HDR: культура, теория и немного практики

HDR (High Dynamic Range) – это фотографическая технология, позволяющая получать изображения сцен с большими перепадами яркости в кадре. Суть процесса получения изображения с широким тональным диапазоном – сборка (наподобие популярной головоломки – картинки, разрезанной на множество фрагментов) участков с правильной экспозицией из нескольких снимков, сделанных с эксповилкой.

Практикующие фотографы знают, что в недодержанном снимке бывают хорошо проработаны света. Но начиная с полутонов, детали теней исчезают из-за технических ограничений матрицы (шума). Снимок с «правильной» экспозицией точен в середине тонального диапазона, но в светах и тенях клиппинг поглощает нюансы. В передержанном кадре правильно проработаны тени, но выше полутонов информация теряется.

Казалось бы, для получения наилучшего результата нужно лишь выделить соответствующие участки этих трех снимков и склеить их в одно изображение. Однако это далеко не тривиальная задача, поскольку сюжеты, в которых зоны, требующие разной экспозиции, четко очерчены (например, окно или дверь) – встречаются редко. А все остальные требуют применения специальных инструментов.

HDR: кич или выразительный прием?

Мода и кажущаяся простота HDR-обработки сыграли с фотографами злую шутку – Интернет-галереи переполнены ужасными снимками в стиле HDR. Драматическое небо, шокирующая детализация, сюрреалистичные цвета… Появилось даже деление HDR на три направления: реалистическое, художественное и «гранж».

В первом зритель может вовсе не заметить расширения тонального диапазона, настолько тонко и органично выполнена работа. Как правило, это пейзажные или интерьерные снимки. В реалистическом направлении HDR не самоцель, а средство (вернее, одно из средств) решения основной художественной задачи, которую поставил перед собой автор снимка.

Фото: Фрэнк Слэк

Художественное направление HDR – попытка творчески переосмыслить характерные особенности, которые появляются у изображения при расширении тонального диапазона. Это довольно существенный шаг от изобразительной фотографии к концептуальной. Сюжет может быть практически любым, а HDR становится почти самоцелью.

Фото: Грей Джонс. Обратите внимание, в левом нижнем углу – один из кадров серии

Гранж-направление вызывает наибольшее количество нареканий, поскольку результат практически не похож на то, что мы привыкли называть фотографией. Изображение выглядит скорее выполненным в технике гиперреализма иллюстрацией или смоделированной на компьютере картинкой, нежели снимком – детали настолько подчеркнуты, что уже не важен сюжет, а глаза рябит от обилия точек светов и теней.

Фото: Жуан Луис

Количество точек светов и теней можно считать неким критерием, позволяющим охарактеризовать снимок. В реалистическом направлении их не больше (или немногим больше) нежели на обычной фотографии. В художественном направлении буквально каждый сюжетно значимый объект получает свои точки светов и теней. Кич начинается там, где заканчивается здравый смысл. Впрочем, поставить между ним и гранжевым направлением HDR знак равенства тоже было бы неверным.

HDR: как это работает

Аналогия с головоломками, использованная в начале материала, не совсем точная. «Пазлы», которые так любят складывать воедино детишки, точно стыкуются между собой по цвету и яркости, а формой можно пренебречь. А вот попытки собрать из фрагментов с разной экспозицией единое изображение наталкиваются на существенную проблему – их края имеют слишком заметные различия по яркости и цвету.

Чтобы зритель не заметил границу склейки, используются алгоритмы размытия для создания полупрозрачных областей, в которых присутствуют пикселы из разных экспозиций. Именно они порождают проблемы ореолов вокруг контрастных объектов.

Цифровые технологии позволили сделать еще один шаг. Если происходит склейка из нескольких независимых частей, то почему бы предварительно не подкорректировать каждую из них – например, не выставить уровни?

Сказано – сделано. И вот облачное небо, которое мы видим светлым (скорее всего, точка светов будет располагаться в облаках) обретает искусственно назначенную точку теней и становится предгрозовым, драматическим.

Область в тени, где и до середины тонального диапазона многим участкам далеко, вдруг получает собственную назначенную точку светов, почти такую же светлую, как и «основная», лежащая в облаках.
Еще раз посмотрите на иллюстрацию. Знаком характер фрагментов? А ведь к выделенным областям была применена только одна команда Photoshop – AutoLevels.

Этот же кадр, обработанный по технологии HDR, выглядит вот так:

HDR: от теории к практике

Несмотря на обилие инструментов, реализующих те или иные HDR-алгоритмы, многие фотографы по всему миру в последние годы отдавали предпочтение программе Photomatix, которую почти восемь лет разрабатывает французская компания HDRsoft. В сентябре вышла ее четвертая версия. Среди важных улучшений – новые алгоритмы, полуавтоматическое удаление артефактов двоения, встроенная система шумоподавления и коррекции хроматических аберраций.

Весной, после начала продаж Adobe Photoshop CS5 с его инструментом Merge to HDR Pro, покупка дополнительного ПО или подключаемых модулей перестала быть очевидным решением для тех, кто занимается съемкой и обработкой фото с расширенным динамическим диапазоном.

Однако ситуация вновь изменилась после анонса американской компании Nik Software в августе этого года. Ее продукты не нуждаются в представлении – подключаемые модули к Photoshop, Lightroom и Aperture помогают быстро придавать снимкам впечатляющий вид. Еще одна изюминка Nik Software – технология U Point, за которой скрывается интеллектуальное маскирование, соответственно, становится доступна локальная коррекция настроек.

HDR Efex Pro вышел 11 октября и даже в первой версии является серьезной заявкой на успех в этом модном направлении. Он сочетает простоту использования, гибкость при выборе параметров и хорошую скорость работы даже на рядовых компьютерах. Абсолютное конкурентное преимущество – возможность локально управлять многими параметрами по технологии U Point.

Если вы ожидали увидеть тест HDR-программ, вынужден вас разочаровать – сделать его не представляется возможным, поскольку HDR-алгоритмов много, а объективных результатов их работы фактически нет: кому-то нравится сладкое, кому-то – мягкое.

Субъективно HDR Efex Pro лидирует в области преобразования HDR-изображений, хотя ему явно не хватает гибкости Photoshop в борьбе с артефактами двоения/троения движущихся объектов. Я задал вопрос представителям компании Nik Software во время презентации – планируется ли появление возможности как-то влиять на работу функции Deghosting. Ответ был в лучших PR-традициях – «мы постоянно работаем над улучшением продуктов». Так что Photomatix, пожалуй, хотя и уступила пальму лидерства, но по-прежнему остается в тройке самых востребованных инструментов.

Поскольку процесс создания HDR-снимка обязательно состоит из объединения нескольких кадров, сделанных с брекетингом по экспозиции, за которым следует работа с тональным диапазоном и детализацией, уместно поэкспериментировать с разделением обязанностей.

Именно такой подход к работе мы и попробуем исследовать в рамках тандема Photoshop CS5-HDR Efex Pro.

Возьмем серию изображений, снятых со штатива в режиме эксповилки по две ступени плюс нормальная (с точки зрения камеры) экспозиция (-2, -1, 0, +1, +2 EV). Камера Pentax K-7 имеет режим предподъема зеркала при съемке c брекетингом, что способствует минимизации вибраций. Из DNG для ускорения обработки снимки были конвертированы в JPEG с настройками по умолчанию модулем Adobe Camera RAW.

Далее приведены результаты объединения пяти кадров в Photoshop и HDR Efex Pro, причем HDR Efex Pro использовался для компрессии тонального диапазона не только «своего» изображения, но и объединенного в Photoshop. О том, как это делается — чуть позже.

Объединение и компрессия тонального диапазона Photoshop

Объединение и компрессия тонального диапазона в HDR Efex Pro

Объединение в Photoshop, компрессия тонального диапазона в HDR Efex Pro

О чем говорят приведенные примеры? У Photoshop картинка получается в целом чище, без подчеркивания шумов, но это во многом зависит от соотношения параметров компрессии, а они, как уже упоминалось ранее, настолько разнятся, что добиться повторения результата работы одной программы в другой практически нереально. Ветки в верхнем углу снимка не двоятся, это проявились артефакты иного рода – из-за многократно усиленных хроматических аберраций тонкие объекты на краях снимка могут давать такой неприятный эффект. Впрочем, эта проблема решается в Photoshop на этапе дополнительной коррекции.

Алгоритмы объединения снимков в HDR Efex Pro (использовался самый качественный и самый медленный) справились с заданием на отлично, им даже удалось замаскировать хроматическую аберрацию. Однако при компрессии тонального диапазона появились шумы. К счастью, они напоминают пленочное зерно и не раздражают при просмотре.

Однако лучший результат дало совместное использование двух инструментов. Не стоит обращать внимание на дикие цвета – чтобы посмотреть на разницу в объединении кадров, я сжимал тональный диапазон в HDR Efex Pro с одинаковыми настройками.

Теперь о том, как реализовать такую схему работы.

Сначала в Bridge или просто средствами операционной системы отберите кандидатов на превращение в HDR-изображение. Загрузите их в Photoshop CS5 командой Merge to HDR Pro. Если требуется, выберите опцию Remove ghosts и посмотрите, при каком из выбранных на панели внизу референсных кадров качество объединения будет лучше.

Установите 32 битовый режим, в противном случае вместо возможности сохранить файл в одном из поддерживающих 32-битовое представление форматов вы окажетесь в режиме компрессии тонального диапазона исключительно средствами Photoshop CS5.

Теперь, благодаря наличию файла с широким динамическим диапазоном, появилась свобода выбора программы-компрессора. Это может быть встроенный в Photoshop CS5 инструмент (Image>Adjustments>HDR Toning ), либо подключаемый модуль (Filter>Nik Software>HDR Efex Pro). Если хотите продолжить эксперименты, воспользуйтесь одним из независимых приложений, например Photomatix. Просто перед записью файла на диск уточните, какой именно формат потребуется. HDR Efex Pro, например, отлично справляется с Open EXR.

Если вам понравился компрессор от Nik Software, а компьютер оказался не самым мощным, попробуйте закрывать Photoshop, потребляющий слишком много RAM, сразу после записи 32-битного файла.

HDR Efex Pro в версии для Lightroom устанавливается в виде исполняемого файла – достаточно создать ярлык и вызывать его можно непосредственно из операционной системы. Правда, таким образом можно работать только с сериями JPEG и TIFF-файлов. Однако ничего не мешает создать ассоциацию между типом файла .EXR и программой HDR Efex Pro.exe. Теперь можно загружать 32-битный результат объединения в HDR Efex Pro через контекстное меню, вызываемое правой кнопкой мыши.

Теоретически работа внутри Photoshop открывает дополнительные возможности пост-обработки, поскольку HDR Efex Pro поддерживает режим смарт-объектов. На компьютерах с небольшим объемом RAM необходимо проверить настройки Photoshop и уменьшить выделяемый программе объем оперативной памяти до 25% (хотя менее 500 Мб опускать значение не стоит).

На практике воспользоваться благами неразрушающего редактирования очень сложно. При попытке снизить разрядность HDR Efex Pro становится недоступным, а в 32-битовом режиме не работает несколько важных инструментов (нет кривых, ограничен набор режимов наложения слоев и т. д.).

Если вы конвертируете RAW-снимки в формат DNG, то перед загрузкой инструментом Merge to HDR Pro можно предварительно отрегулировать баланс белого (например, в Lightroom, и обязательно сохранить метаданные в DNG файле).

В заключение стоит проиллюстрировать реализацию локальной коррекции в HDR Efex Pro.

Так выглядит изображение, в котором изменены параметры для обработки неба.

Чтобы добиться приведенного результата, я добавил контрольную точку U Point, отрегулировал параметры и затем создал три ее копии, разместив их в нужном участке снимка.

Так выглядит маска, которую создал HDR Efex Pro. Как видите, не идеально – часть здания такая же светлая, как небо, поэтому она попадает в выделенную область. Впрочем, это не беда, ведь всегда из одного 32-битового файла можно получить две версии – одну с U Point, вторую – без и потом объединить их на этапе постобработки.

А вот вариант без локальной коррекции. Согласитесь, небу не хватает выразительности.