High Dynamic Range Imaging , HDRI , sau pur și simplu HDR , sunt tehnologii de imagine și video a căror gamă de luminozitate depășește capacitățile tehnologiilor standard.
Cel mai adesea, termenul HDR este folosit în legătură cu achiziția, stocarea și procesarea imaginilor bitmap . Tehnologiile digitale utilizate pe scară largă astăzi se bazează istoric pe formate întregi de 8 biți pentru reprezentarea și procesarea datelor, ceea ce oferă un interval dinamic foarte îngust , adesea numit SDR ( Standard Dynamic Range ) sau LDR ( Low Dynamic Range ) . Pentru comparație, raportul dintre cele mai luminoase și cele mai puțin luminoase (dar nu încă negre) culori pentru sRGB este de aproximativ 3000:1, în timp ce scenele reale au adesea rapoarte de luminozitate de 1.000.000:1 sau mai mult, atât în umbră, cât și în lumină, ochiul este capabil (datorită adaptării luminii la luminozitate) să distingă detaliile. Utilizarea tehnologiei HDR vă permite să lucrați cu întreaga gamă de luminozitate a scenei, eliminând limitările istorice.
Tehnologiile HDR au multe aplicații practice, cum ar fi capturarea de imagini și videoclipuri cu scene naturale cu contrast ridicat , stocarea și procesarea conținutului HDR, crearea de imagini LDR din imagini HDR și obținerea de diferite efecte artistice folosind imagini HDR.
În fotografie, intervalul dinamic este adesea măsurat în numărul de pași de expunere , numit și „pas” sau „stop” (deseori abreviat recent EV, din engleza Exposure value - expopara ), adică logaritmul de bază 2 , mai rar logaritmul zecimal (notat cu litera D). 1 EV este egal cu 0,3 D. Se folosește și o notație liniară, cum ar fi 1000:1, care este egal cu 3 D sau aproximativ 10 EV.
„Intervalul dinamic” caracteristic este, de asemenea, inerent în formatele de fișiere utilizate pentru înregistrarea fotografiilor . În acest caz, este determinat de tipul de date ales de autorii formatului, în funcție de scopurile pentru care este destinat formatul. De exemplu, intervalul dinamic al modului de bază al formatului JPEG este definit de standardul de reprezentare a culorilor sRGB corectat cu gama de 8 biți și este exact 11,7 EV, dar numai 8-9 EV din acest interval sunt aplicabile de fapt. Pentru formatul Radiance HDR , intervalul dinamic este de 256 EV.
Termenul „gamă dinamică” este uneori folosit pentru a se referi la orice raport de luminozitate în fotografie:
O serie de autori folosesc alte opțiuni, mai exotice.
Când se evaluează caracteristicile intervalului dinamic, ar trebui să se uite cu rezerve la numărul de biți folosiți pentru a înregistra informații în orice format sau matrice de cameră . Deci, o cameră ADC (10, 12 sau 14 biți) citește de obicei valorile pe o scară liniară. Fișierele conțin valori gamma corectate .
De exemplu, intervalul dinamic al unei imagini, reprezentat de numere cu jumătate de precizie de 16 biți , este mult mai mare decât cel reprezentat de numere întregi de 16 biți. Radiance HDR (reprezentare RGBE de 32 bpp) are o gamă mult mai dinamică decât TIFF pe 16 biți (RGB întreg de 48 bpp).
O definiție a intervalului dinamic care este utilizată pe scară largă de producătorii de CCD este raportul dintre semnalul maxim primit de la un senzor în lumină puternică și zgomotul citit al unui senzor de imagine în absența luminii.
Camerele Nikon mai noi au un mod de fotografiere HDR pentru fișierele JPEG . În acest mod, camera face fotografii a 2 imagini cu expuneri diferite și le lipește într-una singură [1] .
Latitudinea fotografică a camerelor și filmelor moderne nu este suficientă pentru a transmite vreo scenă a lumii înconjurătoare. Acest lucru este vizibil mai ales atunci când fotografiați cu film color reversibil sau cu o cameră digitală compactă , care adesea nu poate capta nici măcar un peisaj luminos în timpul zilei dacă există obiecte la umbră (și intervalul de luminozitate al unei scene de noapte cu iluminare artificială și umbre adânci poate ajunge până în sus. până la 20 EV).
Modul standard de a ocoli problema intervalului dinamic, care a fost folosit cu succes de la apariția fotografiei ca atare, este corectarea iluminării scenei, care se realizează prin alegerea corectă a momentului și a unghiului de fotografiere și a luminii artificiale, precum și utilizarea modurilor speciale de operare a camerei. De exemplu, când scena este luminoasă, blițul de umplere poate fi utilizat pentru a evidenția umbrele, reducând contrastul imaginii, iar fotografierea cu bliț la expunere ridicată poate uniformiza contrastul unor scene filmate în întuneric. Cu toate acestea, nu toate aceste metode sunt întotdeauna convenabile și aplicabile; utilizarea lor corectă necesită o calificare mai înaltă a fotografului.
Soluția la problema gamei dinamice insuficiente fără schimbarea scenei, luminii și unghiului se realizează în două moduri:
Ambele căi necesită rezolvarea a două probleme:
Mai jos este prezentat un exemplu de imagine creată folosind tehnologia HDR din patru surse și fotografii sursă pentru aceasta.
Maparea tonurilor poate fi folosită și pentru a procesa imagini cu un interval mic de luminozitate pentru a îmbunătăți contrastul local.
Exemplul de mai sus arată utilizarea metodelor HDR pentru a produce o imagine care este percepută de privitor ca fiind realistă.
Tehnica de captare HDR poate fi folosită și pentru video prin captarea mai multor imagini pentru fiecare cadru al videoclipului și combinându-le. Qualcomm numește acest lucru „captură video HDR computerizată”. În 2020, Qualcomm a anunțat procesorul Snapdragon 888, care este capabil de captură video HDR computerizată 4K și video HDR [2] . Xiaomi Mi 11 Ultra este, de asemenea, capabil de captură video HDR computerizată [3] .
-4 picioare
-2 picioare
+2 opriri
+4 opriri
Scăderea contrastului
Maparea tonurilor locale
rezultat natural
| măsurarea expunerii | |
|---|---|
| Termenii de măsurare a expunerii | |
| Control manual al expunerii |
|
| Control automat al expunerii | |
| Standarde de măsurare a blițului | |