A High Dynamic Range Imaging , HDRI vagy egyszerűen HDR képalkotási és videótechnológiák , amelyek fényereje meghaladja a szabványos technológiák lehetőségeit .
A HDR kifejezést leggyakrabban bittérképes képek beszerzésével, tárolásával és feldolgozásával kapcsolatban használják. A manapság széles körben használt digitális technológiák történelmileg 8 bites egész szám formátumokon alapulnak az adatok megjelenítéséhez és feldolgozásához, ami nagyon szűk dinamikatartományt ad, amelyet gyakran SDR-nek ( Standard Dynamic Range ) vagy LDR-nek ( Low Dynamic Range ) neveznek . Összehasonlításképpen: a legfényesebb és a legkevésbé fényes (de még nem fekete) színek aránya az sRGB -nél körülbelül 3000:1, míg a valódi jelenetek fényességi aránya gyakran 1 000 000:1 vagy több, mind árnyékban, mind Fényben, a szem képes (a fényerőhöz való alkalmazkodás miatt) a részletek megkülönböztetésére. A HDR technológia használata lehetővé teszi, hogy a jelenet fényerejének teljes skálájával dolgozzon, kiküszöbölve a történelmi korlátokat.
A HDR-technológiáknak számos gyakorlati alkalmazásuk van, például természetes , nagy kontrasztú jelenetek képeinek és videóinak rögzítése, HDR-tartalom tárolása és feldolgozása, LDR-képek létrehozása HDR-képekből, valamint különféle művészi hatások elérése HDR-képekkel.
A fotózásban a dinamikatartományt gyakran az expozíciós lépések számában mérik , más néven "step" vagy "stop" (gyakran rövidítve mostanában EV, az angol Exposure value - expopara szóból ), vagyis a 2-es alap logaritmusban , ritkábban. a decimális logaritmus (jelölése D). 1 EV egyenlő 0,3 D-vel. Lineáris jelölést is használnak, például 1000:1, ami egyenlő 3 D-vel vagy körülbelül 10 EV-vel.
A jellegzetes "dinamikus tartomány" a fényképek rögzítésére használt fájlformátumok velejárója is . Ebben az esetben a formátum készítői által választott adattípus határozza meg, az alapján, hogy a formátumot milyen célokra szánják. Például a JPEG formátum alapmódú dinamikatartományát a 8 bites gamma-korrigált sRGB színmegjelenítési szabvány határozza meg , és pontosan 11,7 EV, de ebből a tartományból csak 8-9 EV érvényes. A Radiance HDR formátum dinamikus tartománya 256 EV.
A "dinamikus tartomány" kifejezést néha a fotózásban a fényerő bármely arányára használják:
Számos szerző más, egzotikusabb lehetőségeket is használ.
A dinamikatartomány jellemzőinek értékelésekor fenntartásokkal kell nézni az információ rögzítésére használt bitek számát bármilyen formátumban vagy kameramátrixban . Tehát egy kamera ADC (10-, 12- vagy 14-bites) általában lineáris skálán olvassa be az értékeket. A fájlok gamma-javított értékeket tartalmaznak.
Például egy kép dinamikus tartománya, amelyet 16 bites félpontos számok képviselnek, sokkal nagyobb, mint a 16 bites egész számok. A Radiance HDR (32 bpp RGBE reprezentáció) sokkal nagyobb dinamikatartománnyal rendelkezik, mint a 16 bites TIFF (48 bpp egész RGB).
A dinamikatartomány egyik, a CCD -gyártók által széles körben használt definíciója az erős fényben az érzékelőtől kapott maximális jel és a fény hiányában a képérzékelő olvasási zajának aránya .
Az újabb Nikon fényképezőgépek HDR felvételi móddal rendelkeznek a JPEG - fájlokhoz. Ebben az üzemmódban a fényképezőgép 2 képet készít különböző expozícióval , és összeragasztja őket [1] .
A modern fényképezőgépek és filmek fényképezési szélessége nem elegendő a környező világ bármely jelenetének közvetítésére. Ez különösen akkor észrevehető, ha színes megfordítható filmmel vagy kompakt digitális fényképezőgéppel fényképez, amely gyakran még a világos nappali tájat sem tudja rögzíteni, ha tárgyak vannak árnyékban (és a mesterséges megvilágítással és mély árnyékokkal rendelkező éjszakai jelenet fényerőssége felnyúlhat 20 EV-ig).
A dinamikus tartomány problémájának megkerülésének szokásos módja, amelyet a fényképezés, mint olyan megjelenése óta sikeresen alkalmaznak, a jelenet megvilágításának korrekciója, amelyet a felvétel pillanatának és szögének helyes megválasztásával és mesterséges megvilágítással érnek el, valamint speciális kamera üzemmódok használata. Például, ha a jelenet világos, a kitöltő vaku felhasználható az árnyékok kiemelésére, csökkentve a kép kontrasztját, a vakuval történő felvétel nagy expozíció mellett pedig kiegyenlíti a sötétben készített jelenetek kontrasztját. Ezek a módszerek azonban nem mindig kényelmesek és alkalmazhatók, helyes használatukhoz magasabb képzettség szükséges a fotóstól.
Az elégtelen dinamikatartomány problémájára a jelenet, a világítás és a szög megváltoztatása nélkül kétféleképpen lehet megoldást találni:
Mindkét út két probléma megoldását igényli:
Az alábbiakban látható egy példa egy négy forrásból HDR technológiával készített képre és a hozzá tartozó forrásfotókra.
A tónusleképezés használható kis fényerejű képek feldolgozására is a helyi kontraszt fokozása érdekében.
A fenti példa bemutatja a HDR-módszerek használatát olyan kép előállítására, amelyet a néző valósághűnek érzékel.
A HDR rögzítési technika videóhoz is használható, ha a videó minden egyes képkockájához több képet rögzítünk, és ezeket kombináljuk. A Qualcomm ezt "számítógépes HDR videórögzítésnek" nevezi. 2020-ban a Qualcomm bejelentette a Snapdragon 888 processzort, amely 4K-s számítási HDR videórögzítésre és HDR-videóra [2] képes . A Xiaomi Mi 11 Ultra számítógépes HDR videórögzítésre is képes [3] .
-4 láb
-2 láb
+2 megálló
+4 megálló
Kontraszt csökkenése
Helyi hangleképezés
természetes eredmény
| expozíciómérés | |
|---|---|
| Expozíciómérési feltételek | |
| Kézi expozícióvezérlés |
|
| Automatikus expozíciószabályozás | |
| A vaku mérési szabványok | |