Gamma dinamica: HDR e Tone Mapping
16.06.06, 21:49
Messaggio 1 di 10
Visto l'interesse che ultimamente si è manifestato intorno al Tone Mapping, cerco di fare il punto sulla questione augurandomi di aiutare a capire il metodo.
La fotocamera, sia che registri immagini su sensore o su pellicola, ha una scarsa gamma dinamica che, in buona sostanza, significa che la macchina non è in grado di registrare gamme tonali e livelli di luminosità così come li percepisce l’occhio umano. Soprattutto in presenza di forti contrasti ci troveremo contemporaneamente con parti del fotogramma drammaticamente sottoesposte e altre eccessivamente illuminate, se non addirittura sovraesposte. I metodi abitualmente adottati per risolvere questo problema sono normalmente due: effettuare in fase di scatto una lettura esposimetrica media che, però, produce immagini comunque sbilanciate nei toni e nella luminosità, oppure intervenire con un programma di fotoritocco con molta pazienza agendo selettivamente sulle varie aree della foto per aumentare o diminuire luminosità e contrasto. Chi usa Photoshop sà quanto sia difficile ottenere un risultato naturale e sà anche quanto tempo serve per operare in modo chirurgico.
Fortunatamente esiste una terza possibilità che semplifica e ottimizza il lavoro di bilanciamento. Le immagini HDR (High Dynamic Range) sono potenzialmente in grado di riprodurre una estesa gamma dinamica.
La gamma dinamica
In fotografia e nella formazione delle immagini, la gamma dinamica rappresenta il rapporto di due valori di luminosità espressi in candele per metro quadro.
La gamma di luminosità che la visione umana può vantare è abbastanza vasta. Per rendere l'idea consideriamo che la luminosità di una notte stellata è intorno 0.001 cd/m2, quello di una scena in pieno giorno è intorno 100.000 cd/m2, che è cento volte di milioni più alta. La luminosità del sole in se è circa 1.000.000.000 cd/m2. Purtroppo nè un sensore digitale nè una pellicola ai sali d’argento possono restituirci un’immagine che sia in grado di compensare i diversi valori di luminosità di una scena molto contrastata.
Per riprodurre immagini così ricche dal punto di vista tonale si utilizza il metodo HDR che assembla scatti multipli della stessa scena, dalla sottoesposizione alla sovraesposizione. Questo insieme di due o più immagini esposte a uno o due stop di differenza, contengono tutti i livelli di luminosità presenti nella scena orginale, dal nero più profondo al bianco purissimo attraverso miglialia di toni intermedi. HDR trae le informazioni quindi da diverse situazioni di scatto e le trasforma in un’unica fotografia perfettamente equilibrata.
Quale software?
A mia conoscenza sono due le possibili soluzioni tecniche:
- Un plugin di Photoshop CS2: Merge to HDR
- PhotomatixPro che è un’applicazione a sè e non richiede di avere installato Photoshop CS2. Io ho optato per questo programma e devo riconoscerne il perfetto funzionamento che, unito ad un costo ragionevole (circa 80 euro) ne fà uno strumento indispensabile per ogni fotografo digitale.
Come fare
Ecco uno schema del procedimento da seguire. Ricordo comunque che tutti i passaggi sono personalizzabili e dipendono dall’estro e dalla sensibilità dei singoli fotografi.
- Innanzitutto ricordiamoci sempre che l’HDR deve essere applicato a scene con grandi differenze di luminosità, infatti non è un effetto ma un metodo.
- Scattiamo almeno 3 foto dello stesso soggetto: una sottoesposta, una esposta correttamente e infine una sovraesposta. E’ indispensabile che le tre foto siano identiche nell’inquadratura, quindi è d’obbligo il cavalletto. Una soluzione più pratica può essere quella di scattare in formato RAW ed estrarre direttamente da un unico file le tre foto con le diverse esposizioni. Per situazioni particolarmente difficili o per risultati di maggior precisione possiamo aumentare il numero di esposizioni (4, 6, 8 o anche di più). Quello che a noi interessa è avere perfettamente esposti tutti gli elementi dell’immagine.
- A questo punto apriamo il nostro Photomatix e diamo il comando: genera hdr. Il programma elaborerà tutte le informazioni producento un’immagine perfettamente equilibrata nella luminosità e nei toni in tutto il fotogramma.
- Per concludere clicchiamo sul comando Tone Mapping per la personalizzazione dell’elaborazioone. I controlli disponibili sono: luminosità, saturazione del colore, istogramma con la gamma di bianchi e neri, smoothing (rendere più morbida l’immagine), microcontrasto e strenght.
- Quando abbiamo ottenuto il risultato desiderato (visibile tramite una grande anteprima che arriva fino 1024 pixel). Salviamo a 8 o 16 bit nel formato che più ci aggrada.
Tone Mapping
E’ il processo di conversione dei valori tonali di un’immagine da un’alta gamma (HDR) ad una più più bassa. Per esempio, un’immagine HDR con una gamma dinamica di 100,000:1 sarà convertita in immagine con un rapporto di appena 1 - 255. Ci si chiederà perchè ridurre la gamma tonale quando un’immagine HDR fornisce tanti benefici confrontati ad un’immagine a bassa gamma dinamica. Il motivo è semplice: i monitor standard possono riprodurre soltanto una gamma circa di 100:1 e persino di meno. Da qui la necessità di riprodurre delle immagini che hanno (in apparenza) una più alta gamma dinamica per essere perfettamente riproducibili a video. Chiamiamola pure simulazione.
La fotocamera, sia che registri immagini su sensore o su pellicola, ha una scarsa gamma dinamica che, in buona sostanza, significa che la macchina non è in grado di registrare gamme tonali e livelli di luminosità così come li percepisce l’occhio umano. Soprattutto in presenza di forti contrasti ci troveremo contemporaneamente con parti del fotogramma drammaticamente sottoesposte e altre eccessivamente illuminate, se non addirittura sovraesposte. I metodi abitualmente adottati per risolvere questo problema sono normalmente due: effettuare in fase di scatto una lettura esposimetrica media che, però, produce immagini comunque sbilanciate nei toni e nella luminosità, oppure intervenire con un programma di fotoritocco con molta pazienza agendo selettivamente sulle varie aree della foto per aumentare o diminuire luminosità e contrasto. Chi usa Photoshop sà quanto sia difficile ottenere un risultato naturale e sà anche quanto tempo serve per operare in modo chirurgico.
Fortunatamente esiste una terza possibilità che semplifica e ottimizza il lavoro di bilanciamento. Le immagini HDR (High Dynamic Range) sono potenzialmente in grado di riprodurre una estesa gamma dinamica.
La gamma dinamica
In fotografia e nella formazione delle immagini, la gamma dinamica rappresenta il rapporto di due valori di luminosità espressi in candele per metro quadro.
La gamma di luminosità che la visione umana può vantare è abbastanza vasta. Per rendere l'idea consideriamo che la luminosità di una notte stellata è intorno 0.001 cd/m2, quello di una scena in pieno giorno è intorno 100.000 cd/m2, che è cento volte di milioni più alta. La luminosità del sole in se è circa 1.000.000.000 cd/m2. Purtroppo nè un sensore digitale nè una pellicola ai sali d’argento possono restituirci un’immagine che sia in grado di compensare i diversi valori di luminosità di una scena molto contrastata.
Per riprodurre immagini così ricche dal punto di vista tonale si utilizza il metodo HDR che assembla scatti multipli della stessa scena, dalla sottoesposizione alla sovraesposizione. Questo insieme di due o più immagini esposte a uno o due stop di differenza, contengono tutti i livelli di luminosità presenti nella scena orginale, dal nero più profondo al bianco purissimo attraverso miglialia di toni intermedi. HDR trae le informazioni quindi da diverse situazioni di scatto e le trasforma in un’unica fotografia perfettamente equilibrata.
Quale software?
A mia conoscenza sono due le possibili soluzioni tecniche:
- Un plugin di Photoshop CS2: Merge to HDR
- PhotomatixPro che è un’applicazione a sè e non richiede di avere installato Photoshop CS2. Io ho optato per questo programma e devo riconoscerne il perfetto funzionamento che, unito ad un costo ragionevole (circa 80 euro) ne fà uno strumento indispensabile per ogni fotografo digitale.
Come fare
Ecco uno schema del procedimento da seguire. Ricordo comunque che tutti i passaggi sono personalizzabili e dipendono dall’estro e dalla sensibilità dei singoli fotografi.
- Innanzitutto ricordiamoci sempre che l’HDR deve essere applicato a scene con grandi differenze di luminosità, infatti non è un effetto ma un metodo.
- Scattiamo almeno 3 foto dello stesso soggetto: una sottoesposta, una esposta correttamente e infine una sovraesposta. E’ indispensabile che le tre foto siano identiche nell’inquadratura, quindi è d’obbligo il cavalletto. Una soluzione più pratica può essere quella di scattare in formato RAW ed estrarre direttamente da un unico file le tre foto con le diverse esposizioni. Per situazioni particolarmente difficili o per risultati di maggior precisione possiamo aumentare il numero di esposizioni (4, 6, 8 o anche di più). Quello che a noi interessa è avere perfettamente esposti tutti gli elementi dell’immagine.
- A questo punto apriamo il nostro Photomatix e diamo il comando: genera hdr. Il programma elaborerà tutte le informazioni producento un’immagine perfettamente equilibrata nella luminosità e nei toni in tutto il fotogramma.
- Per concludere clicchiamo sul comando Tone Mapping per la personalizzazione dell’elaborazioone. I controlli disponibili sono: luminosità, saturazione del colore, istogramma con la gamma di bianchi e neri, smoothing (rendere più morbida l’immagine), microcontrasto e strenght.
- Quando abbiamo ottenuto il risultato desiderato (visibile tramite una grande anteprima che arriva fino 1024 pixel). Salviamo a 8 o 16 bit nel formato che più ci aggrada.
Tone Mapping
E’ il processo di conversione dei valori tonali di un’immagine da un’alta gamma (HDR) ad una più più bassa. Per esempio, un’immagine HDR con una gamma dinamica di 100,000:1 sarà convertita in immagine con un rapporto di appena 1 - 255. Ci si chiederà perchè ridurre la gamma tonale quando un’immagine HDR fornisce tanti benefici confrontati ad un’immagine a bassa gamma dinamica. Il motivo è semplice: i monitor standard possono riprodurre soltanto una gamma circa di 100:1 e persino di meno. Da qui la necessità di riprodurre delle immagini che hanno (in apparenza) una più alta gamma dinamica per essere perfettamente riproducibili a video. Chiamiamola pure simulazione.
Più chiari di così.....
grazie Daniele, preziosissimo chiarimento .-)) mi interessa molto HDRI, specie per quei paesaggi con grandissimo rapporto di luminanza...vedro di comprarlo..!!!
Sono perfettamente d'accordo con te.Anche io un photomatix pro che genera delle immagini molto ben mappate nei dettagli.PS è molto più macchinoso.
La cattedra di TM ha adesso il suo titolare....
Daniele sei grande :o))
Daniele sei grande :o))
25.06.06, 21:56
Messaggio 6 di 10
Dopo aver approfondito l'argomento, mi devo correggere (purtroppo ) su un punto: un singolo file RAW non è adeguato ad ottenere un HDR soddisfacente. Di fatto anche modificando la luminosità raw e salvando a diverse esposizioni, i dati exif indicano che diaframma e tempo di scatto sono gli stessi. In effetti era prevedibile: un solo scatto, anche se raw, deve comunque fare i conti con i limiti di gamma del sensore. Quindi uno scatto è e uno scatto rimane ai fini della gamma dinamica.
Quindi per ottenere la gamma dinamica estesa è necessario effettuare più scatti a diverse esposizioni (raw, jpg o tiff è indifferente). Ma qui si pone un'altro problema: l'allineamento. Anche se usiamo un buon cavalletto basta un filo di vento per far muovere le foglie di un albero, il movimento del'acqua di un ruscello. In pratica dovremmo riprendere solo ciò che è immobile. il plugin di Photoshop non può risolvere il problema che, al contrario, è ben controllabile con Photomatix che ha una funzione accuratissima di allinemento automatico.
Risolto il problema dell'allineamento, ci si aprono grandi prospettive di lavoro. Proprio questa mattina ho sperimentato il metodo dell'esposione multipla (tre scatti con differenze di +/- 2 stop) con l'esposizione automatica a forcella lavorando in jpeg. I risultati sono strabilianti. Ovviamente, se la vostra reflex ve lo permette, impostiamo lo scatto in sequenza per non variare eccessivamente l'inquadratura.
I risultati del test su raw e scatti multipli li trovate in questo samples:
http://www.fotografiamo.org/wp/?p=132
http://www.fotografiamo.org/wp/?p=147
That's all folk
Messaggio Modificato (26-06-06 10:21)
Quindi per ottenere la gamma dinamica estesa è necessario effettuare più scatti a diverse esposizioni (raw, jpg o tiff è indifferente). Ma qui si pone un'altro problema: l'allineamento. Anche se usiamo un buon cavalletto basta un filo di vento per far muovere le foglie di un albero, il movimento del'acqua di un ruscello. In pratica dovremmo riprendere solo ciò che è immobile. il plugin di Photoshop non può risolvere il problema che, al contrario, è ben controllabile con Photomatix che ha una funzione accuratissima di allinemento automatico.
Risolto il problema dell'allineamento, ci si aprono grandi prospettive di lavoro. Proprio questa mattina ho sperimentato il metodo dell'esposione multipla (tre scatti con differenze di +/- 2 stop) con l'esposizione automatica a forcella lavorando in jpeg. I risultati sono strabilianti. Ovviamente, se la vostra reflex ve lo permette, impostiamo lo scatto in sequenza per non variare eccessivamente l'inquadratura.
I risultati del test su raw e scatti multipli li trovate in questo samples:
http://www.fotografiamo.org/wp/?p=132
http://www.fotografiamo.org/wp/?p=147
That's all folk
Messaggio Modificato (26-06-06 10:21)
Concordo pienamente con questo ultimo intervento di daniele.
Specialmente nei paesaggi addirittura facendo 5-6 scatti si ottengono risultati straodrinariamente belli e naturali.
Ciao
Specialmente nei paesaggi addirittura facendo 5-6 scatti si ottengono risultati straodrinariamente belli e naturali.
Ciao
Ciao a tutti.Io personalmente rimango un po' freddo sugli effetti del tone mapping,se l'utilizzatore calca un po' la mano il risultato e' quasi da sala operatoria:asettico.
Sembrano un po' quei lavori fatti ad aerografo con tecnica sublime ma troppo iperrealista,troppo spinta nel dettaglio.
ma a parte questa considerazione personale di cui non vi freghera' niente vi chiedo un favore:
qualcuno mi puo mandare una foto(o parte) trattata con tm,che la voglio analizzare da vicino(chiaramente poco compressa ,mi raccomando)
ciao.
Sembrano un po' quei lavori fatti ad aerografo con tecnica sublime ma troppo iperrealista,troppo spinta nel dettaglio.
ma a parte questa considerazione personale di cui non vi freghera' niente vi chiedo un favore:
qualcuno mi puo mandare una foto(o parte) trattata con tm,che la voglio analizzare da vicino(chiaramente poco compressa ,mi raccomando)
ciao.
interesato come sono alla tecnica, tuttavia ultimamente mi sembra di essermi lasciato andare abbasyanza sulla strada del postwork...allora sto invenstendo un po di euro in una serie di filtri digradanti neutri e colorati...mi sta tornando la voglia di fare sempre di piu "prima"...:-))
Ragazzi io sto cominciando ad apprezzare i piaceri del formato RAW:
Molto utile per lavorare in postwork senza perdere qualità!
Principalmente faccio qualche ritocco solo alla saturazione e al bilanciamento del bianco!
Sono uno a cui l'elaborazine successiva allo scatto non piace molto...
...lavorare in RAW però, secondo il mio modesto parere è molto più vicino alla camera oscura, il Jpeg non ha assolutamente la stessa resa (il perchè non lo so ma è cosi!).
attualmente uso il programma incluso con la fotocamera: Digital Photo Professional... semplice ma efficace!
Tone Mapping?
lo proverò, per alcune foto sarà sicuramente di grande aiuto!
Marino, sono sicuro che lavorare con filtri ed obiettivi particolari e dedicati fa si che la resa sia molto superiore in determinate situazioni e per determinate foto!
Ciao a tutti!
Molto utile per lavorare in postwork senza perdere qualità!
Principalmente faccio qualche ritocco solo alla saturazione e al bilanciamento del bianco!
Sono uno a cui l'elaborazine successiva allo scatto non piace molto...
...lavorare in RAW però, secondo il mio modesto parere è molto più vicino alla camera oscura, il Jpeg non ha assolutamente la stessa resa (il perchè non lo so ma è cosi!).
attualmente uso il programma incluso con la fotocamera: Digital Photo Professional... semplice ma efficace!
Tone Mapping?
lo proverò, per alcune foto sarà sicuramente di grande aiuto!
Marino, sono sicuro che lavorare con filtri ed obiettivi particolari e dedicati fa si che la resa sia molto superiore in determinate situazioni e per determinate foto!
Ciao a tutti!