HDR Personalizado en Adobe Photoshop

La compresión del rango dinámico de la escena para adecuarlo al de la cámara se puede conseguir mediante diferentes sistemas. El mercado ofrece un buen número de programas que permiten la fusión de varios fotogramas con diferentes niveles de exposición en una única imagen. También Adobe Photoshop (PS) incorpora una herramienta, Merge to HDR Pro, con la misma finalidad y la particularidad que puede hacerlo a partir de los archivos originales en formato raw.

A pesar de ello, unos y otros incorporan herramientas y ajustes diversos cuyo nombre y finalidad no siempre facilita la comprensión del efecto que producen en la imagen resultante. Por otra parte, los distintos niveles de Tone Mapping de algunos de estos programas derivan en imágenes con un aspecto que las califica como de estilo HDR. Estos mappings del tono suelen incorporar además filtros de mejora de la nitidez de borde, aumento del contraste local y cambios en la saturación del color, lo que a menudo resulta en una imagen difícil de procesar posteriormente sin la aparición de artefactos no deseados.

Si lo que se desea es simplemente la fusión de varios fotogramas con diferentes niveles de exposición en una sola imagen susceptible de ser procesada en la dirección que se crea más conveniente y sin otro contenido que los tonos procedentes de los distintos niveles de exposición, la solución es relativamente simple utilizando la capacidad de fusionar capas que permite un programa como Adobe Photoshop.

En el caso del ejemplo, se utilizará una imagen tomada con una Nikon D610 equipada con un objetivo de 55mm de longitud focal. La escena incorpora unos abedules de tronco muy claro sobre un fondo de bosque relativamente oscuro y nieve de primavera en la parte baja del encuadre. La luz lateral provoca un contraste de imagen algo excesivo para el rango dinámico de la cámara. La exposición con medición matricial da como resultado una nieve en el límite de la textura y unas sombras en el bosque sin textura. Aunque en sentido estricto, no hay pixeles saturados a valor de gris 255 ni pixeles de valor de gris 0, la edición posterior de la imagen resulta comprometida.

Para contrarrestar el problema, se toman tres fotogramas consecutivos mediante la herramienta de bracketing disponible en la cámara con la intención de fusionar una imagen en la que se mezclen los valores tonales de sombras, tonos medios y altas luces con textura plena. Con el Modo de Exposición en Prioridad a la Abertura y Medición Matricial, se ajusta el diafragma en función de la profundidad de campo necesaria y se sobre y subexpone un valor EV por encima y por debajo de la combinación de exposición sugerida por la medición matricial.

El escalado de bracketing se decide en función del rango dinámico de la escena medido con la función puntual del exposímetro de la cámara y del rango dinámico de la misma determinado previamente mediante la función de conversión opto-electrónica (OECF por sus iniciales en inglés). En el caso del ejemplo ya se ha comentado que el rango dinámico de la escena excede el de la cámara sólo por lo que respecta a la posibilidad de disponer de textura plena en sombras y altas luces. El histograma de la toma con la exposición de base no llega a los extremos de la gama tonal disponible (Fig., 1). Como ya se ha comentado, en el caso del ejemplo un bracketing de ±1EV asegura buena información de textura tanto en las sombras como en las luces.

En la Fig., 1 se muestran los tres archivos abiertos en el plug in Adobe Camera Raw (ACR) de PS. El procesado de los tres archivos se realiza tomando como referencia el fotograma correspondiente a la toma básica derivada de la medición matricial. El archivo se procesa mediante un perfil previamente preparado y guardado con los siguientes ajustes:

• Ajustes de exposición, tono y contraste a cero (0).
• Mapa de transición de luminancia lineal.
• Ninguna aplicación de mejora de nitidez de bordes.
• Ninguna aplicación de filtro de reducción de ruido.
• Corrección de aberración cromática lateral o transversal (TCA) desactivada.
• Corrección de aberración de distorsión desactivada.

El objetivo utilizado se ha caracterizado previamente respecto de la presencia de TCA y distorsión y se ha comprobado que está libre de ambas. En el caso de que la caracterización muestre presencia de estas aberraciones, se ajustarían las herramientas disponibles en ACR para corregirlas en la medida de lo posible.

En este caso concreto, se han desplazado los cursores de Shadows y Black hasta el 50% de la escala disponible para evitar que algunos pixeles de la imagen tomen el valor de gris 0. Para ello se activa el triángulo superior izquierdo de la ventana del histograma y se desplazan los mencionados cursores hasta que ningún pixel de la imagen aparece marcado en azul. Una vez procesado este archivo de la exposición básica, se seleccionan los tres archivos mediante el botón disponible en el extremo superior izquierdo de la interfaz de usuario de ACR y se sincronizan los ajustes mediante el botón inmediatamente inferior.

Para proceder a la fusión de la información contenida en los tres archivos raw procesados de la forma descrita anteriormente, éstos deben disponerse como capas en un archivo con formato de Adobe Photoshop (.psd). Si se utiliza el programa Adobe Bridge para navegar hasta el directorio donde se encuentran los tres archivos y se seleccionan simultáneamente los mismos, se puede utilizar el comando Tools>Photoshop>Load Files into Photoshop Layers… (ver Fig. 2).

Para facilitar el trabajo de fusión, la disposición de las capas en PS debe ser, de abajo a arriba:

• Capa con la imagen obtenida mediante la exposición sugerida por la medición matricial. De esta capa se mantendrá la información de los pixeles correspondientes a los medios tonos.
• Capa con la imagen subexpuesta. De esta capa se aprovechará la información de las altas luces.
• Capa con la imagen sobreexpuesta. De ella se extraerá la información de las sombras.

A continuación se duplicará dos veces la capa correspondiente a la imagen con la exposición de base. A cada una de ellas por separado, se les aplicará el comando Image>Adjustments>Threshold… Al hacerlo, la capa correspondiente aparecerá binarizada por defecto a partir del valor de gris 128. La herramienta muestra una ventana con el histograma de luminosidad de la imagen y el cursor que determina el umbral de segmentación en el referido valor de gris 128. A una de las capas se le ajustará el umbral en el valor de gris 85 y a la otra en el 170. Nótese que los valores de gris 85 y 170 dividen en tres regiones equitativas a la gama de 8bit, de valor de gris 0 a valor de gris 255. Si el bracketing de cámara fuese de cinco exposiciones, dividiríamos la escala tonal en cinco regiones.

Con la herramienta de selección Magic Wand y el ajuste Contiguous desactivado, se seleccionará la zona negra de la capa ajustada con un umbral en el valor de gris 85. Con esta selección activa, se seleccionará la capa correspondiente a la sobreexposición y se creará en ella una Layer Mask mediante el botón de la parte inferior de la Layers Palette. De este modo, PS generará la Layer Mask manteniendo en valor de gris 255 (blanco) la región correspondiente a la selección. A continuación se seleccionará con Magic Wand la zona de pixeles blancos de la capa con el umbral en el valor de gris 170 y con esta selección activa se creará una Layer Mask en la capa correspondiente a la subexposición, creándose así la reserva automática de las altas luces para esta capa. El conjunto de capas y máscaras descrito se muestra en la Fig., 3.

La imagen presenta ahora un aspecto plano, sin contraste y con predominancia de los tonos medios. Ello se verá reflejado en el histograma, que muestra una agrupación de columnas en la parte central de la escala tonal (ver la Fig., 4). En la comparativa de dicha Figura, a la izquierda se muestra el histograma de la exposición de base. Éste se extiende prácticamente hasta los dos extremos de la gama tonal.

Ello implica que en la zona de las sombras y en función del tipo de cámara que se emplee, no sólo no hay información de textura sino que puede aparecer algo de ruido. Este ruido, una vez procesada la imagen con las consiguientes modificaciones de contraste local que se consideren necesarias y la aplicación de filtros de mejora de visibilidad de bordes, puede ser perfectamente visible en una copia impresa en alta calidad. Por el contrario, la zona de las altas luces presenta las áreas correspondientes a la nieve con poca o ninguna información de textura.

Aunque es verdad que las sombras podrían aclararse mediante procesado, ello no haría más que evidenciar el ruido presente, lo que impedirá recuperar información de textura. En el caso de las altas luces, el procesado podrá convertir el valor de gris de los pixeles en el nivel que se desee, pero en ningún caso les conferirá la diversidad de valores propia de la textura. Por el contrario, los histogramas del centro y derecha de la misma Fig., 4 muestran como al mezclar las diferentes regiones de sombras, tonos medios y altas luces procedentes de las imágenes tomadas con el bracketing de exposición, se consigue un histograma centrado en los tonos medios. Esta nueva imagen se puede procesar en la dirección que se desee sin que aparezca ruido en las sombras ni se pierda información de textura en las altas luces.

De todos modos, una observación al 100% de ampliación en PS muestra artefactos en las fronteras de selección de las tres regiones en que se ha dividido la gama tonal. Para evitar este inconveniente, sólo debe aplicarse un ligero desenfoque a las dos máscaras de capa responsables de la fusión de las tres imágenes. En la Fig., 5 se muestra la comparación entre la imagen fusionada y el resultado de aplicar un desenfoque de diez unidades en la herramienta Feathers de la Properties Palette (Fig., 6) una vez se tiene activa la máscara de capa. La cantidad de desenfoque a aplicar dependerá del tipo de imagen y del número de pixeles de la misma. Aunque PS no informa sobre el filtrado aplicado ni del significado de las unidades del cursor de ajuste, la herramienta parece tratarse de un filtro pasa baja del tipo Gaussian Blur y las unidades del ajuste relacionadas con la Desviación Estándar de la distribución de Gauss.

Finalmente y a partir de la imagen fusionada, sólo queda procesarla ajustando el contraste y el color con los métodos habituales y en la dirección que se considere conveniente. En la Fig., 7 se muestra una versión editada en este sentido. En ella, una vez ampliada al 100%, se puede observar la riqueza tonal de la imagen, desde los brillos especulares de los cristales de la nieve  hasta las sombras con textura plena en el tronco.

El método permite también grabar toda la secuencia de operaciones en PS en una Acción que una vez guardada, estará disponible para ser utilizada cada vez que se deba proceder a una fusión de imágenes de este tipo. Si la grabación de la Acción prevé la conservación de todas las capas generadas, no será ningún inconveniente ajustar de forma personalizada el desenfoque que se aplique a cada máscara de capa.

El sistema no pretende entrar en competencia con las herramientas específicas disponibles tanto en PS como en otros programas, pero sí confiere un alto grado de control sobre el tipo de información que se aproveche de cada fotograma y permite disponer de una imagen fusionada menos proclive a la aparición de artefactos durante el procesado posterior. En cualquier caso, es un buen recurso para aquellos casos en los que las herramientas específicas no proporcionen el resultado esperado.