Gostujuća poruka Davea Warea iz Whalebone Photography.
Cilj je ove bilješke biti brza rasprava o visokom dinamičkom rasponu i mogućim budućim poboljšanjima za njegovo poboljšanje.
Što je visoki dinamički raspon?
Visoki dinamički raspon je efekt digitalne obrade koji se koristi u fotografiji za kombiniranje brojnih slika različitih ekspozicija kako bi se stvorila dosljedno izložena slika tijekom cijelog kadra. To povećava osvjetljenje (količinu svjetlosti) vidljivo unutar slike.
Zašto je to potrebno?
Ograničenje količine boje i osvjetljenja fotoaparata koje može snimiti regulirano je sposobnošću senzora i dinamičkim rasponom elektronike fotoaparata. Na primjer, Canon EOS 40D koristi 14-bitni analogno-digitalni pretvarač koji digitalizira analogne signale primljene od senzora. 14 digitalnih bitova omogućuje snimanje 16.384 različitih boja unutar fotoaparata.
Gledajući histogram, vodoravna os je razina osvijetljenosti slike. Okomita os predstavlja količinu slike koja sadrži tu razinu svjetlosti. Na primjer, histogram s jednom linijom na lijevom rubu pokazuje da je slika čisto crna. Jednako tako, jedna crta na desnom rubu predstavlja sliku koja je čisto bijela. Količina podataka koja se može komprimirati unutar histograma ograničena je dinamičkim rasponom fotoaparata. Vrlo nizak dinamički raspon rezultira približavanjem graničnih vrijednosti vodoravne osi. Visok dinamički raspon smješta ove osi daleko.
Ovdje je postavljena ekspozicija fotoaparata za balone - to je odabrano jer su baloni bili predmet slike, a drveće je u ovom slučaju korišteno za ‘uokvirivanje’ balona. Histogram prikazuje klas na lijevoj strani histograma koji predstavlja drveće, a podaci s desne strane predstavljaju balone i nebo. Da je fotograf želio da i baloni i drveće budu izloženi, bio bi potreban kompromis tako da baloni postanu malo previše izloženi, a drveće tek malo podeksponirano.
Gornja slika prikazuje tradicionalni kompromis - nebo je izgubilo dio zasićenosti u boji, ali stabla su zadržala neke detalje. Također primijetite da histogram prikazuje malo uži kut na desnom rubu (baloni su sada malo previše izloženi), a lijevi rub pokazuje da je prisutno više detalja (drveće više nije cjelovita silueta).
Dakle, da bi to prevladao, fotograf može snimiti fotografiju izloženu za pozadinu, a zatim drugu fotografiju izloženu za prvi plan. Nekoliko drugih fotografija obično se napravi između ove 2 ekspozicije.
Kada se kombinira svaka slika, stvara se vizualno ugodna slika i efekti mogu biti prilično dramatični. To je osnova digitalnog HDR-a. Brzo Google pretraživanje pružit će još nekoliko primjera.
Budućnost HDR-a
Trenutno je HDR tehnika naknadne obrade, no kako kamere napreduju, moguće je da je ovo područje koje bi proizvođači zaista mogli poboljšati.
Dinamički raspon kamere vjerojatno će se poboljšati. Gore spomenuti 14-bitni ADC omogućuje snimanje 16.386 boja. 24-bitni ADC-ovi proizvode se već dugi niz godina što bi omogućilo snimanje ukupno nešto manje od 17 milijuna boja! Senzor bi trebao biti sposoban uskladiti ovaj dinamički raspon, a unutarnji procesor fotoaparata trebao bi biti sposoban za obradu podataka. Ova sposobnost već postoji, što je vidljivo kod kućnih računala koja godinama rade s 32 bita i sada obrađuju do 64 bita. Je li senzor sposoban za to ili ne, druga je stvar za raspravu, a dodatna potrebna obrada povećala bi vrijeme za upisivanje podataka na memorijsku karticu. To može ograničiti broj okvira pune brzine snimljenih prije nego što se predmemorija napuni i fotoaparat zapiše slike na memorijsku karticu. Ti su nedostaci možda ono što koči razvoj povećanog dinamičkog raspona unutar kamere, jer kod mnogih prednosti često postoji i nedostatak.
Još jedna tehnika "in camera" može biti uporaba brojnih senzora unutar kamere. Ako jedan senzor i pripadajuća elektronika mogu imati određeni dinamički raspon, tada se za povećanje ukupnog dinamičkog raspona mogu koristiti 2 senzora. Na primjer, jedan senzor može izlagati osvjetljenja, a 1 senzor može se koristiti za izlaganje sjenama, stvarajući tako veći dinamički raspon. Senzori se mogu učiniti nevjerojatno malim - samo pogledajte veličinu telefona koji imaju brojne megapikselne kamere, pa vjerojatno neće biti problema stisnuti 2 senzora (ili više!) U jednu kameru. No, kako se veličina senzora smanjuje, šum snimljene slike ('zrnatost' slike) postaje sve veći. Još jednom, ovo je kompromis između visokog dinamičkog raspona, kvalitete slike i veličine.
Druga metoda bi mogla biti upotreba alternativnog algoritma krivulje tona koji se trenutno općenito primjenjuje na slike unutar fotoaparata. Kad se fotografira, signali sa senzora pretvaraju se u digitalne bitove i šalju na računalo fotoaparata. Da bi razumjelo ove signale, računalo obrađuje podatke i pretvara ih u nešto smisleno. Ovo je oblik krivulje tona. To se obično koristi na cijeloj slici kao "prosjek". Suvremene tehnike, međutim, mogu primijeniti individualnu krivulju tona na svaki pojedini piksel na slici. To može prikazati sliku izloženu na sličan način kao što je vidi ljudsko oko (tj. S većim dinamičkim rasponom). To će neizbježno povećati vrijeme obrade unutar fotoaparata, premda je trenutačna metoda HDR slike za snimanje brojnih fotografija s različitim ekspozicijama, dodatno vrijeme obrade jedne slike vjerojatno još uvijek štedi vrijeme.
Ovu novu metodu krivulje tona tvrtke unaprijeđuju, a Samsung je nedavno kupio licencu za upotrebu te tehnologije.
Možda drugi proizvođači imaju alternativnu metodu ili ne smatraju visoki dinamički raspon od velike važnosti u svojim fotoaparatima ili samo licitiraju za svoje vrijeme. Ova se tehnologija još uvijek razvija i izlazi iz područja tehnologije fotoaparata, pogotovo jer bitka s megapikselima postaje stara vijest.
Tehnike visokog dinamičkog raspona mogu se pretjerati, a slike lako učiniti neprirodnima. Razlog zašto su neprirodni je taj što proširuju raspon koji omogućava ljudsko oko. Bilo bi tužno kad bi tehnologija uklonila autentičnost fotografije, koja ovu umjetnost odvaja od umjetnosti slikanja (gdje su i kompozicija i izloženost ograničeni samo na maštu). Ako je tehnologija, međutim, uspjela replicirati slike kako ih vidi ljudsko oko, onda je to možda prihvatljiva tehnološka prekretnica.
Pogledajte još Daveova rada u Whalebone Photographyu.