High Dynamic Range Imaging , HDRI , eller blot HDR , er billedbehandlings- og videoteknologier , hvis lysstyrkeområde overstiger standardteknologiernes muligheder .
Oftest bruges betegnelsen HDR i forhold til opsamling, lagring og behandling af bitmapbilleder . De digitale teknologier, der er meget brugt i dag , er historisk baseret på 8-bit heltalsformater til datarepræsentation og -behandling, hvilket giver et meget snævert dynamisk område , ofte kaldet SDR ( Standard Dynamic Range ) eller LDR ( Low Dynamic Range ) . Til sammenligning er forholdet mellem de lyseste og de mindst lyse (men endnu ikke sorte) farver for sRGB omkring 3000:1, mens virkelige scener ofte har lysstyrkeforhold på 1.000.000:1 eller mere, både i skyggerne og i I lys, øjet er i stand til (på grund af lystilpasning til lysstyrke) at skelne detaljer. Brugen af HDR-teknologi giver dig mulighed for at arbejde med hele området af scenelysstyrke, hvilket eliminerer historiske begrænsninger.
HDR-teknologier har mange praktiske anvendelser, såsom at tage billeder og videoer af naturlige højkontrastscener , gemme og behandle HDR-indhold, skabe LDR-billeder fra HDR-billeder og opnå forskellige kunstneriske effekter ved hjælp af HDR-billeder.
Inden for fotografering måles det dynamiske område ofte i antallet af eksponeringstrin , også kaldet "step" eller "stop" (ofte forkortet nyligt EV, fra det engelske Exposure value - expopara ), det vil sige base 2- logaritmen , sjældnere decimallogaritmen (betegnet bogstavet D). 1 EV er lig med 0,3 D. Der bruges også en lineær notation, såsom 1000:1, som er lig med 3 D eller omkring 10 EV.
Det karakteristiske "dynamiske område" er også iboende i de filformater , der bruges til at optage fotografier . I dette tilfælde bestemmes det af den datatype, der er valgt af forfatterne til formatet, baseret på de formål, som formatet er beregnet til. For eksempel er basistilstandens dynamiske område for JPEG-formatet defineret af den 8-bit gamma-korrigerede sRGB farverepræsentationsstandard og er nøjagtigt 11,7 EV, men kun 8-9 EV af dette område er faktisk anvendelig. For Radiance HDR -formatet er det dynamiske område 256 EV.
Udtrykket "dynamisk område" bruges nogle gange til at henvise til ethvert forhold mellem lysstyrke i fotografering:
En række forfattere bruger andre, mere eksotiske muligheder.
Når man vurderer det dynamiske områdes karakteristika, bør man se med forbehold på antallet af bits , der bruges til at optage information i ethvert format eller kameramatrix . Så et kamera ADC (10-, 12- eller 14-bit) læser normalt værdier på en lineær skala. Filerne indeholder gamma-korrigerede værdier.
For eksempel er det dynamiske område af et billede, repræsenteret ved 16-bit halvpræcisionstal , meget større end det, der repræsenteres af 16-bit heltal. Radiance HDR (32bpp RGBE-repræsentation) har meget mere dynamisk område end 16-bit TIFF (48bpp heltals RGB).
En definition af dynamisk område, der er meget brugt af CCD -producenter , er forholdet mellem det maksimale signal, der modtages fra en sensor i stærkt lys, og læsestøjen fra en billedsensor i fravær af lys.
Nyere Nikon - kameraer har en HDR-optagetilstand til JPEG - filer. I denne tilstand tager kameraet billeder af 2 billeder med forskellige eksponeringer og limer dem ind i ét [1] .
Den fotografiske breddegrad af moderne kameraer og film er ikke nok til at formidle nogen scene fra den omgivende verden. Dette er især bemærkelsesværdigt, når du optager med farvereversibel film eller et kompakt digitalkamera , som ofte ikke kan fange selv et lyst daglandskab , hvis der er genstande i skyggen (og lysstyrkeområdet for en natscene med kunstig belysning og dybe skygger kan nå op til 20 EV).
Standardmetoden til at omgå problemet med dynamisk rækkevidde, som er blevet brugt med succes siden fremkomsten af fotografering som sådan, er korrektion af scenebelysning, som opnås ved det korrekte valg af øjeblik og vinkel for optagelse og kunstig belysning, samt brug af specielle kameradriftstilstande. For eksempel, når scenen er lys, kan udfyldningsflash bruges til at fremhæve skygger, reducere billedkontrasten, og optagelse med blitz ved høj eksponering kan udjævne kontrasten i nogle scener, der er optaget i mørke. Men ikke alle disse metoder er altid praktiske og anvendelige; deres korrekte brug kræver en højere kvalifikation af fotografen.
Løsningen på problemet med utilstrækkeligt dynamisk område uden at ændre scene, belysning og vinkel opnås på to måder:
Begge veje kræver løsning af to problemer:
Et eksempel på et billede, der er oprettet ved hjælp af HDR-teknologi fra fire kilder og kildefotos til det, er vist nedenfor.
Tonemapping kan også bruges til at behandle billeder med et lille lysstyrkeområde for at forbedre lokal kontrast.
Ovenstående eksempel viser brugen af HDR-metoder til at producere et billede, der af seeren opfattes som realistisk.
HDR-optagelsesteknikken kan også bruges til video ved at tage flere billeder for hvert billede af videoen og kombinere dem. Qualcomm kalder dette "Computationnal HDR video capture". I 2020 annoncerede Qualcomm Snapdragon 888-processoren, som er i stand til 4K-beregnet HDR-videooptagelse og HDR-video [2] . Xiaomi Mi 11 Ultra er også i stand til computer-HDR-videooptagelse [3] .
-4 fod
-2 fod
+2 stop
+4 stop
Aftagende kontrast
Lokal tonekortlægning
naturligt resultat
| eksponeringsmåling | |
|---|---|
| Betingelser for eksponeringsmåling | |
| Manuel eksponeringskontrol |
|
| Automatisk eksponeringskontrol | |
| Flashmålingsstandarder | |