Что такое динамический диапазон фотоаппарата

В фотографии «динамический диапазон» — это разница между самыми темными и самыми светлыми тонами изображения, обычно чистым черным и чистым белым. Чаще всего говорят о максимальном динамическом диапазоне, на который способна камера.

Зачем нужно понимать динамический диапазон

Все дело в экспозиции, поэтому, если вы хотите получить хорошо экспонированные фотографии, вам нужно знать о динамическом диапазоне. Тогда у вас будет хорошее представление о возможностях вашей камеры и о том, что вы можете сделать, чтобы добиться хорошей экспозиции, если сможете понять:

Как и во всем в фотографии, когда вы знаете, как что-то работает, вы можете контролировать результат … и создавать изображения так, как вы видите их в уме.

Динамический диапазон вашей камеры

Не все камеры имеют одинаковый динамический диапазон. Динамический диапазон определяется фотосенсором вашей камеры.

Компактные камеры не имеют такого широкого динамического диапазона, как зеркальные, потому что сенсор меньше. Полнокадровые зеркалки имеют гораздо больший динамический диапазон, чем камеры «Кроп».

Полнокадровые камеры высокого класса способны записывать более высокий динамический диапазон, чем камеры начального уровня, но даже среди камер высокого класса некоторые лучше, чем другие. Подробнее об этом чуть ниже.

Как измеряется динамический диапазон в фотографии?

Динамический диапазон измеряется в стопах (stops). Это то же самое, что и при настройке диафрагмы. Каждый f-стоп удваивается (или уменьшается в два раза, в зависимости от того, в какую сторону вы идете) по сравнению с предыдущим. Другими словами, F2.8 вдвое превышает уровень яркости F4.

Итак, возвращаясь к тому, что я говорил минуту назад о том, как динамический диапазон варьируется между камерами …

Вот почему мы видим лучше, чем наши камеры — мы можем видеть намного больше деталей от самых темных черных до самых ярких белых.

Динамический диапазон сцены

Но есть еще один аспект динамического диапазона — динамический диапазон объекта или сцены.

Здесь динамический диапазон — это разница между интенсивностью света теней и бликов. Для сравнения:

Таким образом, чем погода солнечнее, тем ярче будут блики, тем сильнее будут тени и тем больше динамический диапазон сцены.

Что если условия слишком яркие для камеры

Если ваша камера не может полноценно записывать как яркие тона и тени, то вам нужно будет выбрать, что важно для вас, чтобы избежать отсечения (поскольку отсеченные детали не будут записываться и их потом будет невозможно восстановить).

Как управлять динамическим диапазоном

Независимо от возможностей вашей камеры, наступит момент, когда сцена окажется за пределами возможностей динамического диапазона вашей камеры.

Как только вы узнаете свою камеру, а точнее ее ограничения, вы можете начать изучать, как с ней работать. Когда дело доходит до динамического диапазона, есть много вещей, которые вы можете сделать, но их можно объединить в три варианта:

1. Уменьшить динамический диапазон сцены

Когда вы уменьшаете контраст сцены, вы уменьшаете динамический диапазон в фотографии.

Если вы вернетесь к диаграмме в верхней части статьи, вы увидите, что если тени светлее, или блики темнее, или оба, динамический диапазон сцены меньше. В результате вашей камере будет проще точно регистрировать как светлые, так и темные области без переэкспонирования светлых участков или недоэкспонированных теней.

Есть два способа уменьшить динамический диапазон сцены:

а) осветлить тени

Чтобы «поднять» тени, добавьте света, чтобы они были ближе по яркости к более освещенным областям сцены.

Чтобы осветлить тени:

Фотографы-постановщики и портретисты манипулируют светом в студии и на месте с помощью отражателей и стробоскопов, чтобы осветить объект и / или заполнить тени.

б)затемнить светлые тона

В качестве альтернативы, вы можете работать на другом конце динамического диапазона, затемняя светлые тона. Другими словами, сделайте блики темнее.

Чтобы уменьшить блики:

Проблема с пейзажной фотографией состоит в том, что небо значительно ярче, чем земля. Поэтому пейзажные фотографы используют градуированные фильтры с нейтральной плотностью, чтобы уменьшить динамический диапазон сцены, чтобы они могли захватывать как хорошо освещенное небо, так и землю.

2. Избегайте контрастных сцен

Фотографируя в менее «контрастной» области, и вам не придется иметь дело с крайностями светлых и темных участков.

Вот почему портретные фотографы:

Если вы когда-либо пытались избежать резких теней на фотографиях, то значит, вы приспосабливались к динамическому диапазону камеры.

3. Охватите динамический диапазон сцены

Есть еще один способ справиться со сценой, когда она выходит за пределы динамического диапазона вашей камеры. Охватите это с HDR.

С фотографией HDR (фотография с высоким динамическим диапазоном) вы делаете несколько фотографий с разной экспозицией, чтобы объединить их в одно изображение HDR с деталями в:

Таким образом вы преодолеваете недостатки своей камеры и получаете изображение, которое имитирует то, как наши глаза видят мир.

Фотографы, работающие в сфере недвижимости, используют HDR, чтобы показать, показать интерьер комнаты в темных тонах и шикарный вид снаружи в светлых тонах.

Сложив фотографии с различными экспозициями, охватывающими как интерьер, так и экстерьер, можно показать полный динамический диапазон. Потенциальный покупатель, глядя на такие фотографии, увидит представленный дом так, как он бы увидел бы этот дом, смотря на него своими глазами, а не через фотографию.

Камера не сможет захватить полный динамический диапазон.

Когда новые фотографы впервые сталкиваются с термином динамический диапазон, это обычно происходит потому, что они узнают о HDR-фотографии.

Творческий подход с динамическим диапазоном в фотографии

Как правило, консенсус в отношении воздействия таков: если вам необходимо сделать выбор:

Но фотография — это еще и личный стиль. Вам не нужно записывать полный динамический диапазон сцены, и вам не нужно следить за тем, чтобы основные моменты не были обрезаны.

Если вы знаете, как управлять как светлыми, так и теневыми изображениями, и решаете выставлять одну за счет другой, это творческий выбор.

Понимание динамического диапазона является ключом к принятию этих творческих решений и достижению желаемых результатов.

Динамический диапазон и выбор камеры

Когда цифровая фотография началась, акцент был сделан на мегапикселях. Тогда считалось, что чем больше мегапикселей, тем лучше. Но времена изменились и теперь даже на самой дешевой камере пикселей достаточно для большинства фотографов.

Производители работают над динамическим диапазоном, потому что это то, что действительно важно для фотографов. К счастью для нас, динамический диапазон камер неуклонно растет, и я не удивлюсь, если однажды мы будем использовать камеры, способные записывать мир так, как его видят наши глаза.

Я советую при покупке следующей камеры уделять внимание динамическому диапазону камеры, а не мегапикселям.

Заключение

Таким образом, зная про ограничение динамического диапазона, вы сможете получать те фотографии, которые вы хотите, с учетом ограничения вашей камеры. Или, вы можете специально использовать эти ограничения и получать художественные эффект.

Ну а если у вас остались вопросы, то задавайте их в разделе с комментариями.

Источник

Просто о фото

Динамический диапазон

Ограничен он снизу (в тенях) шумом самой матрицы фотоаппарата, когда шум выше сигнала получаемого извне на матрицу, тогда просто фотоаппарат показывает этот шум, то есть тёмное изображение по всему объёму, а не то, что фотографируем.

А сверху (в светах), ограничен перенасыщением сигнала, получаемого извне на матрицу, то есть когда света поступает так много, что он просто становится одинаковым на всех частях матрицы. В этом случае, так же фотаппарат показывает не то что фотографируем, а белую засвеченную массу.

Динамический диапазон принято выражать в (EV), то есть в единицах освещённости.

В разделе HDR диапозон мы рассматривали, что такое ДД (динамический диапазон), например, у человека он равен 14(EV).

Посмотрим чему он равен у фотоаппаратов.

Чем же определяется этот предел? Он определяется тремя параметрами:

Из практики так же мы знаем, что ДД фотоаппаратов на данный момент не ниже, чем 6 и не выше чем 15. То есть, самая плохая мыльница снимает с ДД равным 6 стопов (6EV), а самые крутые Среднеформатные камеры с ДД равным 15 стопов (15EV).

Мы привели лучшие и худшие камеры по параматру размер пикселя. Он равен у лучших 9.7 микрона, а худшие камеры из нашей базы имеют размер пикселя 1.2 микрон. Посмотреть, как мы находили размер пикселя камеры можно на страничке Предел дифракции.

1. Размер пикселя

Итак, попробуем определить ДД камеры лишь по Размеру Пикселя. Возьмём обычную зеркалку 20 Мп и будем снимать в 14-ти битном RAW.

Тогда, выведем формулу для нахождения ДД такой фотокамеры, это будет нелинейная формула, в которой самые плохие фотоаппараты не могут иметь ДД ниже, чем 6EV, а самые крутые не выше 12EV. Для этих камер это предельная величина.

Ниже из таблицы видны возможные значения ДД фотокамеры. Видно, что самые худшие не могут стать хуже, чем 6 стопов, а лучшие 12 стопов, худшая камера в нашей базе имела размер пикселя 1.2 микрон, а лучшая 9.7 микрон.

График функции ДД камер » >

Получилась нелинейная функция для фотоаппаратов с размером матрицы 20Мп и 14бит RAW, в котрой ДД зависит от размера Пикселя.

Что можно сказать, поглядев на график? При размере пикселя до 5 мкм ничего не меняется и ДД камеры остаётся минимальным (6EV).

С шести до восьми микрон ДД камеры вырастает резко, почти до 11EV, а с рамера пикселя 11 микрон и далее ДД камеры остаётся на уровне 12EV.

Выкладки сделаны для камер с размером матрицы 20Мп и 14бит RAW. Если снимки будем делать в 12бит RAW они непеременно приведут к потере Динамического Диапазона.

Тогда в функцию, приведённую выше внесём поправку на битность:

2. Размер матрицы

Есть матрицы 100Мп. На такую попадает света в 5 раз больше, чем на 20Мп обычную матрицу. Конечно, Динамический Диапазон таких камер выше.

Производители таких камер пишут в спецификации чему равен ДД фотоаппарата, потому как, это почти основной параметр, по котрому такие камеры покупают.

Взято импирическим путём. При таких формулах у камер 100 МП, динамический диапазон получается 15EV, у остальных увеливается на 3EV, учитывая RAW, что из него как минмум три ступени можно вытянуть.

3. Процессор фотоаппарата

Невозможно учесть работу процессора, посчитать то, что придумали вчера и придумают изобретатели завтра, а потому можно просто сказать, что чем новее фотоаппарат, тем при других равных условиях у него будет Динамический Диапазон выше.

4. Выводы

ТО есть, мы никак не можем учесть последний параметр в своих формулах. И, зачастую, результат ниших формул будет отличаться сильно от реальности. Однако, по болшинству камер их ДД РЕАЛЬНЫЙ, данные мы взяли на нескольких сайтах, которые утверждают, что провели испытания по определению ДД этих камер.

Формулы, приведённые выше, УЧИТЫВАЮТ реальные данные и можно спокойно сранвивать фотокамеры по параметру ДД на этом сайте.

Итак, осталось лишь определить ДД вашего фотоаппарата. Посмотреть какой у вашего аппарата ДД можно в общем списке, столбец ДД камеры.

Лучшие фотоаппараты приведём в следующем списке.

Источник

Просто о фото

Динамический HDR

Вы спросите, а что есть такое, где мы НЕ ВИДИМ? Да, конечно, это даже больше, чем мы можем себе представить. Когда мы выходим из тёмной комнаты на свет, то ничего не видим, не можем распознать эти объекты, для нас всё белым-бело. Глаз должен привыкнуть, потом мы начинаем различать те самые объекты. А так же, со света входим в тёмную комнату и ничего не видим, пока глаза не привыкнут. Это и есть тот самый динамический диапазон, за пределы которого НЕ ВЫЙТИ.

Стопом в фото называют увеличение количества света в ДВА раза. То есть, когда становится светлее в эти два раза. Так вот, динамический диапазон человека равен 14-ти стопам. Для простоты покажем сколько таких стопов в солненый день на улице. Их 20.

полный ДД ‘EV’ (стопы)

Почему же природа так сделала с человеком? Очень просто, чтобы мы не подглядывали с улицы в окна без штор, всё-равно там ничего не увидим из-за узости нашего динамического диапазона. Шутка, конечно, а если серъёзно, потому что в обычной жизни 14EV(стопов) динамического диапазона хватает. Например, в пасмурный день в природе будет всего 6 стопов, которые мы спокойно увидим, и различим все предметы.

Ниже показан солнечный день и показано наше восприятие в разных условиях, видно, что находясь в тёмном помещении, мы не сможем видеть того, что ярко освещено светом, оно будет нами восприниматься как одно белое. А так же находясь на свету, мы не сможем различить того, что в тени, оно будет нами восприниматься как одно чёрное.

участки ДД, которые Человек НЕ видит

Хорошо видны два участка, в тени 3 стопа, которые мы не видим, для нас всё в этом месте смотрится, как чёрное, и второй участок в свете, так же 3 стопа, там нам всё кажется белым. Но стоит нам выйти на свет и подождать, то наши глаза привыкают и мы уже ВСЁ видим в светах, однако, в тенях уже не видим 6 стопов, и наоборот, стоит нам зайти в тёмную комнату, как мы со временем там начинаем видеть всё, а вот в светах уже не видим 6 стопов. Это и есть Динамический диапазон (ДД) нашего зрения и равен он 14-ти стопам 14(EV).

У фотоаппарата мыльницы Динамический диапазон равен всего 4-6 стопов. Теперь становится понятно почему такие некачественные снимки получаются на таких аппаратах. Они могут нормально фотографировать лишь в условиях очень небольшого перепада освещённости. Зеркалки в этом отношении так же не ушли далеко. У них Динамический диапазон равен 6-8 стопов. Посмотрим как это выглядит в условиях очень яркого солнечного дня.

участки ДД, которые фотоаппарат НЕ видит

Снимать ТОЛЬКО в RAW формате.

Что это даёт в RAW? RAW файлы можно вытягивать как в светах, так и в тенях в пост обработке на компьютере, с каждой стороны примерно по 1-2(EV). В итоге, после обработки на компьютере, JPEG будет получаться 9-12(EV), что очень не плохо. Если же Вы будете делать снимки на Среднеформатные фотоаппараты, то будете сразу получать 12 стопов динамический диапазон, но мы тут говорим об обычных RAW, снятых на обычные зеркалки.

И тут произодитель пошёл дальше, стали делать аппараты, в которых можно расширять Динамический диапазон, и назвали это дело HDR. Это дало то, что теперь техника снимает ТРИ JPEG ФАЙЛА, но автоматически один снимок делает темнее на 3 стопа (-3EV), один нормальный (0EV), и третий на три стопа делает светлее (+3EV). А затем объединяет их в один файл. Что получается? Мы имеем 3+6+3 = 12 стопов в итоге, то есть, на простом недорогом аппарате мы можем сфотографировать снимок 12(EV), как-будто мы сделали снимок на дорогущем Среднеформатном фотоаппарате.

Понятно, что это подойдёт только для статичных сцен, для движущихся мы будем иметь тот диапазон, что может выдать матрица вашего фотоаппарата. Ниже показаны три снимка, а потом их объединение в один.

На выходе получим ТРИ суммированных снимка, сведённых в один JPEG, тем самым расширим динамический диапазон (HDR) до 12 стопов.

А затем фотоаппарат выдаст JPEG уже с 6 стопами, но в которые он уже впихнёт те 12 стопов.

Как видим, технология HDR позволяет выводить JPEG снимок с динамическим диапазоном 12(EV) (это ли не фантастика), и то, что ранее никак фотоаппарат не мог запечатлеть, теперь может.

Некоторые камеры умеют выводить в HDR не только JPEG, но и RAW файлы, в итоге ещё 3-4 стопа можно потом добавить в окончательно обработанный файл.

Однако, как видим, всё-равно остаются участки, которые не охватывает HDR, тут уже потребуется ручной Брекетинг, то есть не три, а пять, семь снимков с разными (EV), потом сведённые вместе, для получения полного Динамического диапазона.

Таким образом, полученный, самый обычный JPEG из шести стопов, но собранный вручную на компьютере из семи фотографий с разными (EV), будет охватывать в данном случае 20(EV), то есть динамический диапазон даже выше, чем у человеческого зрения.

Источник

Что такое HDR? Все, что вы хотели знать о динамическом диапазоне

Так что же такое HDR в фотографии? Коротко говоря, HDR технологии позволяют делать снимки высокой контрастности и при этом сохранить все важные детали в тенях и светлых областях изображения. Высокий динамический диапазон может привести к появлению погрешностей и некоторых неточностей. В этой статье мы постараемся ответить на все вопросы о HDR изображениях, которые могли бы возникнуть у вас.

Что такое означает HDR?

Чтобы понять, что это такое и понять как это использовать, в первую очередь необходимо понять, что из себя представляет динамический диапазон.

Динамический диапазон

Динамический диапазон, который вы можете зафиксировать с помощью камеры, значительно выше, чем тот, что может быть отображен на вашем мониторе.

Почему это так важно?

Некоторые сцены могут быть слишком контрастными, из-за определенного типа освещения. Именно поэтому, специалисты советуют избегать съемок в полдень при ярком солнечном свете, так как камеры не справляются с полным диапазоном света. При низкой освещенности, могут возникнуть другие проблемы – изображение будет слишком тусклым, не контрастным. В результате на фотографии будут мягкие тени, но сам кадр будет немного невзрачным.

Изображение при средних тонах

Существуют ли способы избежать этого?

При цифровой съемке эти проблемы решать гораздо проще, так как результат съемки виден на дисплее моментально. В зависимости от получившегося кадра, вы можете изменить настройки камеры, или сменить ракурс. Мы также можем использовать вспышку, чтобы уменьшить контраст в солнечный день и использовать специальный фильтр, чтобы сбалансировать разницу яркости между небом и ландшафтом.

Более того, существуют приемы обработки, которые можно использовать в Photoshop, особенно, если съемка происходила в режиме RAW, что позволяет получать снимки, с максимальной детализацией в самых темных и самых светлых областях кадра.

Как же работает HDR?

HDR позволяет использовать больший диапазон яркости в изображении, причем диапазон может быть гораздо больший, чем в обычном изображении. True Image HDR создается из нескольких снимков одного и того же сюжета, сделанные с немного разной экспозицией.

Каждая экспозиция захватывает часть тонального диапазона. Затем они объединяются в одно изображение, с помощью специального программного обеспечения.

Что имеется в виду?

Они, как правило, хранятся в виде 32-разрядных файлов, которые позволяют передать до 4300000 оттенков каждого цветового канала. Для сравнения, стандартный файл JPEG позволяет передать 256 (8 бит) оттенков на каждый канал, и RAW файл передает от 4000 (12-бит) до 16000 (16-бит) оттенков на каждый канал.

Итак, что же делать с этим очень большим файлом?

Следующим этапом для большинства изображений HDR является тональное отображением. При этом программа использует 32-разрядное HDR изображение, чтобы создать изображение с контрастным диапазоном, который может быть передан при печати или на мониторе.

Каждое тональное значение будет пересчитано при другом масштабе. В итоге создается новое изображение, в котором вы можете видеть все детали и в ярких бликах, и в самых темных областях теней. В этом и состоит вся важность тонального отображения, которое вы можете получить от HDR.

Как творчески использовать HDR?

Многие энтузиасты используют не только HDR в сочетании с программным обеспечением, они пошли дальше. Они ставят перед собой задачу не создать реалистичный образ, они стремятся создать оригинальный художественный образ, который уже не выглядит реалистично. Полученный эффект аналогичен тому, который используется в гиперреалистичном стиле в живописи. Кому-то это нравится, а кому-то нет.

Изображение при наиболее яркой экспозиции

Какое программное обеспечение необходимо?

Обычно в HDR программах есть целый ряд ползунков, которые помогут вам контролировать тон, и дадут возможность делать эффект таким, как вам нравится.

Как снимать с HDR?

По существу, процесс такой же как и при брекетинге. Количество снимков, которые вам потребуются, во многом зависит от фактического тонального диапазона сцены, которую вы снимаете. Чем больше контраст, тем больше кадров вам следует сделать.

Обычно делается три фотографии, но в зависимости от съемочной ситуации, вам может потребоваться сделать целых девять снимков, каждый из которых на одну-две остановки отличается от предыдущего. Некоторые зеркальные камеры обладают AEB (автоматическим брекетингом экспозиции), который позволит вам сделать это без дополнительных трудностей.

Изображение при наиболее темной экспозиции

Какие другие настройки я должен использовать?

Последовательность в ваших кадрах должна быть максимально близкой по содержанию друг к другу, на столько, насколько это возможно (хотя, очевидно, яркость будет меняться). Любые изменения, вызванные движением, могут создать ореол, с которым затем придется справляться вашему программному обеспечению.

Выберите ручную фокусировку, используйте штатив и установите режим приоритета диафрагмы (так глубина резкости остается постоянной). Установите камеру в режим непрерывной съемки.

Есть ли более простой способ?

Создание HDR изображений требует от фотографа некоторых усилий и во время съемки, и в процессе обработки, но она относительно проста. Однако, есть и более простые способы.

Ряд программ предлагают ложные эффекты HDR, который может создать реалистичный HDR снимок с помощью только одного кадра. Кроме того, ряд зеркальных и компактных фотоаппаратов оснащены встроенным режимом автоматического HDR. В этом режиме камера сделает несколько последовательных изображений и объединит их, причем весь процесс будет происходить в самой фотокамере.

Источник

Сразу хочу заметить, что возможности фотоаппарата значительно уступают возможностям человеческого зрения.

Цифровой фотоаппарат «видит» совсем не то, что выдит человек.
Современный цифровой фотоаппарат способен воспринимать
очень узкий диапазон светов и цветов реального мира.

А насколько вообще объективны и важны подобные тесты и сравнения? Полагаю, что во времена рыночной экономики с её жесткой конкуренцией в одной ценовой категории динамический диапазон матриц цифровых фотоаппаратов от разных производителей очень похожи, впрочем как и другие параметры.

Взгляните хотя бы на эти фотографии, абсолютно не претендующие на роль шедевра, но сделанные в одно и тоже время, одним и одним и тем же фотоаппаратом с применением эксповилки, чтобы проиллюстрировать недостаточность ДД при съёмке самого обычного сюжета:

Яркость объектов в кадре на обоих фотографиях не уместилась в ДД матрицы фотоаппарата

Как расширить динамический диапазон

Но выход всё же есть: нам поможет. компьютер. Это ещё один камень в сторону противников компьютерной обработки фотографии. Отлично, если ваш фотоаппарат может снимать в RAW формате. Из одного RAW файла можно получить несколько JPEG файлов, каждый из которых будет отвечать за свой участок изображения. Склеить такие файлы в одну HDR фотографию не составит большого труда.

Источник