Ringsted-Fotoklub v/carsten Enoch. HDR fotografering TEORI

Transkript

1 HDR fotografering TEORI

2 HDR (High Dynamic Range) HDR (High Dynamic Range) er en avanceret fotografisk teknik der øger det dynamiske omfang i et billede. Det kan give nogle helt utrolige effektfulde billeder. For at give en lidt bedre forståelse for, hvorfor vi bruger HDR teknikken, skal vi lige gennemgå den lidt mere kedelige teori. Teorien henvender sig til amatørfotografer, med kendskab til fotografering som en hobby.

3 Producenterne stræber efter at udvikle et kamera, der kan optage på samme måde, som det menneskelige øje opfatter motivet. Det er dog langt fra muligt, fordi det menneskelige øje blandt andet er meget mere lysfølsomt sammenlignet med film og billedsensorer, ligesom en sensor i øvrigt opfatter lys lineært. HDR står for High Dynamic Range, hvilket igen lidt frit oversat betyder billeder med større toneområde end alm. standardbilleder.

4 Det menneskelige øje er som før nævnt mere følsomt end film og billedsensorer. Det vil sige, det menneskelige øje har et større dynamisk område, det betyder, at vi under samme lysforhold bedre kan se detaljerne i skygge og højlysområder end filmen og billedsensoren.

5 Hvis vi f.eks. har du en lysmængde på EV 10 og øger styrken til EV 11 registreres det af billedsensoren som om, der er dobbelt så meget lys, men det menneskelige øje opfatter ikke det ekstra lys som en fordobling. Øjet er i øvrigt meget mere følsomt over for midtertonerne i forhold til højlys- og skyggetonerne.

6 Da det dynamiske omfang også kaldet kontrastomfanget er lavere på film og billedsensorer, betyder det, at der er færre mellemtoner mellem hvidt og sort, hvorfor kontrasten bliver hårdere. Det er derfor, at skygger ofte bliver mørkere, end vi måske lige regnede med, da du skød optagelsen.

7 For at kompenserer for de manglende mellemtoner, bruger vi en reflektorskærm eller et fill-in lys for at nedsætte kontrasten, så motivet fremstår mere naturligt på optagelsen. Vi kan altså grundlæggende ved at anvende fill-in flash, reflektorskærme eller kontrastregulere optagelserne, få dem til at fremstå mere naturlige. Vi kan med et moderne RAW konverteringsprogram regulere dybden i skyggeområderne uden at ændre højlyset. Der er her ikke tale om en gammajustering, idet en sådan justering ville påvirke hele billedet.

8 En basis JPG billedfil er på 8 bit. Bit fortæller noget om, hvor mange informationer en billedfil indeholder, jo flere bit, jo flere informationer. En billedfil på en bit kan enten være sort eller hvid. Er den på to bit, har den 2 x 2 bit, hvilket giver 4 toner. Har vi en billedfil på 8 bit, ser regnestykke således ud: 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2, som matematisk skrives 2 ^ 8. Det giver sammenlagt 256 toner.

9 Vi arbejder med de tre primære farver rød, grøn og blå, som i en 8 bit billedfil hver har 256 toner. Ganger vi dem 3 ^ 256, får vi Altså kan vi i en 8 bit JPG fil blande farver med et kontrastområde på 256 toner. Fordi billedsensorer opfanger lys lineært, er det vigtigt, at man eksponerer efter højlyset og RAW-konverterer efter skyggerne. Tidligere i filmens dage var det lige omvendt; dengang eksponerede fotograferne efter skyggerne og fremkaldte efter højlyset.

10 AD Konverter Hvis man læser kameraproducentens specifikationer på sit kamera, vil man kunne læse, hvilken A/D Konverter der anvendes. Typisk 10,12,14 eller 16 bit Jo flere bit A/D konverteren kan konvertere, jo flere informationer kan vi altså hive ud af optagelsen. Der skal dog være en balance mellem, hvor meget billedstøj billedsensoren genererer og hvor mange bit A/D konverteren håndterer. Fordi A/D Konverteren kan håndtere flere end 8 bit, som en JPG fil består af, vil man altid miste informationer, når der gemmes som JPG.

11 EV- Eksponeringsværdi En af målemetoderne vi bruger til fotografering er EV, som betyder Eksponeringsværdi. Den værdi fortæller hvor meget lys, der er til stede og med den information, er det blot at indstille kameraet i overensstemmelse med værdierne. I fuldt sollys har vi næsten EV 15. Hver gang vi går en EV værdi ned, f. eks til EV 14, halveres mængden af lys. Når vi er nede på EV 0, svarer det nogenlunde til det, vi kalder for en mørk tusmørke.

12 Måles lyset på en sort pløjemark uden måneskin, er det totalt buldermørkt. Der skulle efter sigende her være en værdi på ca. EV Det giver et forhold på 40 blændetrin op til EV 15, som betyder, at der er gange mere lys tilstede fra laveste til højeste anførte værdi. Når vi fotograferer, arbejder vi typisk mellem EV 0 og EV 15, hvilket svare til en lys-intensitets forskel på gange. Når mørket sænker sig kan vi godt komme lidt længere ned ved brug af de manuelle indstillinger.

13 Det menneskelige øje er i stand til at registrere et statisk kontrastomfang på ca. 12 til 14 trin, og medregner vi, at øjet kan tilpasse sig forskellige lysforhold grundet irisåbningens tilpasning (Dynamisk kontrastomfang), kan vi faktisk opfatte ikke mindre end ca. 27 trin, hvilket er ret imponerende. Til sammenligning har et kamera et statisk kontrastomfang i RAW filen på ca. 8 til 9 trin ved ISO 100. Det dynamiske har derimod kun én begrænsning, som er kameraets korteste lukkertid. Har du eksempelvis et objektiv med mindste blændeåbning f/32 og fotograferer på ISO 100 med en lukkertid på 1/4000 sek., svarer det til EV 22. Altså 7 gange så meget lys som der er ved sollys på en skyfri himmel.

14 Vi er kun begrænset af kameraets korteste lukkertid og ved at tage flere optagelser med forskellige eksponeringstider kan vi dermed kontrollere lysintensiteten. Ved netop at tage flere enkelte optagelser med divergerende eksponeringer, sammenlægger vi dem i en stor 32 bit billedfil (alternativt til flere små 8 bit billedfiler), opnår vi at skabe grundlaget for en HDR billedfil med en gigantisk tone- og farvekapacitet.

15 HDR HDR fotografering Teknik, Teori og programmer

16 For at kreere et HDR billede, skal det igennem to processer. Først skal selve optagelserne foretages og dernæst skal de behandles med et særligt softwareprogram installeret i computeren. Skulle der i midt/slut halvfemserne optages et højtopløseligt billede på 4,0 millioner pixels, var man nødt til at tage fire billeder af samme motiv; en optagelse med et rødt og blåt filter samt to med et grønt filter. Det betød, at det eksempelvis ikke lod sig gøre at tage en reklameoptagelse af et fyldt ølglas med en indbydende skumtop, da den skummede af mellem optagelserne, ligesom det i sagens natur så var helt umuligt at opnå en høj opløsning af motiver i bevægelse

17 Forskellig eksponering Til HDR billeder benyttes grundlæggende den samme filterteknik, som netop beskrevet. Den eneste forskel er, at vi i dag ikke bruger forskellige farvefiltre, men i stedet varierer eksponeringen for hver optagelse.

18 Eksponeringsdata: Kamera: EOS 1DS Mark III Objektiv: TS-E 24mm f/3.5l Programindstilling: M Brændvidde: 24 mm Blænde: f/8 Eksponeringstid: 1/25 + / forskellige eksponeringer. ISO: 100 Kamera på stativ Billedstabilisering: Nej Polfilter: Nej Flash: Nej HDR teknik. (High Dynamic Range) HDR program (TMOs)Photomatix Desaturate farver i Photoshop

19 Det vil sige, at tager vi tre optagelser for et HDR billede, kan vi starte med en korrekt eksponering og de følgende to eksponeringer overbelyser og underbelyser vi med et blændetrin. Der er i princippet ingen grænser for, hvor mange optagelser man kan tage til brug for et HDR billede. Jo flere billeder med forskellige eksponeringsværdier, jo bedre. Det er dog ikke helt ligegyldigt, hvad det er for et motiv, man ønsker i HDR. Først er vi nødt til at sikre os, at intet i billedfeltet bevæger sig under optagelserne så som skyformationer og mere jordnært, blade og grene for vinden. Derfor skal vi som udgangspunkt naturligvis også placere kameraet på stativ, så der ikke ændres på holdepunktet mellem de planlagte eksponeringer.

20 Eksponeringsdata: Kamera: EOS 1DS Mark III Objektiv: TS-E 24mm f/3.5l Programindstilling: M Brændvidde: 24 mm Blænde: f/10 Eksponeringstid: 1/640 + / forskellige eksponeringer. ISO: 200 Håndholdt kamera Billedstabilisering: Nej Polfilter: Nej Flash: Nej HDR teknik. (High Dynamic Range) HDR program (TMOs)Photomatix Finjusteret i Photoshop

21 Det er meget vigtigt, at optagelserne er så ens som muligt lige bortset fra de forskellige eksponeringsniveauer. Dermed er det heller ikke helt ligegyldigt, hvordan vi ændrer eksponeringen. Bruger vi blænden til en ændring af eksponeringen, opnår man ikke det optimale resultat, idet skarphedsdybden påvirkes af blændeåbningen, hvorfor man i stedet bør anvende lukkertiden til en regulering af eksponeringen. Fotograferer vi i ustabile lysforhold, så skal man være særlig opmærksom på at lysforholdene ikke ændre sig i mellem de forskellige eksponeringer. Fokus må heller ikke må ændre sig, derfor kan det være en god ide først at stille skarpt på motivet med autofokus, derefter så indstille objektivet på manuel indstilling, derved undgås det, at fokus ændres mellem optagelserne.

22 For at finde den rette eksponering bør du først tage et testbillede af motivet, og er det korrekt eksponeret, aflæses lukkertiden, blænden og ISO værdien på LCD skærmen. Dette bør så være vores udgangspunkt.

23 Hvis vi ikke medbringer stativ, og ser et motiv, som ville være flot som et HDR billede, kan man sagtens fotografere med kameraet håndholdt. Man skal bare bruge den rette teknik og eventuelt tage flere optagelser end ellers for at sikre sig mod fejl på grund af, at vi holder kameraet i hånden. Dernæst indstiller vi kameraet til manuel funktion og overfører indstillingerne for første korrekte optagelse, og så drejer det sig efterfølgende bare om at skyde på forskellige blændetrin for at opnå stor variationsgrad i eksponeringen. I stedet for at optage ét billede ad gangen og så manuelt ændre eksponeringen, bør man indstille kameraet til serieeksponering og aktivere bracketing funktionen. Det er meget forskelligt, hvor mange over- og undereksponeringer den enkelte kameramodel tillader, men som anført jo flere jo bedre.

24 Kan dit kamera f.eks. skyde tre optagelser i serie, kan man vælge en med korrekt eksponering og en med et blændetrin henholdsvis over og under det korrekte, eller skabe større afstand til den korrekte med to blændetrin over og under. Når man holder udløserknappen nedtrykket, optager kameraet lynhurtigt i serie de tre forskellige eksponeringer. Selv om det ikke kan undgås, at vi med et håndholdt kamera bevæger sig under de tre eksponeringer, har et godt HDR software en align funktion, hvor programmet automatisk korrigerer for en mindre forskydning i optagelserne. Billedet ser uskarpt ud fordi det er taget håndholdt, og man ikke har slået align funktionen til i Photoshop i dette tilfælde.

25 Når vi har taget optagelserne med forskellig eksponering, råder vi måske over 3, 5, 7 eller 9 optagelser på hver 12 eller 14 bit, (Alt efter kamera) som skal lægges sammen til en stor 32 bit billedfil. Fordi billederne er forskellige i eksponeringsgraden, får vi informationer fra både højlys- og skyggeområderne. Som du måske husker, kan en nyere billedsensor spænde over 8 til 9 blændetrin i en enkelt optagelse. Med eksempelvis tre overeksponerede og tre undereksponerede billeder, har vi samlet informationer fra 15 blændetrin. Altså, vi er faktisk lidt over, hvad vi mennesker på samme tid kan registrere med øjet. (Det der betegnes som det statiske kontrastomfang.)

26 Tip Hvis dit kamera ikke er udstyret med en bracketing funktion, kan du i stedet manuelt vælge AV indstillingen(blændeprioriteret eksponering), så du fastholder valgte blændeåbningen og du kan nu regulerer lukkertid for hver enkelt optagelse med eksponeringskompensation funktionen.

27 HDR Programmer Der fås flere forskellige HDR softwareprogrammer på markedet; nogle er gratis og andre skal man betale for at anskaffe. De mest kendte af slagsen er nok Photoshop og Photomatix. Photoshop er teknisk set nok det bedste HDR program, der findes fordi man mig bekendt kan importere alle de optagelser, vi ønsker sammensat til et HDR billede.

28 At det så er noget vanskeligt at lære og håndtere HDR funktionen i Photoshop er en anden sag. Photoshop er et professionelt billedbehandlingsprogram, hvorfor det både er dyrt og vanskeligt at mestre til fingerspidserne. Vil du imidlertid gerne arbejde med HDR billeder, men ikke ønsker at investere i Photoshop, er Photomatix helt sikkert det bedste alternativ på markedet.

29 PHOTOMATIX Photomatix er som nævnt meget brugervenlig, og du vil derfor hurtig kunne sætte dig ind i de forskellige funktioner, og da du ikke kan komme til at ødelægge noget under HDR processen, når du Tone mapper, er det bare og hive og justere i de forskellige værktøjer, ind til du syntes, du har opnået et flot HDR billede.

30 Tonemapping er en proces hvor vi vælger de toner vi vil bruge når vi konventer en 32 bit HDR fil til en 8 eller 16 bit LDR fil (LDR = Low Dynamic Range)Herunder er et HDR billede der ikke er Tonemappet. Derved ser du kun de toner som din skærm tilfældigvis kan vise dig; samt billedet måske også vises linært. Derfor ser et HDR billeder ofte helt forkert ud på computer skærmen ind til du begynder på Tonemapping.

31 Måske kan i huske problematikken om, hvordan vi opfatter lyset, og hvordan det ser ud på det færdige billede. Det samme forhold gælder, når vi skal konvertere en 32 bit HDR fil til en lille bitte 8 bit JPG fil Det samme forhold gælder, når vi skal konvertere en 32 bit HDR fil til en lille bitte 8 bit JPG fil.

32 Da vi kun har 256 toner til rådighed i en 8 bit billedfil i mod de toner i en 32 bit fil, så må vi beslutte hvilke toner, vi skal bruge eller fravælge. Jo flere toner, vi vælger fra yderkanterne af HDR filerne, jo større kontrast opnår vi i vores 8 bit JPG fil. Igen den samme problematik om hvordan vi opfatter lyset, og hvordan det endelige resultat ser ud. Her er billedet blevet Tonemappet til en 8 bit LDR fil. Den store kontrast skyldtes at vi har taget toner fra et stører toneomfang og komprimeret det ned i en LDR fil. Altså det samme princip som når vi bruger reflektorskærme.

33 KONKLUSION/POSTULAT Et HDR billede er i virkeligheden mindre manipuleret, end hvis du fjerner støv fra billedet. Da du har flere toner i HDR billedet end der er plads til i et normalt billede, vælger du bare at trække nogle andre toner ned i din JPG fil.

34 OG NU TIL PRAKTIK Ringsted-Fotoklub v/carsten Enoch