Například na malém stole přímo přede mnou (zrovna píši v letadle) je rozdíl v jasu mezi mandlemi a arašídy, protože rozdílně odrážejí světlo. Obojí přitom osvětluje stejné světlo. Ale v širším měřítku zde kontrast je, kvůli světlu dopadajícímu na scénu. Můj soused má zatemněné okno, zatímco já mám rozsvícené světlo a je mnohem větší rozdíl v kontrastu, pokud se podívám tam a poté zpátky na stůl, než mezi dvěma arašídy. Toto poznání se stalo důležité při práci s mapováním tonality: s kontrastem ve velkém měřítku, na celém obrázku pracovat jako s luminací, jasem. Naopak v malém měřítku, jako vlastnost textur, pracovat s odrazivostí. To znamená, že jedna z cest k přirozenému vzhledu je zkomprimovat kontrast velkého měřítka a ponechat nebo dokonce posílit kontrast malého měřítka. To je myšlenka, která stojí za operátorem frekvence a operátorem gradientu, kterými se budu zabývat později. Jelikož je to ale objížďka na cestě k poznání rozdílu mezi dopadajícím a odraženým světlem, nemusí to vždy fungovat. Záleží na situaci. Fakt, že to dělá fotografii více přirozenou je podpořeno některými poznatky z psychologie a fyziologie vnímání (není snadné od sebe tyto dvě části oddělit). Jedna všeobecně přijatá teorie je, že lidský zrak rozlišuje místní detaily (to znamená, při malém měřítku, při malém zorném úhlu) při pohledu v klidu, ale tuší změny v kontrastu ve větším měřítku jiným způsobem – posouváním pohledu po scéně. Rozšíření této myšlenky je, že nějakým způsobem rozpoznáváme okolní prostor – sousedství, strukturu a segmenty širší scény – a podle toho subjektivně hodnotíme

O P E R Á T O R Y

kontrast. Jiné přístup, který zaujal Pattainaik a kolektiv, směřuje k napodobení běžného HVS – Human Visual System, lidského vizuálního systému. To je vysoký cíl, zvláště proto, že se snaží zohlednit přizpůsobení mezi světlem a tmou, přičemž se jedná o oddělení tyčinek od čípků na sítnici, aby se dosáhlo lepšího vnímání jasu v temných místech na úkor vnímání barev. Výsledné operátory jsou velmi zajímavé, hodnotné, ale zcela nepoužitelné pro účel vytváření kvalitních fotografií. Erik Reinhrad to vzal z jiné strany, když se inspiroval zonálním systémem (Zone System) Ansela Adamse. Jak Reinhrad poznamenal, „Problém mapování rozsahu jasu do rozsahu menšího, zobrazitelného, není nic nového. Reprodukce tónů existuje u tradičních fotografií od doby, kdy bylo fotografování vynalezeno.“ Dále pokračuje srovnáním toho, jak funguje Zone System a TMO, které vytvořil jeho tým. „Nejdříve je na obrázek aplikováno lineární škálování, které je podobné nastavení expozice u fotoaparátu. Poté může být použitím aritmetického modelu místně nastaven kontrast, který je blízký nástrojům Burn a Dodge (Ztmavení a Zesvětlení).“ Zatímco Pattanaik chtěl modelovat funkci lidského oka a mozku, Reinhrad se zaměřil na konečný výsledek, který měl přijatelný původ. Dále uvedl, že při tradičním použití Dodge a Burn je oblast, která získá rozdílnou expozici vzhledek ke zbytku snímku, ohraničena ostrým kontrastem. To je klíčový postřeh, který by měl být reprodukován každým automatickým algoritmem u Dodge a Burn. Výsledkem celé této zajímavé práce byly čtyři druhy operátorů tónového mapování. TMO (operátory mapování tonality) se v základě dělí na lokální a globální, ale ve skutečnosti je to složitější. První druh, kterým byl globální operátor, je relativně nekomplikovaný. Funguje na všechny pixely na snímku víceméně stejným způsobem. Vezměte si typickou S-křivku v běžné úpravě ve Photoshopu. Zvýší se kontrast zesvětlením světlejších tónů a ztmavením stínů. To vše hladce a beze změny koncových bodů. To je jeden z globálních operátorů uvedených na stranách 20-21 v kapitole Kontrast a gama. Můžete měnit různě hodnoty, ale stane se podobným způsobem víceméně to stejné. Existují některé velmi promyšlené globální operátory, které umožní vznik výsledkům, které jsou téměř vždy „fotografické“, ale mají určitý limit. Jsou výborné pro obrázky se středně velkým dynamickým rozsahem, ale pokud je kontrast příliš velký, tak už výsledek tak dobrý není. Lokální

M A P O V Á N Í

I

II

III

IV

V

T O N A L I T Y

VI

VII VII IX

Zonální systém Ansela Adamse. Obrázek nahoře je popsán za použití zónové tabulky. Adams dával přednost použití deseti zón, ale použitím lichého počtu zón, devíti (jako třeba zde) nebo jedenácti, je možné dosáhnout samostatné zóny pro střední tóny uprostřed stupnice.

75

76

H D R

M A P O V Á N Í

T O N A L I T Y

operátory jsou ve svém provedení a ve způsobu, jakým fungují, zcela odlišné a jsou mnohem lepší v práci s extrémním kontrastem. Program hledá pixely sousedící s každým z pixelů a podle toho místo zesvětlí nebo ztmaví. Jinak řečeno pixel, který sousedí s pixelem světlejším, bude upraven jinak, než stejný pixel, který ale sousedí s pixelem tmavším. Klíčem je oblast, kterou program vyhodnocuje. Nejmenší oblast jsou přímo sousedící pixely – tři z každé strany okolo pixelu. Takto se postupuje u každého pixelu na snímku, což je počítačově velmi náročné. Tyto výpočty zaberou značnou část výkonu programu. Lokální operátory se tedy nejprve musí rozhodnout jak velkou oblast kolem každého pixelu použít, poté zjistí, jak tyto hodnoty použít při srovnání kolem středového pixelu, a za třetí musí přijít na to, jak skloubit všechny tyto informace, aby se daly použít na celý obrázek. Často se operátory člení pouze na globální a lokální, ale je to trochu jinak. Je možné, například, použít oba najednou. V jistém smyslu pracuje lokální operátor v souvislosti celého obrázku. Za pojmy lokální a globální stojí dva rozdílné přístupy k problému. Již jsem zmínil problém oddělení jasu od odraženého světla – světlo dopadající na scénu, které se může výrazně měnit, od světla odraženého od povrchu, které se mění mnohem méně. Prvním způsobem, jak to využít, je při frekvenčním operátoru. Snímky mohou být zakódovány svou frekvencí, podobně jako zvuk. Nízké frekvence odpovídají kontrastu ve velkém měřítku a naopak. Prací s frekvencí můžeme vyhladit velké rozdíly v nízkých frekvencích, zatímco samostatně můžeme potlačit nebo zvýraznit detaily vysoké frekvence. Tímto způsobem operátory vlastně fungují globálně i lokálně zároveň. S tím souvisejí operátory gradientu. Nízká frekvence (velké změny v obrázku) související se světlem dopadajícím na scénu, inklinuje k dlouhému pozvolnému přechodu ze tmy do světla. Avšak detailní změny u vysoké frekvence vyskočí mnohem strměji během krátkého úseku. Kontrast gradientu může být tedy využit k rozeznání velkého měřítka od lokálního kontrastu. Důležitost těchto operátorů gradientu je taková, že se využívají v nejpoužívanějších komerčních HDR softwarech. Výkonný HDR software Jak jsem již zmínil, všechen software, který budete pravděpodobně používat, je inspirován tímto veřejně publikovaným výzkumem. Avšak není přímo okopírován. Stejně tak jako nám nečiní potěšení kopírovat

O P E R Á T O R Y

fotografie jiných lidí, vývojáři nechtějí prostě okopírovat zdrojový kód. Jak řekl Andreas Schomann, jeden z tvůrců FDRTools, „Algoritmy, které jsou zveřejněny výzkumnými skupinami univerzit, jsou spíše šablony. Poskytují nápady. Pokud dáte úkol deseti vývojářům, aby tento logaritmus implementovali, dostanete deset různých výsledků.“ Jelikož je to nová zobrazovací metoda, neustále se něco vylepšuje. Nový software je vyvíjen a zároveň je vylepšován software současný. V zákulisí probíhá hodně práce, a protože většina z toho je chráněna zákonem, nemůžeme čekat, že nám vývojáři vše do detailu vysvětlí.Ve skutečnosti je porovnávání různých ovladačů mezi programy zbytečné, jelikož existuje mnoho rozdílných cest k dosažení zhruba stejného výsledku. V době psaní této knihy je pouze několik výkonných HDR aplikací, přestože existuje více než dvacet operátorů mapování tonality. Důvod toho je přesnost, počet nabízených nástrojů, platforma a podpora takových detailů jako je Raw format a absence EXIF dat. Na vrcholu seznamu užitečnosti je Photomatix, který vznikl v roce 2003 a neustále se vylepšuje. Další je Photoshop CS2 a CS3, FDRTools, Artizen a EasyHDR. Každý z nich je svým způsobem dobrý , ale žádný není tak detailní jako Photomatix. Platforma je nepochybně velice důležitá a stejně jako v jiných oblastech zobrazování, aplikace, které podporují více platforem si zaslouží lepší zpracování. Žádný z těchto softwarů není drahý (mimo Photoshop, kde je HDR pouze nepatrnou částí jeho schopností), ale otázkou je, který si vybrat pro práci. Trvá dlouhou, než se seznámíte s jakýmkoli softwarem, a pokud hodláte používat HDR pravidelně, budete určitě chtít zorganizovat průběh vaší práce. HDR může zabrat mnoho času a pokud ho používáte ve výrobním prostředí, hodiny práce na počítači se stanou nákladnými. Každá z aplikací má jinou filozofii, pokud je možné to tak nazvat. Photomatix směřuje k nejlepším vizuálním výsledkům tak, že nabízí velké množství ovládacích prvků, na které si musíte zvykat. Photoshop nabízí malou až žádnou podporu a zklame vás i nedostatek inovací mezi verzemi CS2 a CS3, ale disponuje intuitivním ovládání křivek. FDRTools zamýšlí zůstat jednoduchou a přímočarou aplikací. Každý z nich se hodí pro různé uživatele. A ještě ke generování HDR souborů. Z pohledu uživatele je to jasné: teoreticky můžete mapovat HDR obrázky vytvořené v různých aplikacích. Soubory ale nejsou stejné a výsledek bude jiný. Základní pravidlo je použít jednu aplikaci ke generování i mapování tonality. I nápověda aplikace je optimalizovaná pro HDR soubor, který právě vytvořila.

M A P O V Á N Í

T O N A L I T Y

Čtyři typy TMO Globální operátory Proces mapování tonality je aplikován na každý pixel stejným způsobem. S pixely, které mají stejnou původní hodnotu, se zachází stejně. Analogicky, použitím S-křivky ve Photoshopu na obrázek v okně Curves (Křivky) tak, aby se zvýšil kontrast, je globální operace, ačkoliv mnohem jednodušší než mapování tonality.

Lokální operátory Lokální operátory dělají to, co napovídá už jejich název. Přihlížejí k pixelům, které obklopují každý z upravovaných pixelů v obrázku. Nejběžnější a nejrychlejší je použít okolí o velikosti 3×3 pixely. To umožní nastavit kontrast selektivně, podle umístění pixelu.

Frekvenční operátory Tyto operátory fungují na principu konverze dat obrázku na frekvence. Následně aplikují různé nastavení na části s nízkou frekvencí, která je spojená s dopadajícím světlem, a na místa s vysokou frekvencí, která odpovídají detailům a odráženému světlu.

Operátory gradientu Jsou podobné frekvenčním operátorům. Analyzují kontrast (změnu) gradientu a aplikují různé nastavení podle toho, jestli je spád kontrastu pozvolný a dlouhý (globální změna) nebo krátký a prudký (místní detail).

77

117

HDR workflow

Pokud jste celou knihu pečivě četli od začátku, můžete mít nyní pocit, že je zde příliš mnoho proměnných faktorů. Pohnete jedním posuvníkem a ovlivní to druhý, nebo s ním posunete, protože víte, že jeho nastavením opravíte jiný problém. To vše je ztíženo mnoha možnými způsoby úpravy prvků na obrázku. V současné době je několik programů a každý funguje jiným způsobem – nebo přesněji řečeno vlastnosti, které mají společné, souvisí spíše s matematikou, než s fotografováním. Nakonec si každý fotograf, který se pustí do HDR, vybere program, který se mu nejvíce zamlouvá a naučí se s ním pracovat. Já sám jsem pracoval s mnoha aplikacemi a můžu upřímně říct, že je možné dosáhnout dobrého výsledků v každém programu, i když jiným způsobem. Následovat bude pohled na postup práce v konkrétních jednotlivých případech. Záměrem zde není, abyste použili jeden z příkladů a aplikovali stejný postup na každý obrázek. Spíše vám chci ukázat, jaké okolnosti mohou u různých HDR procedur a mapování tónů nastat. Ukáži a popíšu věci, které nevedou k cíli. Součástí každé úpravy jsou

nevyhnutelné nezdary, kdy si říkáte, proč se něco nedaří nebo jak opravit tu kterou vadu na obrázku, která se vám nelíbí. Ale celkově mohou být tyto postupy zajímavé a poskytují dostatek prostoru pro procvičování dovedností a individuální interpretaci. Berte mapování tónů jako umění vytváření fotografií – umění, které mělo svůj poslední vrchol během rozkvětu černobílého fotografování. Ve skutečnosti je jakákoli náročná metoda úpravy hodnot tónů a barev na obrázku formou mapování tonality. Již jsem několikrát zmínil, že přeexponování nebo podexponování pod zvětšovacím přístrojem bylo jednou z raných forem mapování tonality a v souvislosti s tím je často citována práce Ansela Adamse. Je to víc než jen obyčejná náhoda. Jedna z vedoucích skupin zabývající se HDR, Reinhard a kol., použil Adamsův Zone System jako počáteční bod pro svoji práci. Zone System, jak Adams zamýšlel, skloubil výpočty s uměleckým úsudkem a Reinhard si uvědomil, že je to přesně to, co by měl operátor mapování tonality dokázat. Za posledních několik let se vývoj posunul a nejnovější HDR programy splňují čím dál více požadavků fotografů.

118

H D R

W O R K F L O W

Workflow – pracovní postup Je důležité vymyslet efektivní postup práce, který by odpovídal vašemu způsobu fotografování a zpracovávání obrázků.

Z důvodu velkého počtu faktorů – včetně formátu souboru, odstraňování barevných vad, dodatečných úprav a podobně – není stanovení postupu práce tak jednoduché, jak se může na první pohled zdát. Dole je přehled několika možností – varianty různých postupů práce přizpůsobené na míru různým okolnostem. Tyto možnosti budou detailněji popsány později.

Základní pracovní postup

snímek

Raw *

JPEG

stažení a uložení sady

generování HDR

mapování tonality (TMO)

uložení jako TIFF/JPEG

Post Process

Photomatix

Photomatix

Photoshop

FDR Tools

FDR Tools

Lightroom

Photosphere/ hdrgen

Photoshop

TIFF

uložení jako HDR

Easy HDR

HDR

TIFF/JPEG

uložení výsledku jako TIFF / JPEG

TIFF/JPEG

Photoshop

Aperture

Easy HDR

LightZone

DXO Optics

W O R K F L O W

–

P R A C O V N Í

P O S T U P

Upravený pracovní postup snímek

stažení a uložení

Pre-process

1

Raw JPEG TIFF

DxO PT Lens LensFix (odstranění barevných vad)

2

Raw JPEG TIFF

Raw konvertor – –

3

Raw JPEG TIFF

–

4

jeden snímek Raw JPEG TIFF

–

5

jeden Raw

jeden Raw

TIFF

generuj

výsledek

–

–

Photosphere/hdrgen Photosphere/hdrgen Photosphere/hdrgen

odstranění záře a odlesků

FDR tools

práce s duchy

pseudo HDR Photomatix FDR Tools

RAW

Raw konvertor - přeexpozice (stíny) - podexpozice (světla)

Photoshop Photosphere

dvojí zpracování jednoho Raw pro využití možností převodu do pseudo HDR

Raw konvertor - přeexpozice - úprava EXIF - podexpozice - úprava EXIF

–

–

RAW

Raw konvertor

–

úprava tonality pro„rozšíření“ rozsahu snímku

5a jeden Raw

6

ulož

RAW

119

120

H D R

W O R K F L O W

Skládání HDR: přímo k HDR Některé z programů pro skládání a tvorbu fotografií nyní podporují 32bitové HDR soubory, což vede ke zlepšení postupu práce, z hlediska zrychlení i pozornosti, které je zapotřebí procesu věnovat.

V databázi vybereme Raw obrázky. Jak můžeme vidět, jsou vybrány tři sady obrázků, každá sada tvořená sedmi snímky v různém stupňi expozice

Obrázky není potřeba otevírat během zpracovávání a většina práce může být automatizována. V ukázce používám program Stitcher společnosti Realviz. Varování: programy pro skládání (slučování) obrázků vyžadují stejnou velikost obrázků, ale programy pro HDR fotografie někdy vytvoří obrázky, které se mohou o nějaký ten pixel lišit. V tom případě je pravděpodobně program odmítne a budete muset jejich velikost upravit ve Photoshopu. Existují dvě základní alternativy pro přímé skládání HDR souborů a na následujících několika stranách je zobrazen příklad postupu práce. Buď se nejdříve mapuje tonalita a potom se spojí běžné 8bitové soubory nebo se provede mapování tonality nakonec a každá expozice ze sekvence se složí odděleně. Výhoda první metody je, že je nejrychlejší a je až do konce automatizovaná, takže nepotřebuje příliš vaší péče. Nevýhodou je, že si chyb ve zpracování všimnete až na konci, takže potom musíte začít znovu od začátku.

Choose the destination folder: Desktop Michael Freema... iDisk Network RAID_1.4T

Mac Pro HD Network RAID_1.4T Users

search

Deleted Users michael michaelhfreeman Shared

Desktop Documents Incomplete

MacPro HD

Library Movies Music Pictures Public Send Registra Shared

Desktop michaelhfreeman Applications Pictures Movies Documents

New Folde

New Folder

Name of new folder:

Z důvodu bezpečnosti jsou obrázky z archivu zkopírovány do nové složky na ploše.

18576.61-4

18643_08-11.tif 18643_33-45.tif 18649_10-19 AdobeCS3Cle

18859.53-73

18630.21.exr

iDisk Network RAID_1.4T MacPro HD Desktop michaelhfreeman Applications Pictures Movies Documents

18859.53-73

Name

Date Modified

18859.53.nef 18859.54.nef 18859.55.nef

Today, Today, Today, Today, Today, Today, Today, Today, Today, Today, Today, Today, Today, Today, Today, Today, Today, Today, Today, Today, Today,

18859.56.nef 18859.57.nef 18859.58.nef 18859.59.nef 18859.60.nef 18859.61.nef 18859.62.nef 18859.63.nef 18859.64.nef 18859.65.nef 18859.66.nef 18859.67.nef 18859.68.nef 18859.69.nef 18859.70.nef 18859.71.nef 18859.72.nef 18859.73.nef

Cance 24 items, 71.57 GB available

13:05 13:05 13:05 13:05 13:05 13:05 13:05 13:05 13:05 13:05 13:05 13:05 13:05 13:05 13:05 13:05 13:05 13:05 13:05 13:05 13:05

Size

10.4 MB 10.4 MB 10.3 MB 9.8 MB

9.2 8.6 8.3 10.4 10.5 10.4 10.1 9.4 8.7 8.3 10.2 10.2 10.5 9.7 9.1 8.5 8.2

MB MB MB MB MB MB MB MB MB MB MB MB MB MB MB MB MB

Kind

Camera Raw Camera Raw Camera Raw Camera Raw

Camera Camera Camera Camera Camera Camera Camera Camera Camera Camera Camera Camera Camera Camera Camera Camera Camera

Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw

S K L Á D Á N Í

H D R :

Network RAID_1.4T MacPro HD Desktop michaelhfreeman Applications Pictures Movies Documents

Name 1-left 18859.53.nef 18859.54.nef 18859.55.nef 18859.56.nef 18859.57.nef 18859.58.nef 18859.59.nef 2-mid

Date Modified Today, 13:07 Today, 13:05 Today, 13:05 Today, 13:05 Today, 13:05 Today, 13:05 Today, 13:05 Today, 13:05 Today, 13:07

18859.60.nef 18859.61.nef 18859.62.nef 18859.63.nef 18859.64.nef 18859.65.nef 18859.66.nef 3-right 18859.67.nef 18859.68.nef

Today, 13:05 Today, 13:05 Today, 13:05 Today, 13:05 Today, 13:05 Today, 13:05 Today, 13:05 Today, 13:07 Today, 13:05 Today, 13:05

18859.69.nef 18859.70.nef 18859.71.nef

Size -MB MB MB MB MB MB MB

10.4 10.4 10.3 9.8 9.2 8.6 8.3 10.4 10.5 10.4 10.1 9.4 8.7 8.3 10.2 10.2

Today, 13:05 Today, 13:05 Today, 13:05

18859.72.nef 18859.73.nef

K

H D R

18859.53-73

18859.53-73

iDisk

P Ř Í M O

-MB MB MB MB MB MB MB -MB MB

10.5 MB 9.7 MB 9.1 MB

Today, 13:05 Today, 13:05

8.5 MB 8.2 MB

Kind Folder Camera Camera Camera Camera Camera Camera Camera Folder Camera Camera Camera Camera Camera Camera Camera Folder Camera Camera

iDisk Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw

Network RAID_1.4T MacPro HD Desktop michaelhfreeman Applications Pictures Movies Documents

Name 1-left 18859.53.nef 18859.54.nef 18859.55.nef 18859.56.nef 18859.57.nef 18859.58.nef 18859.59.nef 2-mid

Date Modified Today, 13:07 Today, 13:05 Today, 13:05 Today, 13:05 Today, 13:05 Today, 13:05 Today, 13:05 Today, 13:05 Today, 13:07

18859.60.nef 18859.61.nef 18859.62.nef 18859.63.nef 18859.64.nef 18859.65.nef 18859.66.nef 3-right 18859.67.nef 18859.68.nef

Today, 13:05 Today, 13:05 Today, 13:05 Today, 13:05 Today, 13:05 Today, 13:05 Today, 13:05 Today, 13:07 Today, 13:05 Today, 13:05

10.4 10.5 10.4 10.1 9.4 8.7 8.3

18859.53_4_5_6_7_8_9HDR.exr 18859.60_1_2_3_4_5_6HDR.exr 18859.67_68_69_70_71_72_73HDR.exr

Today, 13:11 Today, 13:13 Today, 13:16

4 KB 4 KB 25.6MB

18859.69.nef 18859.70.nef 18859.71.nef 18859.72.nef 18859.73.nef

Camera Raw Camera Raw Camera Raw

Camera Raw Camera Raw

24 items, 71.57 GB available

Today, Today, Today, Today, Today,

Size -MB MB MB MB MB MB MB

10.4 10.4 10.3 9.8 9.2 8.6 8.3

-MB MB MB MB MB MB MB -10.2 MB 10.2 MB

13:05 13:05 13:05 13:05 13:05

10.5 9.7 9.1 8.5 8.2

MB MB MB MB MB

Kind Folder Camera Camera Camera Camera Camera Camera Camera Folder Camera Camera Camera Camera Camera Camera Camera Folder Camera Camera Camera Camera Camera Camera Camera

Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw Raw

Raw Raw Raw Raw Raw

OpenEXR OpenEXR OpenEXR

27 items, 71.48 GB available

Jsou vytvořeny tři nové složky – pro levou, střední a pravou část panoramatické fotografie – a do nich jsou soubory přetaženy.

Nyní by mělo vypadat okno tak, jak je znázorněno zde – ve spodní části vidíme tři automaticky zpracované HDR soubory.

Batch Processing of differently exposed images PROCESS

Generate HDR image

Cancel

Process with Details Enhancer

Settings...

Process with Tone Compressor

Settings...

>Loading and decoding 7 RAW files starting from 18859.53.nef >Aligning images... >Generating HDRI from 7 LDR images >Saving result as 18859.53_4_5_6_7_8_9HDR.exr >Loading and decoding 7 RAW files starting from 18859.60.nef >Aligning images... >Generating HDRI from 7 LDR images >Saving result as 18859.60_1_2_3_4_5_6HDR.exr >Loading and decoding 7 RAW files starting from 18859.67.nef >Aligning images... >Generating HDRI from 7 LDR images >Saving result as 18859.67_68_69_70_71_72_73HDR.exr ***Batch successfully completed*** Results are in /Users/michaelhfreeman/Desktop/18859.53-73

Average Highlights & Shadows - Auto Highlights & Shadows - Adjust

Settings...

Highlights & Shadows - Intensive Light

Select

All

Enhanced

images at a time

(number of images combined together - files are selected alphabetically)

Align images

Don’t crop

AllSupportedImageFormat 18859.53-73

Source Folder

Destination Folder

/Users/michaelhfreeman/Desktop/18859.53-73

Choose...

Created under Source Folder Customized location

Save As:

TIFF

Save HDR image As: Filter by file type:

All

All listed files will be processed, All at a time. If you select files with your mouse, only those will be processed once.

Michael Freem... em em

iDisk Network RAID_1.4T

Choose...

JPEG Quality: 100 OpenEXR (.exr)

Remove HDR image after having processed it Naming options...

Photomatix může nyní převést tři sady obrázků do HDR souboru – nabídka Batch Processing. Všimněte si, že je označena možnost „Process subfolders“ a pro hotový soubor je zvolena přípona EXR.

53.tif .tif

search

1-left 2-mid 3-right 18859.5...9HDR.exr 18859.6...6HDR.exr 18859.6...3HDR.exr

MacPro HD Desktop

LOCATION

Process subfolders

Enable:

Run

Settings...

michaelhfree... Applications

Rd Rd as

Pictures Movies Documents

New Folder

Cancel

Open

Properties

Camera

Viewing Camera

Image Resolution Width 2868 Camera Lens Type Film Back

Rectilinear (default) Width

Focal Length

Initialized

Distortion

Initialized

Sensor Shift

Initialized

Hotspot

Height 4310

Ratio 0.665429

Standard Lens

24

Height

x=

36.0669

18

mm

0

0

0

mm

65.5673

degrees

0 y=

0

V programu Stitcher jsou vybrány a načteny tři obrázky. Potvrdíme ohniskovou vzdálenost (18 mm je 35mm ekvivalent aktuální ohniskové vzálenosti 12 mm pro použitý fotoaparát Nikon).

121

122

H D R

Stitch

W O R K F L O W

Render Tools Window

Tone Mapping

Automatic stitch Semi Automatic stitch Manual stitch Unstitch Detach

Strength

89

Color Saturation

46

Tone Compressor

Adjust camera Close camera

Light Smoothing

% Completed for current image

Output depth:

8-bit

Cancel

Show Original

16-bit

Apply

Medium

Luminosity

AutoStitch in progress

360º image

Details Enhancer

+5

13%

Elapsed Time Estimated Time Left

00:00:09 00:02:46

Cancel

Zvolením „Automatic stitch“ jsou obrázky složeny bez potřeby jejich vyrovnání nebo jiných úprav.

Tone

Color

Micro

S/H

White Point

0.25%

Black Point

0.00%

Gamma

1.00

Settings Previous

Load...

Default 512

Save... 768

1024

HDR obrázek můžeme otevřít k mapování tonality. Zde je použit Photomatix a hodnota bitové hloubky pro hotový obrázek je nastavena na 16 bitů, aby mohl být následně dolaďěn ve Photoshopu. Rendering Options

File

Render Area

Settings Management

Render Properties Filename 3859.53-73/18859_53-73stitched.exr Type

Cylindrical Image

... EXR

Smart - Normal - Lanczos5

Use Defined Viewport Width 5760

Best Size Ratio (%)

100.00

Height 4070

Tell Me More The cylindrical render format maps the entire cylinder onto a flat image. The projection conserves the vertical lines but distorts the horizontal lines. Choose this render format when you want to print your panorama from a single image to a full 360-degree panorama.

Shadows/Highlights

Render

Preview

Cancel

Close

Shadows Amount:

26

%

OK Cancel

Tonal Width:

37

%

Load...

Radius:

172

px

Preview

Amount:

10

%

Tonal Width:

41

%

Radius:

144

px

Save... Status

Rendering image

% Completed for current image

93%

% Completed for all images

71%

Elapsed Time Estimated Time Left

00:02:51 00:01:22

Cancel

Obrázek je před renderováním oříznut. Výsledek je válcový, což vede k použitelné rovné projekci širokoúhlého panoramatu. Souboru je typu EXR.

Dodatečná úprava ve Photoshopu zahrnuje konečný ořez, aplikaci S-křivky pro zesvětlení zejména ve středních tónech a použití Shadow/ Highlights (Stíny a světla).

Highlights

Adjustments Color Correction:

+25

Midtone Contrast:

+20

Black Clip:

0.01

%

White Clip:

0.01

%

Save As Defaults Show More Options

S K L Á D Á N Í

Simplex Receptor

Compressor

P Ř Í M O

Simplex Receptor

Defaults

Druhou možností je provést úpravu v FDRTools. Soubor vytvořený programem Stitcher je zde přímo otevřen ve výchozím nastavení.

H D R :

K

H D R

Compressor

Defaults

Tonemapping 360 Pano

Zenith

Nadir

Compression 5.0 Contrast 5.0 Smoothing 5.0

Postprocessing

Jelikož má obrázek vysoký dynamický rozsah, zvýšíme výrazně hodnotu Compressing, dále zvýšíme hodnoty Contrast a Smoothing a nepatrně snížíme hodnotu Saturation.

Tonemapping 360 Pano

Zenith

Nadir

Compression 9.0 Contrast 6.0 Smoothing 7.0

Postprocessing

Gamma 1.00

Gamma 1.00

Saturation 1.00

Saturation 0.90

Shadows/Highlights Shadows Amount:

8

%

Tonal Width:

47

%

Radius:

446

px

10

%

Tonal Width:

9

%

Radius:

64

px

OK Cancel Load... Save...

Highlights Amount:

Adjustments Color Correction:

+18

Midtone Contrast:

+17

Black Clip:

0.01

%

White Clip:

0.01

%

Save As Defaults Show More Options

Stejné dodatečné úpravy jsou prováděny na obrázku zmapovaném ve Photomatixu, ale s mnohem jemnějším nastavením v Shadow/Highlights.

Preview

123

124

H D R

W O R K F L O W

Skládání HDR: nejprve mapování Pro software, který nepodporuje 32bitové HDR obrázky, existují v zásadě dvě alternativy: buď obrázky mapujeme před složením, jako je zobrazeno zde, nebo nejprve obrázky složíme a následně mapujeme tóny.

Výhodou je, že nám to umožní maximální možnou kontrolu obrázků v počátečním stádiu a je to rovněž rychlejší a snadnější pro obrázky určené ke skládání, které jsou pořízeny z velké vzdálenosti, ale v malém počtu záběrů. Pro přípravu souboru použijeme stejný postup jako v předchozí kapitole. Soubory Raw jsou zkopírovány do nové složky a rozděleny do tří skupin, každá k vytvoření HDR souboru. Před tím, než se načtou obrázky do programu Stitcher jako soubory TIFF, jsou otevřeny a mapovány. Properties

Camera Viewing Camera Hotspot Image Resolution Width 2868 Camera Lens Type Film Back

Strength

90

Color Saturation

46

Light Smoothing

Medium

Luminosity

24

Initialized

Distortion

Initialized

Sensor Shift

Initialized

Height 18 .0837079 x=

0

36.0669

mm

0.107422 y=

mm

65.5673

degrees

2512e-05

0

+7 Edit

View Stitch

Render Tools

Window Help

Equalize all images 9 E Quick Preview 9P Render 9R

Color

Width

Focal Length

Ratio 0.665429

Standard Lens

Tři tonálně mapované soubory TIFF jsou nahrány do programu Stitcher. Pokračujeme přes nabídku Stitch > Automatic stitch a ohniskovou vzdálenost nastavíme na 18 mm. File

Tone

Height 4310

Rectilinear (default)

Micro

StitcherUnlimited - stitch.rzs*

S/H

White point

0.25%

Black point

0.00%

Gamma

1.00

Settings Previous

Load...

Default

Save...

512

768

1024

Počínaje levou částí je každá ze skupin sedmi expozic načtena a mapována ve Photomatixu. Nastavení připravené pro první z nich je aplikováno i na ostatní dvě – za předpokladu, že je jejich jas stejný.

Spojené obrázky jsou následně vyrovnány (nabídka Render > Equalize all images), což bylo nezbytné i v předchozím případě spojování HDR souborů.

S K L Á D Á N Í

H D R :

N E J P R V E

M A P O V Á N Í

StitcherUnlimited - stitch.rzs*

Výsledek je neuspokojivý, z důvodu rozdílného jasu mezi třemi obrázky ve stádiu mapování tonality. Musím se tedy vrátit zpět na začátek a nastavit Luminosity pro mapování tónů. Levým obrázek si nechám pro srovnání otevřený a mapuji postupně střední a pravé snímky. Výsledek po vyrovnání. V tomto bodě jsem si všimnul podezřelého rozdílu v jasu, přesto jsem pokračoval dál.

Na znovu spojeném obrázku aplikuji některé úpravy ve Photoshopu. Použiji ovladač Warp (Pokřivit), abych lehce stlačil střed a maximálně tak využil prostor obrázku (renderování na válcové ploše způsobilo zakřivení). Oříznutí zvolíme v okně Render Area.

File

Rendering Options

TIFF Options Render Area

Settings Management

Render Properties Filename DR-Tonemap-Stitch/18859_53_73.tif ... Type Cylindrical Image

TIF

Smart - Normal - Lanczos5 Compression: LZW

Use Defined Viewport Width 5662

Best Size Ratio (%) 100.00

Height 4034

Tell Me More The cylindrical render format maps the entire cylinder onto a flat image. The projection conserves the vertical lines but distorts the horizontal lines. Choose this render format when you want to print your panorama from a single image to a full 360-degree panorama.

Render

Preview

Cancel

Přehled finálního nastavení renderování.

Close

Finální obrázek. Porovnejte s výsledkem dosaženým první metodou skládání.

125