Ülisuure ulatusega pildistamine

Allikas: Vikipeedia

Kõrgdünaamilise ulatusega pildistamine (inglise High Dynamic Range Imaging, lühend HDRI või HDR) on digifotograafia võte, mille tulemuseks saadakse pilt 2-st või rohkem erineva säriga piltide kokku kleepimisega.

HDR-pilt Krakowist, Poola.

Dünaamiliseks ulatuseks nimetatakse füüsiliste suuruste maksimaalse ja minimaalse väärtuse suhet. Antud mõiste sõltub sellest, millele dünaamiline ulatus viidab. Elektroonikas suhe parameetri, nagu elektrivoolu, pinge või sageduse teatud maksimaalse ja minimaalse mõõdetava väärtuse suhe. Fotograafias selleks on vahemik pildi kõige heledama ja tumedama osa vahel.

Teooria[muuda | redigeeri lähteteksti]

Nagu iga suhe, dünaamiline ulatus ei oma ühikut. Fotograafias dünaamiline ulatus kirjeldab kahe heleduse väärtuse suhet, kus heledus on esitatud kandelastes ruutmeetri kohta (cd/m2) Heleduse vahemik, mida tajub inimese silm on päris suur. Näiteks, nähtav tähevalgus on 0.001 cd/m2 siis kui päikesekülalise päeva heleduse tugevus võib ületada 100,000 cd/m2 ehk sada miljonit korda suurem. Inimsilm võib tajuda dünaamilist ulatust ligikaudu 1:10 000 ühes vaates. Looduses on heleduste suhe 1:100 000 tavaline nähtus. Seega HDRi pildi piksel peab olema suuteline hoidma kõikvõimalike toonide väärtusi ja selleks kodeeritakse pilt 32-bittilisse (ühe värvikanali kohta) ujuvkomaga formaati. Formaadi ja kaamera sensori bitisügavused ((inglise bit-depth)) on ülemisteks piiriks HDR-pildi saamisel, kuid pole sugugi otsustavad faktorid. Lõpliku dünaamilist ulatust mõjutavad veel säri, müra ning hetkeolukorra tingumised.

Näiteks, kaamera 12-bitine CCD sensor ütleb meile, et selle sensori maksimum dünaamiline ulatus on 1:4096 (212 = 4096) . Jäädvustatud dünaamiline vahemik tuleb tõenäoliselt aga palju väiksem kui müra on arvesse võetud. Enamik 12-bittiseid sensoreid annavad välja keskmiselt ainult 1:1000 dünaamilist ulatust.

Tavakaamerate nn. seebikate sensorid on 8-bitised ja lubavad ainult 256 erinevat tooni iga värvikanali kohta. Pildikvaliteedi poolest 8-bitine värviline pilt on inimsilmale väga korralik – iga piksel on üks 256x256x256 (RGB 3 erivärvi) ehk 16.7 miljonilisest värvikombinatsioonist (TrueColor). Hea HDR-pildi tegemiseks pole see aga piisav. Allpool on esitatud tabel sensoritest ja neile vastavad maksimaalsed teoreetilised dünaamilised ulatused.

Digikaamera sensorite teoreetilised maksimaalsed dünaamilised ulatused [1]
Sensor Bitisügavus värvilise kanali kohta Bitisügavus piksli kohta Teoreetiline maksimum dünaamiline ulatus
12-bit CCD 12 36 1:4,096
14-bit CCD 14 42 1:16,384
16-bit TIFF 16 48 1:65,536
HDR (Radiance format) 32 96 Lõpmatu

Pildistamine[muuda | redigeeri lähteteksti]

KrakowHDR slides

Nagu eelpool juba mainitud digitaalse kaameraga on võimalik jäädvustada ainult osa dünaamilisest vahemikust. Saab aga kleepida ühest kohast erineva säriaga tehtud fotosid kokku suurendades sellega kogu ulatust.

Võib alustada kolmest pildist ja järgmisena mõned soovitused kuidas säriaeg õigesti paika panna:


  1. Asetame kaamera statiivile
  2. Keerame kaamera režiimilüliti ”manuaalsäri” peale st saaksime nii ava kui säriaja käsitsi muuta.
  3. Valime enda pildi jaoks sobiv suhteline ava ning muudame valgustundlikkus minimaalseks (nt ISO 100)
  4. Kasutades punktmõõtmise funktsiooni (spot-metering) selgitame välja säriaega pildi heledamas piirkonnas ning jätame see meelde. Kordame sama tegevus pildi pimedama osaga.
  5. Hakkame tegema pildiseeriat alustades väiksemast mõõdetud säriajast ning korrutades selle 4 korda iga järgmise pildiga kuni säriaeg jõuab sammul 4 mõõdetud “pimeda” säriajani. (enamik osa piltidest tehtud päevavalgusel nõuabki ainult 3 pildi sammuga 2 EV (Exposure Value e. säriarv))
  6. Alternatiivina võib teha pildiseeriat kasutades Auto-Exposure Bracketing (AEB) funktsiooni, kui kaamera toetab seda. See kiirendab pildistamist, kuna 3 pilti soovitud säriarvu sammuga võetakse automaatselt. Taskukohastes digikaamerates AEB aga ei võimalda teha rohkem kui 3 pilti.


Paremal nähtav pildiseeria oli tehtud Auto-Exposure Bracketingu abil ühes ilusas poola linnas - Krakowis.

Piltide säriajad on vastavalt -2 EV, 0, +2 EV.


Mõnel võib tekkida küsimus - kas pole lihtsam jäädvustada hoopis 1 pilt RAW formaadis ning konverteerida selle 3-ks erineva säritusega pildiks? See aga ole hea lahendus, sest edasise kokku kleepimisega saadud HDR-pildi dünaamiline ulatus ei saa olla mitte ühegi valemiga suurem kui originaalse pildi dünaamiline ulatus.

RAW foto konverteerimine erineva säriga piltideks on nagu dünaamilise ulatuse viilutamine mitmeks vahemikuks ja ühendades pildid tagasi saab kätte parimal juhul RAW pildi dünaamiline ulatus. Olukorra võib veelgi halvemaks muuta müra, mis tekib tumedate objektide nö helendamisel.

Pilditöötlus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Erineva säritusega piltide kokku kleepimist nimetatakse särisujutamiseks ((inglise Exposure Blending)), tulemusena saadakse HDR-pilt, mis peab veel kannatama töötlemist toonide vastendamisega ((inglise Tone mapping)) enne seda kui arvutimonitor saab selle korrektselt kuvada. Toonide vastendamist kasutatakse ka trükikodades, sest trükistel pole sellist suur dünaamilist ulatust. Sama kehtib ka CRT-monitoride ja projektoritega. Oma olemusest, toonide vastendamine on dünaamilise ulatuse kokkupressimine, mille eesmärgiks on saada pilt, mis näeb välja maksimaalselt sarnaselt HDR-pildiga. Eesmärk on tuua välja tumedamad objektid samas jätmata pildil miskit ülesäritamata. Hiljem pannakse paika värvid, et nemad oleksid loomulikud, sätitakse heledus ning küllastus, eemaldatakse müra. Lõpliku tulemuse dünaamiline ulatus sõltub nendest parameetridest.

Järgmisena saab tutvuda HDR-pildi loomise/töötlemise protsessiga tarkvara Photomatix Pro (versioon 2.4) näitel:

  1. Loome HDR-faili mitu erineva säritusega piltidest. Selleks:
    • Valime HDR-Generate->Browse ja märgistame vajalikud pildid, või
    • Avame soovitud pildid läbi File->Open, siis võtame ülevalt HDR->Generate ((Ctrl+G) ning Use opened images. Viimane tegutsemisviis on mugavam kuna laseb valitavate piltide eelvaadet. Kurb, kui peale tehtud tööd, saab aru, et 1 pilt pildiseeriast oli vale.
  2. Juhul, kui pildid olid tehtud ilma statiivita või on vähegi kahtlust, et kaamera võis olla nihutatud, tuleb panna linnuke Align source images peale. Statiivist pildistades ei ole mõtet seda funktsiooni nö "igaks juhuks" sisselülitatuna hoida, sest piltide töötlemine võtab sellega 30% rohkem aega.
  3. Kui pildiseerial on liikuvaid objekte esimesel plaanil nagu näiteks inimesed, aktiveerime optsioon "Attempt to reduce ghosting artifacts" ja valime Мoving objects/people, Detection seadistada kõrgeks - High. Kui on tegemist tagaplaanil värisevate lehtedega, siis on õige valik - Ripples ning Detection samuti High.
  4. Järgmisena genereeritakse HDR-pilt, mida ei ole veel tervikuna näha.HDR-Vieweri väike aken annab aga eelvaadet imiteerides inimese nägemust 60%-ilise heledusega.
  5. Uudishimu pärast võib vaadata genereeritud HDRi dünaamilist ulatust minnes File->Image Properties (Ctrl+I)
  6. Nüüd peab töötlema pilt monitoridele tajutavaks. Selleks võtame ülevalt HDR->Tone Mapping (Ctrl+T). Tekib uus aken parameetritega, nende muutmisest sõltub lõplik tulemus ning see kuivõrd realistlik või sürrealistlik tuleb pilt välja. Mõned tähtsamad parameetrid:
    • Strength:: mõjutab kõiki teisi parameetreid, protsentuaalselt muudetav.
    • Color Saturation: värvitugevus, Photomatixi isepärasuste pärast on soovitatav muuta mujal nt Photoshopis.
    • Light Smoothing: vastutab sujuvate valguste üleminekute eest. Just seda parameetrit süüdistatakse ebameeldivates oreoolides, mis on ühised paljudele HDR-piltidele. Selle väärtuseks tuleb panna 1, 0 annab liiga erksad üleminekud, miinusväärtuste mõju võib sobida ainult "erieffektide" hindajatele.
    • Luminosity: määrab üldist heleduse taset fotograafias. Selle parameetri suurendamine aitab tumedate objektide nö helendamisel kuid võib tekitada müra.
    • White clip: määrab väärtust, üle mille lõigatakse kõik heledate toonide väärtused välja. Optimaalne kuni 2%.
    • Black clip: vastavalt määrab väärtust, alla mille lõigatakse kõik tumedad toonid välja. Kõik pikslid väärtusega kuni määratud väärtuseni värvitakse mustaks.
  7. Vajutades OK salvestub valmis HDR-pilt kõvakettale. Juhul, kui pilt tuli väga ilusti välja, on võimalust eksportida toonide vastendamise seaded ning kasutada neid järgmise pildi töötlemises.

Tarkvara[muuda | redigeeri lähteteksti]

Mõned levinuimad tarkvaratooted HDR-i loomiseks on "HDRsoft PhotoMatix", "Adobe Photoshop" ja "Dynamic-Photo HDR" arendajalt "MediaChance". [2]

Eelistused valikul sõltuvad vajadustest, Photoshop lubab kasutada RAW-formaati, PhotoMatix-il on head vahendid toonide vastendamiseks ja Dynamic-Photo HDRi on lihtne mugav kasutada. Tasuta tarkvara eelistajatele sobivad "Luminance HDR" või näiteks "Picturenaut", viimasel on aga väga limiteeritud funktsioonaalsus.

Kokkuvõte[muuda | redigeeri lähteteksti]

Tänapäeval räägitakse HDR-fotograafiast rohkem nagu fotograafide hobist ning ei võeta seda tõsiselt. On aga teistsuguseid inimesi, kes peavad kõrgdünaamilise ulatusega fotograafiat paljulubavaks ja tavalise fotoga võrreldes realistlikumaks. Sellel teemal ei ole mõtetki vaielda, kuna HDR on alles lapsekingades - kaamerate sensorid ei luba suuremat dünaamilist ulatust kui 1:1000. Rääkimata monitoridest ja printeritest, nemad ei saa sellistki tulemust taasesitada.

Positiivne on see, et HDR-i suunas käib pidevalt töö, arenevad välja sellised lahendused nagu "SpheroCam HDR" - kaamera, mis salvestab HDR-videot, turule tulevad kõrgdünaamilise ulatusega monitorid nagu "Sunnybrook HDR" või "BrightSide DR37" kontrastsusega vastavalt 1:40.000 ja 1:200.000. Tulevik on lähedal.

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]