HDR (high dynamic range)


Les càmeres fotogràfiques, de pel·lícula o de sensor electrònic, tenen una capacitat limitada per captar, en una sola exposició, el rang de luminàncies (rang dinàmic o DR) que es pot trobar en una escena qualsevol, d’interior o d’exteriors. És a dir, per a unes condicions donades, un instrument fotogràfic necessita un mínim de llum per detectar senyal i quan hi ha aquest mínim i l’ajustatge de l’exposició és el correcte, s’estableix un màxim de llum que podrà enregistrar conservant les propietats que defineixen i diferencien a l’objecte fotografiat.

Per exemple, uns núvols blancs reflectits en el capó d’un cotxe poden conservar textura o no; si no en conserven, podem deduir que son núvols però no podem esbrinar de quina mena de núvols es tracta. Al cantó contrari, a les ombres, si la llum que reflecteix l’escorça d’una soca d’arbre cap a la càmera és insuficient per la sensibilitat del sistema i la combinació d’exposició triada, potser podrem identificar la soca pel seu perfil però difícilment podrem dir de quina mena d’arbre es tracta. Haurem perdut la informació de les textures que diferencien l’escorça dels troncs dels arbres.

De fet, a l’anomenat Sistema de Zones promulgat per Ansel Adams amb la finalitat, entre d’altres, d’encertar l’exposició correcte per la pre-visualització experimentada, els límits de la possible informació en una còpia final es definien en funció de l’existència o no d’informació textural. Així, la descripció de les deu zones del sistema fa referència, sovint,  a l’existència o no de textura; sobre tot, a les zones baixes i altes que determinen els límits de les ombres i de les llums, respectivament:

  • 0 – Pure black
  • I – Near black, with slight tonality but no texture
  • IITextured black; the darkest part of the image in which slight detail is recorded
  • III – Average dark materials and low values showing adequate texture
  • IV – Average dark foliage, dark stone, or landscape shadows
  • V – Middle gray: clear north sky; dark skin, average weathered wood
  • VI – Average Caucasian skin; light stone; shadows on snow in sunlit landscapes
  • VII – Very light skin; shadows in snow with acute side lighting
  • VIII – Lightest tone with texture: textured snow
  • IX – Slight tone without texture; glaring snow
  • X – Pure white: light sources and specular reflection

(Extret de: http://en.wikipedia.org/wiki/Zone_System)

El nostre sistema visual també té les seves limitacions de rang dinàmic, encara que amb una complexitat molt superior a la d’una càmera, s’adapta perfectament a rangs de luminància molt amplis. Pensem, per exemple, en que el mateix ull d’un mateix individuu és capaç de veure detall textural en un teixit en la foscor d’una discoteca i apreciar textures a la neu a ple sol. Aquesta capacitat d’adaptació fa que la nostra percepció de l’entorn sigui molt diferent de la que poden captar les càmeres en una sola exposició.

El que col·loquialment anomenem fotografia HDR no és més que la captació de la mateixa escena amb diferents exposicions que permetin, cadascuna d’elles, introduir en la càmera la informació textural tant de les ombres més fosques de l’escena com de les altes llums, els núvols amb sol, la neu o les reflexions especulars dels metalls, per exemple. Per un procediment de processament d’imatge es seleccionen les parts amb informació de cada fotograma i en configura una imatge que conté el conjunt de la informació necessària. Aquesta imatge resultant, és la que s’anomena imatge HDR.

Arribats aquí hi hauria camp per discutir si una imatge que conté tota aquesta informació és una imatge que “recorda” la percepció de l’entorn que teníem en contemplar el paisatge; probablement no. Queda doncs, en mans de cadascú, processar la imatge HDR en la direcció estètica que hom cregui convenient o necessari a l’aplicació en particular. No és el mateix satisfer la percepció visual personal que aconseguir una imatge que mostri determinades característiques d’un material de les que en depengui una decisió industrial o una diagnosi mèdica.

Per altre banda i centrant-nos en la fotografia pictòrica, el major o menor encert dels programes HDR en seleccionar el contingut de la imatge final és discutible i en termes estètics, segurament no ens posaríem fàcilment d’acord sobre el que està bé i el que, per alguns, resulta exagerat. En el meu cas, utilitzo des de fa un cert temps aquesta tècnica no tant sols quan l’escena depassa el rang dinàmic assumible per la càmera, sinó també en imatges que, en principi, no ho necessiten com la que es mostra a la capçalera d’aquest post. Faig sempre un bràqueting de 5 exposicions:

-2EV     -1EV    0     +1EV     +2EV

on l’exposició marcada com “0” és la suggerida per la mesura matricial de l’escena amb l’exposímetre de la càmera.

Una vegada davant de l’ordinador, decideixo si la imatge és una candidata a ser tractada amb HDR o selecciono una de les cinc exposicions per processar-la com ho feia abans d’adoptar aquesta possibilitat. Si decideixo que la imatge ho necessita, aquestes cinc exposicions les processo amb un programa d’HDR i així aconsegueixo una imatge conjunta que no satisfà la meva pre-visualització, però que conté un munt d’informació. És precisament aquest excés d’informació el que fa que la imatge no mostri un contrast adient doncs les ombres de l’escena estan tant plenes d’informació com els tons mitjos i fins i tot, com bona part de les altes llums. En definitiva, s’assembla a la percepció com un ou a una castanya.

És per això que el processament posterior sempre necessita al menys un augment general del contrast o expansió de l’histograma al marge de les manipulacions locals que es requereixin en cada cas. Així les ombres tornen a tenir la densitat que hi volem i les llums brillen en el límit de la textura. Arribats aquí algú pot preguntar-se: perquè tanta feina en aconseguir una imatge que no ens complau i que després hem de processar per tenir-la com la volem? Doncs perquè en fer-ho així, les zones d’ombra de l’escena reben, en algun dels cinc fotogrames del bràqueting, exposició suficient per no desenvolupar soroll. Sobre tot si fem ampliacions grans sobre paper, les àrees d’ombra més o menys extenses deixen veure amb facilitat el soroll de color que no sempre és fàcil d’eliminar.

Cal tenir en compte també que eliminant o minimitzant el soroll per els diversos mètodes, eines i plug in que hi ha disponibles, aconseguim àrees d’ombra més o menys uniformes però no restituïm la informació textural de l’escena que la càmera no ha captat per manca d’exposició. Si “tanquem” cap a fosc una zona d’ombra que tenim amb textura plena en algún dels cinc fotogrames, conservem rastres de textura que fan que la imatge sigui molt més rica en informació als ulls de l’observador. Una cosa assemblant es pot dir del color. Les zones al límit de la sub o la sobre-exposició rarament presenten informació rellevant de color i per això tenen dificultats per mostrar textures. El procediment esmentat no condiciona la possibilitat de fer-ho tant fosc o tant clar com ens sembli, però permet de fer-ho sense perdre informació que, en alguns casos, hom considera essencial pel tipus d’imatge que capta.

One Reply to “HDR (high dynamic range)”

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s