Суть hdr
Давайте проанализируем, что же произошло, когда мы совместили две фотографии с ограниченным динамическим диапазоном и увидели все детали в одном изображении.
Для наглядности, но условно, без конкретики в цифрах и реальном масштабе, мы можем представить диапазон яркостей исходной композиции, на которые может быть настроен фотоаппарат, в виде шкалы, где мы случайным образом выбрали какую-то часть и сделали наши снимки. Один, примерно, в темной части, другой, примерно в светлой. Фигурные скобки, отходящие от каждого фото, показывают ограниченный диапазон яркостей, который был запечатлен фотоаппаратом.
Совместив эти два ограниченных диапазона доступных яркостей в один, мы получили один расширенный диапазон. Теперь, мы можем взять детали относительно темного переднего плана и детали относительно светлого фона из общего широкого динамического диапазона яркостей, чтобы получить общее, равномерно осветленное изображение.
В этом как раз кроется суть и польза HDR. Имея информацию из разных диапазонов яркости, мы можем ею манипулировать для получения одного изображения со всеми нужными нам деталями.
Hdr Изображения в Компьютерной Графике
Возвращаясь к нашему фото-примеру, Вы могли подумать, что LDR изображения можно совмещать банальным вырезанием и вставкой одних деталей на другие. Честно говоря, можно делать и так, но подобная технология объединения световых диапазонов нерациональна и, уж тем более, такой подход профессиональным не назовешь. Другое дело, это совместить несколько LDR изображений в единственное HDR изображение. Как раз такой метод используется в современной компьютерной графике.
Для записи и хранения световой информации широкого динамического диапазона привычные форматы картинок не подходят. Дело в том, что обычные LDR форматы изображений, в виду технических особенностей, могут содержать лишь ограниченный диапазон яркостей. Например, всем известный JPG хранит информацию яркости 8 битами и поэтому его динамический диапазон лишь 1 к 256 (28=256). То есть, обычный 8-битный формат может содержать всего 256 уровней яркости. Существуют также 16-битные форматы, они позволяют достичь динамического диапазона человеческого глаза, но все же, этой битности не хватает, чтобы иметь достаточный запас яркости для проявления нужных деталей.
Совсем другая ситуация наблюдается со следующим уровнем форматов – 32-битными изображениями. Они могут содержать неограниченный динамический диапазон яркостей отдельных пикселей. 32 бита позволяют записывать цвета т.н. значениями с плавающей запятой (floating point), что на практике означает бесконечный динамический диапазон. Поэтому HDR изображения хранятся в 32-битных форматах изображений.
Теперь, когда мы знаем, что такое HDRI буквально, мы можем продолжить рассматривать наш фото-пример.
Чтобы захватить как можно больше световой информации из окружающей среды в нашем кадре, мы сделали несколько LDR фотографий с разной экспозицией.
Имея несколько LDR фотоснимков, снятых фотоаппаратом, настроенным на разную освещенность, нам осталось объединить их световую информацию в одно HDR изображение. Это очень просто, благо существует множество программ, позволяющих совершать объединение, причем и в автоматическом, и в полуавтоматическом режиме. Например, мы использовали Photoshop и его штатный инструмент Merge to HDR с режимом 32 bit, который находится в меню File > Automate > Merge to HDR. Таким образом, мы получили HDR версию нашего фото.
Все что осталось сделать, это заняться его постобработкой, а именно – нужно выделить слишком темные зоны и осветлить их и, наоборот, выделить засветы, проявив в них скрытые детали. Такой метод объединения LDR изображений является преимущественным, т.к. с ним появляется возможность делать точные мягкие выделения проблемных зон без какой-либо путаницы со слоями, файлами и их взаимной компоновкой. Подобная организация рабочего процесса возводит постобработку фотографии на новый уровень, позволяя доводить изображения до совершенства без каких-либо сложностей.