Что такое HDR и как он поможет сделать фотографии красивыми. Что такое HDR, и как работает HDR в камере смартфона

Если вы проводите достаточно времени на фотосайтах, вероятно, заметили много фотографий с нарочитой яркостью изображения. Это HDR-фотография. Давайте разберемся, что означает данный термин.

HDR (High Dynamic Range) представляет собой метод визуализации, который позволяет получить более широкий динамический диапазон воздействия, чем можно было бы при фотографировании обычными доступными способами. HDR обычно используется для ландшафтной фотографии , чтобы большим диапазоном подчеркнуть зрительное воздействие света и тени.

by Helmut R. Kahr

Ни одному человеку не может быть приписано авторство изобретения HDR-фотографии. Это скорее эволюция в фотографии, которая начиналась с зональной системы Анселя Адамса и продолжается, вплоть до современных программ постобработки фотоизображений.

Во времена царствования пленочной фотографии добавляли широту светотеневого диапазона посредством изменения негативов при печати. Затемняли или высветляли необходимые места на изображении, чтобы в итоге получить снимок, хорошо проработанный во всех проблемных участках.

by Ansel Adams. Водопад Невада. Радуга. Йосемитский Национальный парк. Калифорния. 1946 г .

Когда цифровая фотография стала править миром, пользователи очень быстро выяснили, как увеличить динамический диапазон изображения, сняв один и тот же кадр с несколькими экспозициями. Можно любить или даже ненавидеть HDR-фотографию, но то, что она на сегодняшний день уже прочно занимает определенную нишу, сомневаться не приходится.

by Marc Perrella

Характеризуется данный вид фотоизображения «тяжелой» насыщенностью цвета, сильным ореолом по границе контрастных оттенков и общим сюрреалистическим взглядом на изображение. Большинство зрителей, знакомясь в достаточном количестве с HDR-снимками, говорят, что: «Это похоже на живопись!» Можно было бы счесть за комплимент, если бы не добавлялось: "Это не фотография".

Между тем, появляются новые и новые фотографы, которые в своем творчестве часто используют HDR для создания большого эффекта. Как и в любом виде искусства, не стоит злоупотреблять, тогда даже желчная критика о том, что HDR разрушает фотографию, как вид искусства, не будет восприниматься столь серьезно теми, кто только делает свои первые шаги в освоении фототворчества.

by Basile Francesco

Важно знать, что повышенная яркость и экспрессивность изображения не является обязательным условием процесса HDR. Термин HDR применяют ко всем изображениям, в которых . Первоначальная цель HDR-фотографии заключается в необходимости взглянуть на окружающий мир с точки зрения фантастичности изображения, оставаясь в диапазоне баланса между светом и тенью.

by Danny Xeero

Традиционный HDR достигается путем получения нескольких кадров с разной экспозицией. Необходимо сделать 3-7 фотографий, каждую с несколько иной скоростью затвора. После того, как полученные изображения объединяются в единое, возникает результат, при котором динамический диапазон становится гораздо большим, чем может обеспечить самая современная цифровая техника, которой не под силу порой воспроизвести даже подобие того, что видит человеческий глаз.

Сами фотографии HDR предназначены для того, чтобы приблизить цифровое изображение по насыщенности и детализации в светах и тенях к тому, как видит и воспринимает окружающее человек. И как в любом творческом процессе - многое зависит от вкуса фотографа, от его подготовленности и способности отличать хорошую фотографию от плохой . По сути - нужно знать, когда вы можете использовать HDR не во вред конечному результату.

Пейзажи HDR-фото

Всякий раз, когда фотограф имеет дело с экспансивной сценой матери-природы, - это повод сделать несколько кадров одной и той же сцены с разной экспозицией. Когда в ландшафте большая контрастная разница между небом и землей, создается проблема для фотокамеры, которая не может расшифровать, как правильно обрабатывать изображение, попавшее в видоискатель, из-за противоречивых данных. Выставляя экспозицию сначала по земле (воде), а затем по небу, фотограф при наложении получит в результате более правдивое в динамическом диапазоне изображение.

by Karl Williams

Освещение

Когда вам приходится снимать с низкой освещенностью или объект с подсветкой, это может привести в итоге к изображению, которое окажется темнее, чем вы надеялись. В данном случае использование HDR может оказаться, как нельзя лучше.

Когда не следует использовать HDR

Так же, как бывают ситуации для наилучшего использования HDR, есть случаи, когда не стоит его использовать в принципе.

Движение

Есть несколько причин, почему объекты в движении не очень хорошо переводятся в HDR. Если объект съемки работает или бежит, или передвигается, скажем, верхом на лошади, используя технику HDR, скорее всего вы получите смазанный снимок. Почему? Именно из-за того, что объект перемещается. Помните, что для HDR необходимо сделать минимум три снимка? При этом движущийся объект в доли секунды окажется в совершенно другом месте на каждом последующем изображении. С высокой долей вероятности при совмещении и произойдет размытие.

Яркие цвета

Если снимаемая сцена имеет слишком много темных или слишком много светлых участков, HDR «придумает» сама некоторые цвета в тех областях, где этого не хватает. А если имеется много ярких цветов, то с высокой долей вероятности осветлит, «вымоет» их.

HDR может быть отличным инструментом для получения интересных в художественном плане фотографий, а также более качественных в техническом исполнении, когда приходится фотографировать при ярком солнце с темными (провальными) тенями. Как используется этот инструмент - во многом зависит от фотографа. Необходимо пробовать, экспериментировать и учиться воплощать в реальность новые навыки, чтобы поднять уровень своего мастерства и уметь находить выход из, казалось бы, безвыходных с точки зрения фотографии, ситуаций.

Камеры смартфонов линейки Pixel и Nexus никогда не представляли собой ничего выдающегося, но за последние четыре года сделали мощный рывок вперед и теперь занимают первые строчки рейтингов. Почему так произошло? Потому что Google внедрила программный механизм постобработки фотографий под названием HDR+. В этой статье мы расскажем, как он работает и как активировать HDR+ на своем смартфоне, независимо от его марки.

Что такое HDR

Для полного понимания принципа работы HDR+ придется для начала разобраться с обычным HDR.

Основная проблема всех камер смартфонов - маленький размер матрицы (а точнее - фотоячеек) и, как следствие, недостаточный охват динамического диапазона. Чтобы исправить этот недостаток, был разработан алгоритм HDR (High-Dynamic Range), принцип работы которого следующий: камера делает кадр со стандартным для данной сцены уровнем экспозиции, затем делает недоэкспонированный кадр, на котором будут четко видны лишь пересвеченные области изначального снимка, далее выполняется переэкспонированный снимок, на котором видны только затемненные детали изначального снимка, а все остальное пересвечено. Далее снимки накладываются друг на друга и объединяются при помощи специальных алгоритмов, качество которых зависит от производителя софта камеры. В результате получается снимок с хорошей проработкой деталей как в тенях, так и в более светлых местах.

Недостатки HDR очевидны: долгое время съемки приводит к тому, что попавшие в кадр движущиеся объекты будут двоиться, а даже небольшая тряска смажет картинку.

Что такое HDR+

Умные головы придумали алгоритм, лишенный недостатков HDR. Впрочем, общее с HDR у него одно лишь название.

HDR+ расшифровывается как High-Dynamic Range + Low Noise. Свою известность он получил за ряд выдающихся возможностей: алгоритм способен устранять шумы практически без потери детализации, повышать качество цветопередачи, что крайне важно при плохом освещении и по краям кадра, вместе с этим он сильно расширяет динамический диапазон фотографии. HDR+, в отличие от стандартного HDR, почти не боится тряски смартфона и движения в кадре.

Первым смартфоном с поддержкой HDR+ стал Nexus 5. Из-за не самого лучшего баланса белого и маленького отверстия диафрагмы (f2.4) камера этого смартфона считалась не более чем крепким середнячком. Все изменилось с выходом обновления Android 4.4.2. Именно оно принесло с собой поддержку режима HDR+ и изумительное качество ночных снимков. Они хоть и не отличались большой яркостью по всему полю кадра, но благодаря HDR+ практически не содержали шума при сохранении мелких деталей и обладали превосходной (для смартфонов 2013 года) передачей цветов.

История создания HDR+

Как же компания, никогда не занимавшаяся камерами, создала алгоритм, который творит чудеса, используя обычные, по меркам флагманов, камеры Nexus и Pixel?

Все началось в 2011 году, когда Себастьян Трун (Sebastian Thrun), глава компании Google X (теперь уже просто X), подыскивал камеру для очков дополненной реальности Google Glass. Массогабаритные требования предъявлялись очень жесткие. Размер матрицы камеры должен был быть еще меньше, чем в смартфонах, что крайне плохо сказывалось бы на динамическом диапазоне и приводило бы к появлению множества шумов на фотографии.

Выход оставался один - попытаться улучшить фотографию программно, с помощью алгоритмов. Эту задачу должен был решить Марк Левой (Marc Levoy) , преподаватель факультета информатики Стэнфордского университета, эксперт в области вычислительной фотографии. Он занимался технологией захвата и обработки изображений на базе программного обеспечения.

Марк сформировал команду, известную как Gcam, которая занялась изучением метода Image Fusion (сплавление изображений), основанного на объединении серии снимков в один кадр. Фотографии, обработанные при помощи этого метода, получались более яркими и резкими, имели малое количество шумов. В 2013 году технология дебютировала в Google Glass , а затем, в этом же году, переименованная в HDR+, появилась в Nexus 5.


Как работает HDR+

А как же расширение динамического диапазона? Как мы уже знаем, использование короткой выдержки избавляет нас от пересвеченных мест. Осталось только удалить шумы на темном участке ранее описанным алгоритмом.

На завершающем этапе выполняется постобработка полученного изображения: алгоритм делает минимизацию виньетирования , обусловленного попаданием света на матрицу под наклонным углом, корректирует хроматическую аберрацию заменой пикселей у высококонтрастных краев на соседние, увеличивает насыщенность зелени, синие и пурпурные оттенки смещает в сторону голубого, усиливает резкость (шарпинг) и выполняет ряд других шагов, повышающих качество фотографии.



Слева фотография из стоковой камеры Samsung в HDR, а справа фотография, созданная в Gcam в HDR+. Видно, что алгоритм принес в жертву детализацию неба для прорисовки объектов на земле.




Любой человек, который приобретает фотокамеру и начинает заниматься фотографией проходит несколько этапов становления. Сначала, фотолюбитель изучает свою фотокамеру, привыкает к ней, фотографирует с использованием встроенных режимов, а после переходит полностью на интеллектуальный ручной режим, где как раз и раскрываются творческие способности человека и возможности фотоаппарата. В этот период, в фотоаппарате, как правило, выставляются настройки, сохраняющие изображение в Далее, набираясь опыта, постепенно преодолевает первые ступени профессионализма (не будем описывать все характеристики этого этапа) и, несомненно, начинает замечать, что фотография — это безграничное поле для творчества, что используя фотоаппарат можно в буквальном смысле «писать» историю времени, отмечая мгновения.

Не проходит мимо фотографа и такая интересная тема, как HDR-фотография (hdr-технология). Что же это такое и почему, однажды попробовав снимать, с целью создать для HDR-фотографию, фотохудожники всё чаще и чаще прибегают к этому методу.

HDR-фотография — это совмещение фотографий с разной экспозицией (или выдержкой), сделанных в одно время, желательно одной фотокамерой, в один снимок. Если сказать ещё проще, то HDR-фотография представляет из себя что-то среднее от сложения пересвеченного снимка, с нормальной экспозицией и темной фотографией. HDR-фотография — это фото с более высоким динамическим диапазоном, что делает фотографию привлекательной для наблюдателя. В результате, можно получить фотографию, которая поражает своей реалистичностью и чем-то невероятным, так как на фото четко видны все тени, она контрастна, прорисованы все оттенки и цвета. Если на обычной фотографии не видно теней в темных участках, а небо выглядит, как сплошной бело-серый или синий фон, то создав HDR , Вы получаете картинку, на которой можно рассмотреть буквально всё, любой оттенок. А небо, даже если оно без облаков, в HDR-фотографии все же будет содержать разные по насыщенности оттенки, что будет радовать не только фотографа, но и тех, кто просто увидит подобное фото.

Для того, чтобы сделать снимки пригодные для HDR не нужно обладать (хотя и желательно, но это придёт позже, когда Вы поймете весь процесс, как фотографировать и нужно ли это Вам), достаточно и обычных и более продвинутых моделей, которые можно приобрести практически в любом магазине электроники. Кроме фотоаппарата крайне необходим . Опять же, на первых этапах вполне подойдет самый простой , не нужно гнаться за профессиональной техникой. Штатив необходим для того, чтобы снять несколько кадров с одной точки, с целью соединить их в один в дальнейшем. И если фотографировать для HDR без штатива, могут возникнуть сложности при совмещении фотографий (хотя, если Вы владеете Фотошопом или другим графическим редактором, эту проблему частично можно решить).

Наиболее простой способ создать снимки для HDR следующий: нужно выбрать в меню фотоаппарата настойки экспозиции, выставить её в крайнее значение — сделать кадр, в нулевое положение — сделать снимок, в крайнее правое положение — сделать снимок. Количество фотографий может быть и больше (возможны не только крайнее-среднее-крайнее положения настройки экспозиции. но и промежуточные).

После того, как получены снимки, есть несколько путей: воспользоваться графическими редакторами для создания HDR, что не очень легко и не всегда понятно для новичка, а можно применить специальные программы, которые автоматически объединяют полученные снимки в один, позволяют пользователю произвести некоторые настройки по выравниванию фото, редактированию цвета, насыщенности и т.д., после чего просмотреть готовый результат и сохранить его.

В некоторых фотоаппаратах есть функция, позволяющая сразу сделать несколько снимков с разной экспозицией (брекетинг), что невероятно практично и удобно, достаточно просто и понятно.

Вот некоторые программы, которые применяют фотографы, для создания HDR-фотографий:

  • easyHDR,
  • Photomatix,
  • Lightroom,
  • HDR Efex Pro,
  • Dynamic Photo HDR и другие.

Иногда, с помощью этих программ можно сделать псевдо hdr, т.е. загрузить в редактор не группу снимков, а всего один и начать его редактировать. Кстати, если Ваш фотоаппарат поддерживает

Стремление производителей смартфонов сделать свою продукцию более привлекательной для покупателей привело к тому, что сейчас довольно трудно найти устройство, в котором бы отсутствовала встроенная цифровая камера. Десятки мегапикселей, сложные алгоритмы обработки изображения, автоматическая настройка диапазона… Казалось бы, достаточно выбрать желаемый кадр и нажать кнопку, а все остальное сделает автоматика.

К сожалению, это верно лишь отчасти. Так, например, попытка съемки здания на фоне яркого синего неба приведет к общему чрезмерному затемнению, так как за точку отсчета в этом случае выбирается наиболее яркий элемент, относительно которого выставляются остальные параметры. Если же вмешаться в работу алгоритмов и вручную указать экспозицию, то в результате может получиться здание с приемлемой яркостью на снимке, однако белым пятном вместо неба. Для преодоления этого служит особый режим HDR, реализованный практически в каждом современном цифровом фотоаппарате, включая модели в смартфонах. Научившись с ним работать, можно быть уверенным, что качество снимков будет идеальным. Данная аббревиатура расшифровывается как расширение динамического диапазона. Таким образом, на вопрос: « в камере телефона?» можно ответить так: «Это особая функция обработки кадров, призванная улучшить снимки путем комбинирования одного итогового из нескольких промежуточных». В целом достаточно интересная возможность, с которой каждый владелец современного смартфона просто обязан ознакомиться.

Что такое HDR в камере телефона

На самом деле принцип работы данного режима довольно прост. HDR-съемка предполагает, что камера за единицу времени делает не один, а сразу несколько кадров, при этом в фокусируясь на предметах с разным уровнем освещенности.

Затем центральный процессор выбирает снимки с усредненными значениями и объединяет их в один, который и предлагается пользователю. Благодаря применению этого нехитрого способа можно забыть о слишком ярких и недостаточно светлых объектах на одном кадре - все находится в балансе. Так как данное решение полностью программное, то для его использования достаточно всего лишь установить приложение, обладающее подобным режимом съемки. Отметим, что далеко не все камеры, предустановленные в базовых прошивках смартфонов, обладают этой возможностью.

Нюансы использования

В то же время важно понимать, что режим HDR все-таки не является панацеей. Даже задействовав его, владелец не становится профессиональным фотографом. Главная проблема заключается в следующем: поскольку конечный снимок формируется из нескольких промежуточных, то сам аппарат и объекты в кадре должны быть неподвижны.

В противном случае может возникнуть неприятный HDR-эффект, при котором на снимке все выглядит размыто, двоится и пр. При работе с этим режимом рекомендуется использовать штатив.

Следующая особенность, которую следует учитывать, заключается в том, что в некоторых случаях получение снимка с усредненной яркостью неуместно. Например, силуэты в полумраке, по замыслу фотографа, должны остаться такими же неопределенными тенями, а не людьми в серых плащах. HDR-съемка не позволяет реализовать такое.

И, наконец, яркость и контрастность снимков, выполненных в таком режиме, в целом оказываются немного ниже, чем на фотографиях, сделанных обычным способом. Иногда это оказывается весьма критично.

HDR Pro

В рамках статьи бесполезно пытаться описывать все существующие программы для смартфонов, в которых реализован режим съемки с расширенным диапазоном, так как их количество исчисляется десятками.

Укажем лишь некоторые. Одна из наиболее известных программ данной группы - это HDR Pro Camera. Несмотря на то что выпуск новых версий прекращен (последняя - 2.35), отзывы об этом приложении самые лестные. Дополнительным плюсом является гарантированная работоспособность даже на устаревшем «Андроид 2.2», что для некоторых может оказаться решающим фактором. После запуска у пользователя есть возможность выбрать автоматический или ручной режим. Во втором случае можно при помощи бегунков на экране предварительно отрегулировать яркость, контрастность, температуру цвета, с которыми будут выполняться снимки. Программа распространяется на платной основе, однако стоимость весьма демократична - менее 60 руб.

Камера SNAP

Пожалуй, каждый, кто задавался задачей подобрать себе хорошую программу для фотографирования, сталкивался с решением от разработчика Marginz Software. Snap Cam у многих пользуется заслуженной популярностью, что объясняется несколькими факторами. Среди них поддержка и своевременный выпуск новых версий; некоторые функции являются уникальными; программа вобрала в себя практически все, что может заинтересовать как профессионального, так и начинающего фотографа. В частности, именно при работе с ней проще всего понять, что такое HDR в камере телефона. Для задействования режима после инсталляции и запуска необходимо путем вращения графического колеса настроек (версия 7.х.х) выбрать HDR. Останется сделать снимок. По-умолчанию будут сохранены три кадра с разной экспозицией, среди которых можно выбрать лучший. Функция сохранения промежуточных снимков, если она не нужна, деактивируется в настройках - раздел HDR. В этом случае весь процесс съемки происходит полностью автоматически, кроме, разумеется, нажатия кнопки. Любителей «поиграться» с настройками может заинтересовать фокусировка между промежуточными кадрами, а также миллисекунды задержки. Программа допускает корректировку четкости, яркости, разрешения снимков, обрезку и пр. Предполагается покупка лицензии.

Базовый функционал

Востребованность режима HDR привела к тому, что все больше производители смартфонов стали включать в свои операционные системы приложение для работы с камерой, в котором изначально предусмотрена возможность совершения снимков с расширенным динамическим диапазоном. Правда, при использовании стоковых (базовых) решений говорить об обилии каких-либо дополнительных настроек не приходится. Например, в популярной сборке CyanogenMod нажатие на три точки вызова меню открывает окно, где можно разрешить или запретить использование режима HDR. Параллельная работа данной функции и вспышки невозможна. Стоит отметить, что очень часто недорогой снимающий в обычном режиме, позволяет получать более качественные фотографии, чем более дорогостоящий, но с низкокачественной матрицей.

"Открытая камера"

Именно так - Open Camera - называется приложение, также заслуживающее самого пристального внимания со стороны любителей фотографий. Настроек в нем не меньше, чем в вышеуказанной Snap. Правда, для активирования режима HDR новичку приходится изучать все пункты в настройках. На самом деле доступ к «волшебной кнопке» можно получить, нажав на пиктограмму точки в верхнем наэкранном меню. Среди пунктов списка «Сцена» есть HDR. Качество итогового снимка отличное, однако скорость обработки - одна из самых медленных среди аналогичных решений. Возможно, в моделях смартфонов с производительными процессорами эта задержка нивелируется. Чтобы понять, что такое HDR в камере телефона, рекомендуется на практике выбирать различные режимы съемки и сравнивать результат.

материал подготовил

Родион Данилов

Обладатели последних моделей смартфонов наверняка видели, что они имеют фотоприложение с поддержкой HDR (High Dynamic Range - высокий динамический диапазон). Более опытные пользователи знают, что такое HDR, но далеко не все понимают, как и в каких случаях эту функцию лучше использовать. В рубрике «Инструкция» мы постараемся прояснить некоторую путаницу и показать, как максимально эффективно использовать HDR при съёмке на мобильник.

Как известно, человеческий глаз может видеть гораздо более «высокий динамический диапазон» сцены, чем какой-либо фотоаппарат, не говоря уже о камере мобильника. Мы одинаково хорошо можем различать мелкие детали тёмного здания на фоне яркого неба и, к примеру, самолёт, пролетающий высоко над ним. Но все мы знаем, что бывает, если сфотографировать здание на телефон: оно окажется слишком тёмным с весьма плохо различимыми деталями.


Фото с экспозицией по небу

Разумеется, мы могли бы попытаться устранить эту проблему, установив экспозицию на самом здании, выделив участок с ним на экране. При этом подходе декор здания виден неплохо, однако небо на фото превратилось в засвеченное, размытое белое пятно.


Фото с экспозицией по зданию

Наша цель - объединить лучшие характеристики двух фотографий, создав одно изображение, в котором и здание, и облака смотрелись бы отлично. Именно это и предлагает технология HDR. Фотографии, сделанные с помощью HDR, по сути представляют собой несколько объединённых снимков, снятых с разной экспозицией.

Дефолтное приложение iPhone для съёмки фото имеет встроенный HDR-функционал. Вы можете включить HDR, нажав на кнопку опции в «камере». Когда HDR-режим включён, iPhone автоматически будет снимать HDR-фото. Обратите внимание, что это занимает больше времени, чем при обычной съёмке.

Однако встроенное приложение iPhone даёт довольно «слабый» результат, и вы сможете делать гораздо более качественные снимки при использовании специальных программ.


Фото, сделанное с помощью Pro HDR на iPhone 5
Фото, сделанное с помощью дефолтного приложения на iPhone 5

Одним из самых популярных и удобных фотоприложений с функцией HDR является Pro HDR (для iOS - 66 руб.; для Android - 61,75 руб.). Однако есть и его бесплатные версии с ограниченным функционалом.

Приложение Pro HDR предлагает два режима: автоматический и мануальный. Если вы выберете Auto, приложение проанализирует сцену, сделает кадр с тёмной экспозицией (с подробными светлыми участками, но с меньшей детализированностью в тени) и светлой экспозицией (с подробными участками в тени, но слабой детализированностью в ярких областях) и совместит два изображения.

Некоторые фотографии могут выглядеть недостаточно естественно. Чтобы придать снимку реализм, используйте пять слайдеров в простой и интуитивно понятной панели настроек. Они позволяют отрегулировать яркость, контрастность, насыщенность, теплоту и оттенки. Автоматический режим вполне подойдёт для большинства ситуаций; мануальный режим необходим только при съёмке самых контрастных сцен.

Интерфейс панели настроек в Pro HDR

Обратите внимание, что HDR-фотографии не всегда выглядят лучше, чем сделанные в стандартом режиме. Старайтесь сохранять как HDR, так и «нормальные» снимки, чтобы затем выбрать самые удачные из них.

Использовать HDR-режим неуместно при съёмках в движении. Из-за того, что при HDR сочетается несколько экспозиций одной и той же сцены; и если эти самые сцены меняются, в итоге вы получите самый непредсказуемый результат. Старайтесь снимать, оперевшись на что-то устойчивое или используя штатив.


HDR-фото, снятое в движении