Как да получим HDRI със сапунерка

Александър Хаджигеоргиев - indy

Термини
HDRI – high dynamic range image – изображение с висок динамичен диапазон
LDRI – low dynamic range image - изображение с нисък динамичен диапазон /обикновена цифрова снимка/

КАКВО Е HDRI
И така: снимаме пейзаж в слънчев летен ден по обяд с евтината си дигиталка. Изгледът не е нищо особено, но облаците са страхотни. Сложили сме всичко на пълен автомат. Според алгоритъма си, апаратчето ще се опита да ни зарадва по следните 3 начина:
1. Нещо средно: небето е доста светло, но все пак облаците се виждат, сенките, макар и тъмни, но нещо може да се различи
2. Предпочитания към възвишеното: небето е добре разработено, но в тъмните части на кадъра не се вижда нищо
3. Предпочитания към потайното: небето е здравата преекспонирано, но в сенките под дърветата можем да различим различни зайчета и буболечки, т.е. подробности.
Виждаме, че за тези пари няма как всичко да е наред – или само светлите обекти ще излязат добре или само тъмните, или нещо средно. Това се случва, заради тесния динамичен диапазон /ДД/ на матрицата.
Ако искаме по широк – ставаме членове на клуба на хилядниците - хора с камери над хиляда лева. Друг начин да си разширим диапазона е да снимаме на лента. За още по-широк – само гледаме и рисуваме.

Проблема с тесния ДД може да се обясни и чрез метафората „дълбочина на цвета” /Bit Depth/. Това са количеството битове използвани за описание на всеки цветови канал. Изобщо не мисля да се задълбочавам.
Само ще кажа, че jpg предлага 8 бита на цвят (за 3-те канала RGB - 8х3 = 24 бита), raw – 12 бита на цвят (12х3), които след „проявяване” се преобразуват на 16, tiff – 16 бита (16х3), a HDR- 32 бита (32х3).

Нека не забравяме две неща:
1. Никой монитор не може да предаде адекватно снимки с 32 битов цвят, поради което HDRI първоначално изглежда доста дивашки, докато не го компресираме до 16 бита с операцията tone mapping във Photomatix или с обикновена конвертация във Фотошоп.
2. Засега стандартно се работи с 16 битов цвят. Фотошоп работи с 16 бита, като в последната версия CS2 има плахи опити за работа с 32 битови файлове.

ПРАВИМ HDRI

Легендата разказва, че техниката HDRI е изобретена от хората на Спилбърг при снимането на Джурасик Парк. Ние ще я използваме за значително по-скромни цели. За нас HDRI е начин за софтуерно надхитряване на сапунерки.
За целта се правят три снимки с различна експозиция: една недоекспонирана /тъмна/, една с оптимална експозиция и една преекспонирана /преосветена/. Това се нарича брекетинг и някои камери го правят автоматично /AEB/. Който няма си наглася експозицията ръчно, /напр. при Канон А75, това става в режим Р/.
Приема се, че тъмната снимка съдържа доста информация за светлите части, а преосветената е изобразила добре тъмните части на кадъра. Сега остава да ги комбинираме и да измъкнем най-доброто от трите в една. Това става поне по два начина: трудно - с Фотошоп и лесно – със специализиран софтуер.
Идеята да се използва Фотошоп за тази цел включва следното: брекетинг серията е от 3 до 12 снимки и се разполага послойно. От всеки слой се взима най-преекспонираната част /с помощта на SelectHighlights, от нея се прави маска за следващия слой, през която се взимат най-светлите части от по-следващия слой, които се залепват върху още по-следващия и т.н./ По-добре да спра дотук.

КАК ДА СНИМАМЕ ПРАВИЛНО ЗА HDRI
Заснимането на брекет-серия има някои особености, които трябва да отчетем:
1. Да няма движещи се обекти в кадъра. Това означава, че веднага отпадат сюжети с коли, хора и т.н. Остават пейзажи, покойници и всякаква друга статика. При вятър – движещите се листа на дърветата не са голям проблем, но движещи се клони развалят кадъра тотално. При макро – мухата се обездвижва чрез предварително охлаждане в хладилника
2. Да снимаме със статив. Въпреки, че Фотоматикса има възможност за автоматично съвпадане на кадрите, нека не разчитаме прекалено на това. Ако снимате без статив, можете да нагласявате снимките ръчно като слоеве във Фотошоп.
3. При некачествен резултат след сливане на трите кадъра /най-често – разфокусиране, поради вятър или други причини/, опитайте да си направите HDRI само от два кадъра- от първия и втория или от втория и третия, обикновено помага.
4. Препоръчва се снимане при минимално iso. Сапунерките генерират доста шум, когато ги мъчиш по несвойствен за тях начин
5. Брой на кадрите, интервал на експозицията. В литературата дават най-различни идеи – 3, 7, 12 и повече кадъра, със стъпка на експозицията ⅓, ⅔ и т.н., или пък 3 кадъра съответно с -1, 0,+1 еv. Лично аз, в процеса на експериментиране установих, че най-добре се чувствам при три кадъра със стъпка -⅔, 0, +⅔ ev.

ОБРАБОТКА НА ПОЛУЧЕНИТЕ СЕРИИ
Използвам:
Photomatix Pro 2.2.1 – за получаване на самият HDRI /излезе
Neat Image 5.2. Pro+ - за да намаля шума на готовия файл
Photoshop CS – за корекции на цвят, яркост и резкост

Photomatix Pro 2.2.1
Фотоматикса предлага три способа за повишаване на ДД:
1. Усредняване /Average/,
2. Комбиниране по оттенък и наситеност /Hue and Saturation– Details/ - 4 вида
3. HDRI с последваща тонална компресия /tone maping/ - най-вълнуващото нещо

Поиграйте си с първите два начина. Ще установите, че ефектът, който получавате при сливане на три кадъра, можете да получите и от един кадър във Фотошопа, след като си поиграете със слоеве и цветокорекция.
След това, преминете към истинския HDRI – там се предлага нещо наистина различно.

Редът е следния:
1. Отворете трите файла, с които ще работите - FileOpen или направо Generate HDRLoad ImagesBrowseOK.
2. Излиза прозорец, в който трябва да активираме опцията „Align LDR images before generating HDR image”. Програмата ще се опита да нагласи максимално прецизно трите кадъра един над друг. Съвета ми е да не разчитате особено на тази опция.
3. Получаваме 32 битов файл, който изглежда доста дивашки. Ако искате да видите реалните цветове на получения кадър, трябва да активирате едно допълнително прозорче от ViewDefault optionsHDRI - сложете чавки в горните две квадратчета.
4. След това: HDRITone Mapping. Излиза прозорец с хистограма и следните опции: Luminosity, Strenght, Color Saturation, White Clip, Black Clip, Smoothing и Microcontrast . Нека тези, които могат да четат хистограми да си поиграят с опциите за да я изтеглят така, че да се използва целия диапазон на яркост. Тези, които не могат, просто да си щракат докато получат желаната красота. Понеже настройките по подразбиране не са добри, всеки би трябвало да си намери своите. Аз предлагам следните:

Luminosity: -7
Strenght: 80%
Color Saturation: 70%
White Clip: 2.470%
Black Clip: 0.090%
Smoothing: medium
Microcontrast: medium

Според мен, естетическата ви цел ще е да намалите доколкото може сюрреалистичния ефект на получената картинка и да нормализирате небето, което обикновено изглежда като след тежък ураган, с невинни жертви.
Накрая съхраняваме файла в джейпег /може и в тиф, но за какъв дявол?/.
Трябва да добавя, че Фотошоп версия CS2 има вграден инструмент за HDRI, който работи по аналогичен начин.
Тук можете да спрете. Тези, които са вдъхновени от резултата, но все още са недоволни, нека продължат.

Neat Image 5.2. Pro+
Нека обезшумим малко получения продукт. С NI се работи най-приятно, когато тя е вградена в самия Фотошоп /в меню Filter/.
1. В менюто Input Image отваряме HDRI файла,получен от Photomatix.
2. В менюто Device Noise Profile избираме Auto profile
3. В менюто Output Image запазваме полученото изображение.
Друг вариант е да си сложите конкретния шумов профил на вашата камера, като си го изтеглите от сайта на програмата. Разбира се, който умее, може да настрои програмата ръчно и да получи много пo-прецизни резултати. В такъв случай, съветват да обърнем повече внимание на цветовия/chrominance/ шум, отколкото на яркостния /luminance/.
Тук и най-упоритите спират. За тези, които обичат да довеждат нещата до абсурд, за да се приближат поне малко до съвършенството, продължаваме с Фотошоп.

Adobe Photoshop CS
С Фотошопа, ще се опитаме да коригираме обичайните три проблема: контраст, яркост и цвят, а накрая ще добавим и рязкост.
1. Отваряме два файла - HDRI-файла и най-светлия от брекет-серията.
Копираме светлия файл в буфера /Ctrl+A, Ctrl+C/ и вмъкваме копието в HDRI-файла /Ctrl+V/. Получаваме го като слой. Сменяме стила на смесване на слоевете на “Difference” и с „Move tool” местим горния слой, докато постигнем пълно съвпадане с долния. Най-често слоевете се нагласят добре и тази операция отпада.
2. Сменяме стила на смесване на слоевете с “Darken”.
По този начин в картината получаваме тъмните части от светлия кадър и светлите части от HDRI кадъра.
3. Коригираме тъмните части.
За горния слой /светлия кадър/ Image Ajustment Levels (Ctrl+L). Местим плъзгача Output Level за черното. В резултат, сенките частично идват от HDRI файла и частично от светлия файл.
4. Коригираме яркостта.
Ако в най-светлия ни файл има прегорели участъци, а в HDRI - твърде тъмни, правим следното. Избираме долния слой /HDRI/ и активираме Levels (Ctrl+L). Местейки плъзгачите /най-вече Output levels за бялото/ се опитваме да постигнем естественост. Не го влачете твърде наляво – губите детайли в осветените части.
5. Коригираме цветовете
Очевидно е, че получения файл е адска комбинация от няколко други, при това смесени по най-различни екзотични алгоритми. Поради това, мисля, че няма особен смисъл да се балансират цветовете по стандартния начин – с криви /Ctrl+M/ и посочване на черна, бяла и сива точка. Един интересен начин за баланс е използването на инструмента Photo Filter /ImageAjustment Photo Filter/. Чрез него симулирате използването на стандартни фотофилтри.
6. Последни възможности за експерименти /примерно с прозрачността на слоевете/, след което ги сливаме.
7. Прилагаме USM. Резкостта можем да коригираме и по следния начин:
• Дублираме основното изображение /Ctri+J/. Това ще ни е корекционния слой
• с Ctrl+Shift+U обезцветяваме.
• Използваме филтър High Pass със радиус 0.5 пиксела /Filter > Other > High Pass/
• Променяме режима на сливане на слоевете от Normal на Overlay, сливаме

Забележка: Това е най-простия според мен начин за ХДРИ. Възможно е да греша. Коригирайте ме.

Приложения

Литература за HDRI
http://www.fcenter.ru/online.shtml?articles/hardware/videos/8515 - на руски
http://www.cambridgeincolour.com/tutorials/high-dynamic-range.htm - статия за HDR – англ.
http://en.wikipedia.org/wiki/High_dynamic_range_imaging - добър текст за HDR във Уикипедията, с много допълнителни линкове – англ.

Колекция от снимки HDRI
http://interestingby.isaias.com.mx/pm.php?id=84745314@N00 – добра колекция от снимки
http://www.flickr.com/groups/hdr/ - снимки на групата HDR на Фликера
http://www.flickr.com/photos/asmundur/ - колекцията снимки на исландеца asmundur – тежък сюр
http://www.pingmag.jp/2006/04/13/10-pictures-of-tokyo-gotham/ - снимки от Токио и форум – англ.
http://arstechnica.com/articles/culture/lostcoast.ars/2 - ръководство по HDR – англ.
http://www.luminous-landscape.com/tutorials/hdr.shtml - Ръководство за HDR с Фотошоп cs2 – англ.

Програми и плъгини за HDRI
1. Photomatix2.2.4 (http://www.hdrsoft.com/download/download20win.php)
На 3.09.06 излезе и по-новата версия - 2.3beta 15
2. I2e image enhancement software (http://www.colour-science.com )
3. Shadow Illuminator (http://www.intrigueplugins.com )
4. Kodak Digital SHO Professional (http://www.asf.com )
5. Shadow Fixer. (http://www.fixerlabs.com )
6. Shadow Control (http://www.chromasoftware.com )
7. PhotoFlair (Retinex algorithm) (http://www.truview.com )
8. HDRshop (http://www.hdrshop.com/)
9. Photogenics.HDR (http://www.idruna.com/photogenicshdr.html)

Още по темата