Расширение динамического диапазона фотографии: HDR своими руками

Начнём наш очередной путеводитель в бесконечно прекрасный мир фотографии с простого примера. Представим себе совершенно типичную ситуацию, когда вы в помещении хотите снять человека на фоне окна, из которого прямо рекой льётся яркий свет. В таком случае глаз фотографа видит замечательную картинку, на которой хорошо различимы как передний план, так и фон. А что чаще всего получается при попытке запечатлеть это великолепие на фото? Правильно, или лицо не разобрать – вся фигура вдруг стала слишком тёмной, или же свет оказался далеко не таким ярким, как в реальности. Примеров можно привести массу: тут вспоминается и сложная съёмка при контровом свете, и низкая детализация при недостаточной освещённости... В общем, с этим надо что-то делать. И, пожалуй, с этим можно что-то сделать.

Стоит начать с определения понятия HDR (High Dynamic Range – высокий динамический диапазон). Если мы говорим об изображении, то динамический диапазон есть не что иное, как разница между самым светлым и самым тёмным участком картинки, а точнее, разница экспозиции этих областей. Под HDR в мире фотографии чаще всего подразумевается технология создания одного снимка с широким динамическим диапазоном из нескольких исходных снимков. Почему нескольких? Лишь только потому, что ни одна из представленных на рынке пользовательских камер не способна передать весь ДД, который охватывает человеческий глаз, следовательно, необходимый результат нужно просто «склеить» из нескольких составных частей.

Другое дело, что далеко не каждый монитор способен воспроизвести большую часть того ДД, который запечатлевает универсальный зрительный хрусталик глаза. Выходит, что кроме конвертации в HDR фотографий с низким ДД нам потребуется ещё сделать так, чтобы полученный результат пристойно смотрелся на любом дисплее, то есть необходима так называемая тональная компрессия (Tone Mapping). Всем этим строго по порядку мы и займёмся в нашем практическом курсе.

Материалы и инструменты

Для получения HDR-картинки не потребуется специальное оборудование. Единственное, чем должна обладать ваша камера, – это функция ручной настройки экспозиции. Чем меньше шаг настройки – тем лучше, впрочем, даже заурядная цифровая мыльница способна на экспокоррекцию ±2 EV и более с шагом от 1/2 и менее. Ещё лучше, если камера позволяет вручную выбирать выдержку. Зачем? Всё предельно просто: нам нужны как минимум три фотографии с одинаковым сюжетом, одна из которых будет недоэкспонирована, вторая – правильно экспонирована, а третья – переэкспонирована. Логично, что получить их можно путём изменения экспозиции с заданным шагом (выбирается в соответствии с условиями съёмки) или выдержки при фиксированном значении диафрагмы.

Первый способ достаточно прост – требуется лишь произвести соответствующие настройки и сделать несколько снимков вручную (или использовать брекетинг – три кадра подряд с эксповилкой в одну или несколько ступеней, при серийной съёмке для HDR эта функция просто незаменима). Для выполнения второго приёма в сложных условиях лучше использовать камеру с матричным экспозамером – это спасёт от ошибок автоматики в случае с центрально-взвешенным определением экспозиции, когда при наличии контрастных объектов в поле кадра авторежимы дешёвых камер стабильно «промахиваются». Вывод напрашивается сам собой: для творческой фотографии как нельзя лучше подойдёт «просьюмерка» или зеркальная камера.

Стоит ли упоминать, что HDR-фотографу не обойтись и без штатива. Снять с рук три одинаковых кадра теоретически можно, но на длинных выдержках без шевелёнки точно не обойдётся, не говоря уже про изменение настроек после каждого снимка. С аппаратной частью на этом и закончим, рассмотрим программный инструментарий.

В Сети можно найти множество различных программ для HDR-обработки. Некоторые из них позволяют делать тонкие настройки, что подразумевает существенные временные затраты. Прочие штампуют «суперкартинки» на полном автомате. Мы же рассмотрим несколько нетривиальных полуавтоматических способов расширить динамический диапазон при помощи Adobe Photoshop (желательно версии CS2 и выше) и достаточно популярной утилиты Photomatix Pro (полностью рабочую триальную версию можно найти на сайте разработчика).

Photoshop

Нам потребуется именно CS2 и выше, потому что только эти версии популярного редактора включают в себя средства для работы с HDR. Если CS2 справляется лишь с JPG и TIFF-файлами, то CS3 свободно оперирует и RAW. Приступим. Для начала следуем по адресу File -> Automate -> Merge to HDR , где потребуется выбрать наши исходные файлы.

Обратите внимание на пункт Attempt to Automatically Align Source Images. Если вы снимали с рук или же случайно двигали штатив во время съёмки, то смело ставьте тут галочку – программа сама всё совместит. Пользуйтесь этой функцией лишь при необходимости, этот процесс занимает почти все ресурсы компьютера на длительное время, равно как и само создание HDR-изображений из объёмных файлов.

Далее следует окно предпросмотра HDR-фото, где с левой стороны отображаются исходные изображения с указанием их экспозиции. Нажимаем OK и через некоторое время получаем готовый файл, который следует перевести в 16-битный режим ( Image -> Mode -> 16-bit ) для последующего редактирования.

В открывшемся меню конвертации следует выбрать желаемый метод тональной компрессии: Exposure and Gamma, Highlight Compression, Equalize Histogram и Local Adaptation. Первые три требуют особой сноровки, закалки и тренировки, а вот последний – самый удобный и простой, потому как основывается на до боли знакомых кривых ( Image -> Adjustments -> Curves ). Просто берём график и тащим в любую сторону, не забывая при этом экспериментировать с разными значениями параметров Radius и Threshold. Так или иначе, попробовать стоит все четыре метода. Конечный вариант можно подшлифовать уровнями ( Levels ) и фильтрами по усмотрению. Не забывайте сохранять настройки Tone Mapping с целью последующего восстановления результатов.

Photomatix Pro

Процесс местами схож с Photoshop, но имеются и различия. Для начала идём в меню HDR -> Generate -> Browse и выбираем файлы. На следующем шаге можно отметить Align Source Images и Attempt to reduce ghosting artifacts , если вы снимали с рук или в кадр попали движущиеся объекты. Наличие второго пункта особенно радует – в Photoshop вырезать лишние предметы приходится вручную.

Для ознакомительного просмотра имеется небольшое окошко HDR View, которое показывает часть фото, находящуюся под курсором, в режиме «как это видит человек», то есть в высоком динамическом диапазоне. Ещё один камешек в огород Photoshop.

Остаётся самое приятное, ради чего, собственно, и заваривали всю эту кашу с HDR, а точнее – тональная компрессия. В меню HDR выбираем Tone Mapping. Метод Details Enhancer поможет выявить все детали из областей с недостаточным и избыточным освещением, а посредством Tone Compressor можно получить максимально реалистичное изображение. Параметром Strength настраивается уровень применения тональной компрессии к изображению, а Color Saturation отвечает за насыщенность цветов. Не стоит гнаться за самой «цветастой» картинкой. В данном случае «много» и «ярко» не всегда равняется «хорошо».

Посредством Light Smoothing регулируется световое сглаживание по всей площади кадра. Рекомендую ставить самое высокое значение, потому как все прочие варианты перекладывают ваше фото на совершенно сюрреалистический мотив. Впрочем, в некоторых случаях это может быть только в помощь фотохудожнику. Далее начинается чистое творчество. Возможных комбинаций различных параметров – бесчисленное множество, и каждый из них приведёт к новому результату, потому следует попробовать все из них. Не забывайте постоянно сохранять настройки тональной компрессии в поле Settings. Чем чаще сохраняетесь, тем больше возможностей по откату до предыдущего состояния. Жаль, что в Photomatix в полной мере не реализована функция истории изменений. В конце остаётся только нажать Apply и сохранить файл в формате TIFF (8 или 16 бит). Итоговое изображение, полученное из трёх исходников размером 3072х2048 пикселей общим объёмом 2,1 Мбайт, в нашем случае заняло 37,8 Мбайт. На финишной прямой можно подкорректировать контраст, яркость и насыщенность цветов в Photoshop, если полученный результат вас по каким-то критериям не устраивает.

HDR для ленивых

Многие могут заметить: «Три кадра с разной экспозицией – это, конечно, здорово, но что, если у меня есть всего один?» Хорошо, если это RAW-файл, потому что из него при благоприятной расстановке звёзд на небосводе можно сделать вполне себе HDR-фото (если на чистоту, то некоторое очень близкое по внешнему виду подобие и не более того). Правда, разница между самой тёмной и самой светлой точкой в таком кадре не должна превышать пять ступеней, иначе эффект будет не таким очевидным. Photomatix отлично управляется с оригинальными RAW-файлами со всех камер. Достаточно зайти в s и выбрать источник. Далее кнопка Run – и у нас на руках имеется HDR-файл, для которого следует произвести тональную компрессию тут же – в Photomatix или в Photoshop.

Существует также один хитрый способ создать видимость HDR посредством умелого редактирования нормально экспонированного кадра. Открываем наше фото в Photoshop и дублируем слой с изображением ( правой кнопкой по слою -> Duplicate Layer ). Затем выполняем команду Image -> Adjustments -> Desaturate , а также Image -> Adjustments -> Invert , после чего в свойствах слоя выбираем режим смешивания ( Blending Options ) Soft Light c прозрачностью ( Opacity ) по вкусу, но менее 70%.

В результате проявятся некоторые детали в сложных с точки зрения экспозиции областях. Подрегулируем кривые (Image -> Adjustments -> Curves), применим фильтр Unsharp Mask для небольшого увеличения контраста – и, наверное, всё. В итоге имеем, конечно же, ненастоящее HDR-фото, но очень похожее на него.

Резюме

Вместе с увеличением контрастности современных ЖК-мониторов открывается всё больше возможностей для применения технологии HDR, причём не только в сфере фото. Пока же приходится довольствоваться приёмами, при помощи которых из высокого динамического диапазона можно выжать максимум, ограниченный возможностями аппаратного обеспечения. Впрочем, и этого порой достаточно для создания настоящих фотошедевров. Тем более приятно, что со стороны фотографа не требуется использование специфического оборудования, хотя профессиональная техника будет тут совсем не лишней.

Стоит отметить, что описанные способы расширения динамического диапазона призваны в первую очередь восполнить недостатки светофиксирующих систем, отличных по своим свойствам от человеческого глаза, потому «чрезмерные издевательства» над фотографией не всегда приводят к действительно реалистичным результатам. Всё гениальное просто, а всё натуральное – прекрасно. Вот вам и формула для фотошедевра!