Кратко ръководство за създаване на снимки с висок динамичен диапазон. Статията разглежда основните точки на HDR снимането - избор на сцена, настройка на камерата за снимане с клин, кратък преглед на програмите за обединяване на HDR, предоставяне на алтернативни методи за разширяване на динамичния обхват, работа с филтри, както и снимане на HDR панорами и работа в стила на многократна експозиция. Материалът е предназначен за начинаещи любители фотографи, които знаят как да работят с цифров фотоапарат и имат умения да обработват изображения на компютър.

Какво е HDR?

Всеки любител фотограф, който се интересува от пейзажна фотография, се сблъсква със същия проблем - снимките на живописно място или градска забележителност често са далеч от реалността и се оказват или преекспонирани, или, обратно, твърде тъмни.

В първия случай на снимката небето с облаци е силно преекспонирано или липсва напълно; във втория небето е добре детайлизирано, но всички други детайли на пейзажа са толкова тъмни, че са практически невидими. Опитът да промените настройките на експозицията не променя ситуацията по никакъв начин. Факт е, че за разлика от фотографското оборудване, човешкото око е способно да възприема по-широк диапазон от градации на яркостта.

Отговорът трябва да се търси в ограничения динамичен диапазон на съвременните цифрови фотоапарати. Светломерът на камерата измерва експозицията или в светли зони (небе), или, обратно, в тъмни зони (сгради, дървета, земя). Следователно единственият изход от тази ситуация е да снимате в режим на клин на експозицията и след това да комбинирате изображенията в графичен редактор.

технология HDR(Висок динамичен диапазон) съчетава светлите, средните и тъмните тонове на поредица от изображения в един кадър с висок динамичен диапазон. Най-често фотографът прави това с помощта на специална компютърна програма; Някои камери имат подобна функционалност, вградена в тях; те ви позволяват да правите HDR снимки без да използвате компютър.

За да може програмата правилно да комбинира изображенията, е много важно те да са възможно най-идентични и да се различават само в параметрите на експозицията. Когато снимате от ръка, дори в ярък слънчев ден с висока скорост на затвора, не винаги е възможно да държите фотоапарата неподвижно, което води до леко изместване, в резултат на което крайното HDR изображение ще бъде размазано. Снимането от статив ще помогне - фотографът ще получи поредица от изображения, които на теория трябва да съвпадат перфектно. На практика обаче същите снимки ще се правят само на безлюдно място при пълно спокойствие - вятърът люлее клоните на дърветата, в кадър попадат минувачи, преминаващи коли, както и птици и други обекти. В този случай софтуерните алгоритми поемат ролята, за да помогнат в борбата с размазването; на езика на разработчиците тази технология се нарича Ghost Reduction или „борба с призраци“.

Ако нямате статив със себе си или условията на снимане не ви позволяват да се занимавате с него (по време на екскурзия или ако снимането от статив е забранено), е напълно възможно да снимате от ръка в режим на клин, ако намирате добра опора и държите камерата здраво.

Друг вариант за създаване на HDR е обработката на едно изображение, направено в RAW формат на 2 етапа: първо се прави виртуално копие на файла, след това в едното изображение се работи със светлини, в другото със сенки, след което двата файла се обединяват в крайното изображение. И накрая, друга техника е да се създаде „псевдо-HDR“ от един файл чрез обработка в специализирана програма, като Topaz Adjust.

Във всеки случай, компетентно зашитите HDR изображения изглеждат много впечатляващи и несъмнено привличат вниманието на зрителите.

Трябва ли да направите обикновена снимка или да заснемете HDR?

Определянето дали дадена сцена е подходяща за HDR е много лесно - просто направете пробна снимка на пейзажа, който харесвате в творчески режим, например A, и веднага оценете резултата на екрана. Дали небето е преекспонирано и сенките на снимката са разпръснати, докато в действителност всичко наоколо изглежда зашеметяващо красиво? Можете спокойно да снимате HDR, тази история е само нашият случай.

Колкото и да е странно, буреносни вълни с буреносно небе излизат много красиво - въпреки факта, че трите експозиции ще бъдат коренно различни една от друга, когато се съединят в Lightroom 6, можете да получите неочаквано драматична и интересна снимка.

Доста трудно е да снимате HDR при залез слънце, особено ако има красиво осветени облаци в небето, често небето дори е проследено от слънчевите лъчи през облаците - в този случай динамичният диапазон на сцената не е толкова широка, техниката HDR не е от полза тук, един RAW кадър е напълно достатъчен. По-добре е да се концентрирате върху снимането и да уловите момента, преди слънцето да се скрие зад хоризонта!

Въпреки това, дори при залез слънце, ако имате статив със себе си, винаги има смисъл да направите няколко серии, защото можете да получите много интересни снимки, като умишлено затъмните небето и подчертаете обекти на преден план. Освен това стативът ще ви позволи по-внимателно да обмислите ъгъла, както и да затворите блендата до f/11-16 и да работите по-интересно с дълбочината на полето.

Сцени, които не са подходящи за HDR снимане:

1. Портрет. Има изключения, но в повечето случаи портретът трябва да бъде заснет с портретна техника.
2. Нощен или вечерен град.
3. Мъгла. На теория можете да опитате да снимате мъгла в стил HDR, но само с тесен обектив и като допълнение към обикновените снимки.
4. Дълга експозицияс маркери или огледална вода.
5. Студийна фотографияи всякакви артикули.
6. Докладвай, ул, въпреки че улицата е много широка и експериментална посока, тук може да има опции.
7. Динамика, спорт, детски игри, животни, макро.
8. Облачно мрачно дъждовно времес млечно небе, в този случай е по-добре да търсите интересни ъгли; най-често техниката HDR няма да направи пейзажа по-интересен.
9. Зимен пейзаж. Сюжетът е противоречив, авторът не е създал нито един интересен зимен HDR, но би било погрешно да се откажем толкова лесно и да спрем да опитваме.

Разширяването на динамичния диапазон несъмнено изисква креативност, опит и желание за експериментиране.

Настройване на вашия фотоапарат за HDR снимане

Почти всички цифрови фотоапарати ви позволяват да снимате с клин на експозицията; тази функция е налична не само в SLR или безогледални фотоапарати, но и в много компактни, дори се появи в смартфони. Ще разгледаме настройките на примера на DSLR на Canon и Nikon. Настройката на снимане с клинове варира доста в зависимост от производителя и модела на камерата.

Във всеки случай камерата трябва да бъде конфигурирана по следния начин:

1. Задайте RAW формат и режим на приоритет на блендата A или пълен ръчен режим M.
2. Задайте експозицията, сякаш снимаме един кадър. Например, за пейзаж през деня ще бъде чувствителност ISO 100 и диафрагма F/11, скоростта на затвора в режим A ще се задава от самата камера.
3. В менюто на камерата изберете реда на заснемане на експозиции (минус) - (нула) - (плюс), това улеснява сортирането на сериите по-късно на компютъра.
4. Настройка на клин - изберете броя на експозициите и клина. За начинаещи има смисъл първо да опитате 3 експозиции с диапазон от ±2 или ±3EV.
5. Задайте таймер, по-добре е да го настроите на 2 секунди - това време е достатъчно; ако камерата няма избор от няколко интервала, задайте кой е наличен. Ако имате кабелно освобождаване със себе си, сега е моментът да го използвате.
6. Създайте рамка, извършете автоматично фокусиране (или фокусирайте ръчно), след което е по-добре да изключите автофокуса.
7. Натиснете бутона на затвора, да тръгваме!

Фотоапарати Canon

DSLR фотоапаратите на Canon ви позволяват да снимате бързо, с клин и с таймер едновременно.

Няма отделен бутон за включване на клина, трябва да влезете в менюто и да изберете експозицията. След това използвайте колелото, за да регулирате брекетинговата вилка и натиснете SET. внимание! Бракетингът е включен по този начин, тоест в менюто няма елемент като ON/OFF. Фотоапаратът може да запомни тази настройка и ще прави снимки в скоби, докато фотографът не настрои скобата на нула.

Таймерът стартира както обикновено: натискането на бутона DRIVE и завъртането на колелото ви позволява да изберете час с числото 2 или 10. Можете да използвате кабел, за да освободите затвора. Трите изображения по-горе илюстрират настройката на камерата Canon 5D Mark III.

Фотоапарати Nikon

DSLR на Nikon имат бутон BKT, трябва да го задържите натиснат, след което да използвате контролните колела, за да зададете броя на експозициите и скобата (стъпка). За да изключите клина, трябва да зададете броя на снимките на нула.

Ако използвате самоснимачката, камерата ще отчита определена делта във времето между експозициите, в резултат на което динамичните обекти могат да се движат от експозиция на експозиция. За да включите самоснимачката, трябва да завъртите лявото колело за управление до иконата на часовника (вижте снимката по-долу).

За да снимате цялата серия като картечница, без делта във времето, трябва да включите високоскоростно снимане (Ch на долното колело за управление за избор на режим на движение, вижте снимката по-долу). След това задръжте бутона на затвора натиснат - серията е готова, но можете лесно да местите камерата, дори когато е монтирана на статив. В този случай не можете да използвате таймера, тъй като високоскоростното снимане се активира от същото колело като самоснимачката.

По този начин няма да е възможно да снимате с клинове както бързо, така и с таймер на огледално-рефлексни фотоапарати Nikon. Най-вероятно това ще бъде коригирано в бъдещите модели. Примерите по-горе показват настройката на Nikon D610.

Снимайте със статив или от ръка?

Този пример показва заснемане на градски HDR пейзаж. Снимането е извършено в режим на клин на експозицията на стъпки от ±2 EV в режим на приоритет на блендата (A). За да се постигне добра дълбочина на рязкост на преден и заден план, диафрагмата е избрана на F/10. Използван е статив за перфектно подравняване на изображенията, тъй като минус времето на експозиция се оказа твърде дълго за уверено снимане от ръка.

-2EV	0 EV	+2EV

Арката в двора на къща на Невски проспект в Санкт Петербург не е избрана случайно - на примера на заснемането на тази сцена могат ясно да се демонстрират възможностите на HDR технологията. Тъй като стрелбата е била през деня, улицата е била много добре осветена, докато пространството вътре в арката е било в сянка.

Ако снимате, измервайки експозицията на къща на заден план, само областите в областта на дневната светлина ще бъдат обработени в изображението; динамичният диапазон на камерата очевидно не е достатъчен, за да изработи светлите и средните тонове в рамките на дъгата на камера.

За разширяване на динамичния обхват е използван режим на скоби. На Невски проспект имаше интензивен трафик, в един от кадрите попадна минаваща кола, а пешеходците не стояха на едно място и се движеха. Ето защо, за да постигнете перфектно сливане на три изображения, по-добре е да изберете сутрешните часове за снимане, когато движението по алеята не е толкова активно, или да разчитате на автоматизация при сливането на HDR, както беше направено в този пример.

Много стативи, като тези на Manfrotto, са оборудвани с един или повече индикатори за ниво - един на тялото на статива, а другият на главата на статива, което ще ви позволи да настроите хоризонта много хоризонтално.

Разбира се, HDR технологията включва снимане от статив, но ако използването на статив не е възможно, е приемливо да снимате от ръка, особено през деня. Тук ще бъде полезен стабилизатор на изображението, както и добра опора, като колона, парапет, собствено коляно или други техники. Въпреки това, трябва внимателно да наблюдавате ISO чувствителността и да не задавате високи стойности, тъй като нищо добро няма да излезе, когато съедините три „шумни“ кадъра.

Колко експозиции трябва да направя?

Начинаещите могат спокойно да бъдат посъветвани първоначално да изберат класическата HDR опция с три експонации и скоба от ±2 EV или ±3 EV, в зависимост от сцената или светлинната ситуация.

Професионалните фотографи, специализирани в заснемането на интериори, говорят за 9 експозиции, което им позволява да изработят максимален детайл в светлините, сенките и средните тонове. Професионалните фотоапарати ви позволяват лесно да заснемете 9 експозиции, а фотографът може да заснеме серия от кадри в режим M, като просто промени скоростта на затвора, за да получи необходимия брой експозиции. Тази техника е подходяща за спокойно снимане на закрито, когато никой не ви безпокои и има достатъчно време. Освен това, за важни снимки, фотографът взема компютър със себе си, на който може веднага да провери резултата от залепването и да направи корекции, ако е необходимо.

Класически пример с три експозиции и следователно класически, защото е подходящ за повечето ситуации на снимане:

-2EV	0 EV	+2EV

Пет експозиции ще създадат още по-широк динамичен диапазон, което ще ви позволи да обработвате по-интересно снимката при шиене, много фино изработвайки детайлите в светлите и сенките. На теория винаги можете да направите 5 експозиции, но първо, три експозиции често са напълно достатъчни, и второ, работата с три е по-бърза и удобна.

-1,4	-0,7	0	+0,7	+1,4

Сцената по-горе е заснета в Павловск с камера Sony a7, която може автоматично да снима в серия от 5 експозиции. Лепене в HDR Efex Pro.

Освен това 5 експозиции могат да бъдат полезни, ако има много детайли в дълбоките сенки, средните тонове и светлите точки, както в примера с каменния мост в гората. Тук изобщо не можете да видите небето с облаци, но летният ден беше много ярък, а сенките в гъсталака на гората бяха дълбоки, а HDR шевовете на пет кадъра направиха възможно да се изработят всички полутонове и да се получи изображение, много подобно на това как бихме видели тази сцена със собствените си очи.

Тази сцена е заснета в парка Сергиевка (Петерхоф, предградие на Санкт Петербург) на камера Canon 5D Mark II, която не може автоматично да заснема 5 експозиции в серия, така че различни експозиции са получени в режим M чрез промяна на скорост на затвора. В този случай фокусното разстояние е 17 мм, ISO 100, F/10 и скоростта на затвора отляво надясно: 1/25, 1/13, 1/6, 0.3 и 0.5 секунди. Обединяване в Lightroom 6.

Сега обърнете внимание на зимната снимка на същия мост. Заснемането се проведе на едно и също място със същото оборудване, но не беше възможно да се предаде зимното настроение, снимката не беше интересна. Очевидно техниката HDR е напълно безполезна тук; можете просто да направите един кадър в RAW формат.

-2EV	0 EV	+2EV

Как да изберем скоба за експозиция?

На първо място, има смисъл да оцените контраста на сцената, може би да вземете няколко тестови кадъра, за да оцените визуално пропуските в светлините и сенките. На практика най-често се налага да избирате между ±2 и ±3 EV. Между другото, съкращението EV означава Exposure Values, стойности на експозицията, на жаргона „крака“.

Ако сме поставили статив и сме конфигурирали камерата, най-добре е да направим две серии - и двете с ±2 и ±3 EV щепсел, а у дома, когато обработваме изображения, да изберем най-добрия вариант, защото винаги е добре, когато има е избор. Може да се окаже, че някоя история ще бъде по-добре събрана от снимки, направени с по-широка вилица, а друга от серия с по-тясна.

Професионалистите от HDRsoft препоръчват винаги да използвате минималната ISO стойност и ±2 EV скоба. От опита от снимането на HDR можем да кажем, че първото твърдение е извън съмнение, докато в случай на вилка са възможни различни опции и има огромно поле за творчество.

±3 EV щепсел

-3EV	0 EV	+3EV

Максималната граница от ±3 EV трябва да бъде избрана за сцени с висок контраст, за да се изработят добре фините детайли в сенките и светлите светлини. В този пример такава широка вилка е напълно ненужна; можеше да се направи ±2 EV. Тези настройки са избрани умишлено, за да демонстрират развитието на полутонове.

±2 EV щепсел

-2EV	0 EV	+2EV

Щепселът ±2 EV може безопасно да бъде избран за снимане на всякакви пейзажи по всяко време на годината. В много камери можете да задавате не само цели числа, но и междинни между 2 и 3, като по този начин избирате идеалните настройки за всяка конкретна сцена, базирани на личен опит и интуиция.

±1 EV щепсел

-1EV	0 EV	+1EV

Скобата ±1 EV в случай на HDR практически няма смисъл - същият ефект може лесно да се постигне в графичен редактор при обработка на RAW, тъй като в рамките на ±1 EV можете лесно да обработите всяка снимка практически без загуба. Тази опция е полезна, ако не сте сигурни в точния избор на двойка експозиции, но искате да уточните подробностите.

Програми за обединяване на HDR изображения

Adobe Lightroom 6

Инструментът за сливане на HDR се появи само в 6-та версия на този прекрасен RAW конвертор, потребителите го чакаха дълго време и търпеливо. Всъщност, с появата на възможността за съединяване на панорами и HDR в Lightroom, необходимостта от Photoshop за обработка на снимки беше практически елиминирана.

Диалоговият прозорец е прост и ясен, нищо излишно, без настройки. В резултат на това програмата ще създаде обединен файл във формат DNG (това е формат на необработени данни, разработен от Adobe). Файлът ще бъде в емисията с миниатюри до оригиналните експозиции.

Кога трябва да се обработват снимките - преди или след залепването? Инженерите на Adobe съветват обработка след зашиване, тъй като цялата информация от всички експозиции ще се съдържа в залепения DNG и ще имаме най-широки възможности за тонална обработка на всяка област от снимката - както в сенките, така и в светлите или средните тонове . Профилът за коригиране на оптични изкривявания може да бъде свързан и след залепване, същото важи и за редактиране на хоризонта и изрязване. Разбира се, всяка обработка ще бъде без разрушаване; можете да се върнете към залепения оригинал по всяко време.

Предимства

1. Може би най-добрият инструмент за HDR шевове до момента.
2. Прост и ясен интерфейс, нищо излишно.
3. В диалоговия прозорец можете да видите обектите, които ще бъдат обработени от инструмента anti-samaz под формата на маска.
4. Ще бъде просто и разбираемо за начинаещи.

недостатъци

1. Доста трудно е по някакъв начин да се повлияе на работата на алгоритъма против смазване.
2. На някои места в снимката се появяват артефакти под формата на ивици или шум, най-вероятно поради работата на същия този алгоритъм против размазване.

Adobe Photoshop CC

MacOS, Windows, абонамент 300 рубли на месец

Инструментът Merge to HDR на Photoshop CC, който е показан на екрана по-долу, се появи отдавна, в предишни версии на програмата и служи вярно дълго време; работи и днес, но с пускането на версията на Lightroom 6 неговата функционалност е силно намалена.

Особеността на инструмента е, че цялата обработка трябва да се извърши на две места - първо в диалоговия прозорец за залепване, а след това снимката се обработва, докато се преобразува от 16 на 8 бита на канал.

Предимства

1. Възможност за избор на експозиция, въз основа на която програмата ще се бори с размазването; промените се показват в картината в реално време.
2. Отличен HDR алгоритъм за залепване, който ви позволява да получите професионални резултати.

недостатъци

1. В диалоговия прозорец на програмата има няколко инструмента за тонална обработка.
2. Необходимостта от допълнителна обработка преди преобразуване от 16 до 8 бита на канал, например с помощта на криви.
3. Необходими са умения за работа с Photoshop криви.

HDR Efex Pro 2

MacOS и Windows, цена 5490 рубли за набор от програми.

HDR Efex Pro е приставка и е една от няколкото приставки в пакет, наречен NIK Collection. Разработката се извършва от NIK Software, тази компания наскоро беше придобита от Google.

Предимства

1. Голяма колекция от готови пресети. Импортирайте предварително зададени настройки, създайте персонализирани.
2. Голям брой тонални настройки за HDR залепване.
3. Приятен прост интерфейс.
4. Плъгин за много програми: Photoshop/Bridge, Lightroom, Apple Aperture.
5. Работа с „интелигентни филтри“ - възможно е да използвате интелигентни филтри във Photoshop.
6. Местни корекции.
7. Перфектен за начинаещи за първите им стъпки в HDR сливането.

недостатъци

1. Несигурна работа с монохроматичен участък от небето без облаци - този участък почти сигурно ще се окаже тъмно петно.
2. Готовите предварителни настройки често правят картината твърде груба, а HDR ефектът твърде изразен.
3. Алгоритъмът за борба с размазването на обекти по време на залепване не винаги е успешен.

Oloneo PhotoEngine

Само за Windows, цена $150.

Предимства

1. Бърза работа, всички настройки се правят почти в реално време, без забавяне.
2. Разширена работа с цвят.
3. Програмата работи както като плъгин за Lightroom, така и като самостоятелно приложение.
4. Наред с традиционното HDR шиене, програмата има уникална технология HDR Re-light, която ви позволява да съедините няколко снимки, направени не с различна експозиция, а с различно задно осветяване.

недостатъци

1. Алгоритъмът за борба с размазването на обекти по време на залепване е депресиращ, всъщност той просто не е в програмата.
2. Приложението е пуснато само за Windows.
3. Програмата е доста сложна за начинаещи любители фотографи.

Photomatix Pro 5.05

MacOS и Windows, цена приблизително $100

Тази програма може спокойно да се нарече пионер в работата с HDR, тъй като компанията HDRSoft sari пусна първото търговско приложение през 2003 г. Между другото, интерфейсът на програмата почти не се е променил оттогава, той е проектиран в стила на ранните версии на Windows и предизвиква усмивка и носталгия, но в същото време е много удобен и прост. Друго нещо е принципът на работа на програмата. Photomatix Pro е може би една от най-задълбочените програми по отношение на фините потребителски настройки и въпреки простотата на интерфейса, не е лесна за разбиране. Начинаещите определено трябва да гледат няколко видеоклипа за обучение, които са представени на уебсайта на компанията или в YouTube.

Предимства

1. Огромен брой настройки за залепване, включително различни алгоритми и методи.
2. Настройките работят добре, можете много, много точно да изработите желания параметър, например микроконтраст, детайли в сенките и т.н.
3. Два работни алгоритъма (Exposure Fusion или HDR Tone Mapping) за избор.
4. Програмата работи като самостоятелно приложение или може да се използва като плъгин за Lightroom/Photoshop Elements.
5. Наличие на интересни готови пресети.
6. Възможност за групова обработка на няколко серии.

недостатъци

1. Алгоритъмът за борба с размазването на обекти по време на залепване не винаги работи успешно.
2. Програмата е много трудна за начинаещи любители фотографи.

HDR Expose 3

MacOS и Windows, цена приблизително $120.

Разработено от Unified Color, то се предлага както като самостоятелно приложение, така и като добавка за Lightroom, Photoshop и Apple Aperture.

Предимства

• Възможност за групова обработка на файлове.
• Възможност за пакетно лепене на HDR панорама.
• Добра работа.
• Възможно е да изберете рамка, въз основа на която програмата ще се бори с размазването.
• Отличен алгоритъм за борба с размазването; работи перфектно на всички тестови кадри.
• Има голям брой настройки за настройките за залепване, плъзгачите работят точно, което ви позволява да настроите фино желаните параметри.
• Наличие на версии за Windows и MacOS.
• Наличие както на разширена версия (HDR Expose), така и на версия с намалена функционалност (HDR Express), разликата е $40.
• Програмата може да се препоръча на начинаещи, не е трудно да се разбере.

недостатъци

• Интерфейсът не винаги е удобен, поне във версията за MacOS - някои надписи се припокриват.
• Малък брой готови настройки за обработка.

Яркост HDR

Linux, MacOS, Windows, безплатно.

Тази програма си струва да се спомене, защото вероятно е една от малкото, предназначени за трите платформи и е най-популярната програма за HDR шиене в операционната система Linux. Въпросът с избора на операционна система е извън обхвата на това изследване, но примерът с програмата Luminance HDR може ясно да покаже защо фотографите и креативните хора като цяло предпочитат MacOS или Windows.

Интерфейсът, функционалността и общите принципи на работа в програмата Luminance HDR са много различни от нейните конкуренти; тук няма да можете да работите с помощта на метода на „научно бъркане“, просто преминавайки през различни настройки според вашия вкус. Програмата има алгоритми против омазняване, които не могат да бъдат тествани на практика, но не беше възможно - програмата се срина.

Предимства

• Най-популярната програма за HDR шиене за операционната система Linux.
• Голям брой настройки за корекция на тона.
• Няколко различни алгоритми за залепване.

недостатъци

• Много спокойна работа (тестът се провежда на офис лаптоп от среден клас, система Ubuntu 15.04). Казано по-просто, програмата се забавя.
• Резултатът от промяната на параметрите не се показва на снимката в реално време, трябва да натиснете бутона Tonemap и да изчакате.
• Стъпка по стъпка алгоритъм на работа. С други думи, няма да можете да контролирате метода против размазване в диалоговия прозорец за сливане на HDR; тази функция може да бъде активирана само преди сливането, в предишната стъпка, на етапа на избиране на снимки.
• Сложни принципи на работа, които дори опитни потребители не могат да разберат без описание или инструкции.
• Неудобен и объркващ интерфейс.
• Тази програма може да се препоръча за начинаещи, ако имат задача да работят изключително под Linux, а също и като добра пъзел игра.
• Когато се опитах да активирам подравняването на обекти и функцията против размазване, програмата се замисли около 15 минути и се срина.

Когато работех с програмата Luminance HDR, постоянно имах желание да спра мъченията и да стартирам Lightroom 6, в който същите операции могат да се извършват с порядък по-бързо, няколко пъти по-удобно, удобно и с по-предвидим резултат.

DSLR Remote Pro

Говорейки за програми за HDR шиене, не можем да не споменем програмата DSLR Remote Pro, която ви позволява да управлявате камерата от компютър. С други несъмнени предимства, програмата ви позволява автоматично да снимате с клин до 15 кадъра в серия. Освен това, той е съвместим с гореспоменатата програма Photomatix Pro, във връзка с която може автоматично да създава HDR изображения. Разбира се, Photomatix Pro трябва да бъде закупен независимо от DSLR Remote Pro и инсталиран на вашия компютър.

За целите на това проучване няма смисъл да разглеждаме DSLR Remote Pro в дълбочина; Преди няколко години написах голям преглед на тази програма, това е много интересен и уникален продукт по рода си. Препоръчвам на всеки, който се интересува, да посети уебсайта на Breeze Systems, да разбере съвместимостта на програмата с вашия фотоапарат и да изпробва демо версията в действие.

Обработка на една снимка или създаване на „псевдо-HDR“

Почти без изключение програмите за създаване на HDR изображения, наред с пряката си функция, предлагат и функцията за създаване на така нареченото „псевдо-HDR“ изображение. Същността на този метод е, че програмата позволява на потребител, който няма серия от HDR снимки, да създаде фото ефект с разширен динамичен диапазон от една снимка.

Най-честият пример е снимане в сиво облачно време, снимане под арка и т.н. В този случай небето почти сигурно ще бъде с цвят на мляко, а предният план ще бъде тъмен. Разбира се, грамотното заснемане на поредица от снимки със статив и последващото залепване би спасило ситуацията, но често просто нямаме достатъчно време, търпение и постоянство да правим такива неща. Група туристи си тръгват, приятели се обаждат да не изостават, барбекюто изстива, а разхождащите се спътници най-често са много раздразнени от спътник, който непрекъснато се бърка в триножника си, нали? Със сигурност мнозина сами са усетили това и то повече от веднъж...

Тук е уместно още веднъж да се отбележи, че снимането в RAW формат е необходимо специално за последваща обработка на изображението. Размерът и разделителната способност на матрицата на фотоапарата също имат значение; съвременните full-frame матрици произвеждат много широк динамичен диапазон, често позволявайки светлината и сенките да бъдат „изтеглени“ в много широк диапазон.

HDR Efex Pro 2

Цена 5490 рубли за набор от програми.

Основната цел на плъгина, разбира се, е да съедини HDR от няколко експозиции, но можете също да обработите една снимка.

Екранната снимка по-горе показва пример за показване на две състояния на снимка на екрана едновременно - беше/беше, което в случай на традиционно HDR зашиване няма смисъл, тъй като състоянието „беше“ не съществува. Можете да изберете една от готовите настройки и да я промените.

Topaz Adjust 5

MacOS и Windows, цена $50.

Може би най-ефективният плъгин от известна софтуерна компания. Предлага се за Windows и MacOS и може да бъде закупен отделно или като част от цял ​​пакет добавки.

Основното предимство на приставката е огромен брой готови настройки, сортирани по тема на обработка, може да се каже, за всички случаи. След като изберете предварително зададена настройка, можете незабавно да промените нейното действие с помощта на плъзгачи. Не трябва да очаквате специални чудеса от плъгина, но възможностите за обработка са невероятни. Недостатъкът е фактът, че HDR ефектът в повечето готови пресети е твърде силен, преувеличен, обработката веднага хваща окото.

HDR панорама

Често снимаме както широки панорами, така и спиращ дъха HDR, но какво се случва, когато комбинирате тези две техники? Точно така, ще получите красива панорамна снимка с широк динамичен диапазон, тоест добре развити детайли в сенките, средните тонове и светлините. Снимането на такива сцени е трудно, тъй като трябва едновременно да използвате опита си от снимане в две различни техники.

Тук на помощ ще дойде класическият подход - снимайте панорама от три серии от три експозиции на всеки кадър с скоба от ±2 или ±3 EV, в зависимост от осветеността на сцената. Можете да правите повече серии, но тогава е много трудно да работите с такъв огромен брой снимки, освен това мястото на твърдия ви диск моментално се изразходва, компютърът се забавя, нервите ви са на ръба и резултатът е непредсказуем.

Втората трудна точка е наличието на динамични обекти в рамката. И ако заснемете панорама от 5 HDR кадъра, всеки от които е съшит от три, ще получите 15 кадъра, във всеки от които се движат клони на дървета, карат коли, ходят хора. И лесно може да възникне ситуация, в която един и същи обект да се появи и в петте кадъра на различни места. В този случай можете или да разчитате на програмата за залепване, или внимателно да работите с печат във всяко изображение. В примера по-долу можете да видите, че човекът се движеше и променяше позата си, но Lightroom 6 се справи с тази задача.

Примерът показва панорама, съединена от 5 HDR снимки, които от своя страна са съшити заедно от 3 експозиции всяка. Lightroom 6.

Методи за автоматично HDR снимане

Много съвременни камери ви позволяват да снимате и публикувате HDR автоматично. Камерата в този режим обикновено ще заснеме поредица от кадри, след което ще съедини крайния HDR. В по-голямата част от случаите снимането трябва да се извършва във формат JPEG, а на изхода ще получим и готов JPEG, който не може да бъде „залепен отново“.

Някои фотоапарати ви позволяват, заедно със свързания JPEG, да записвате и оригиналните експозиции на картата с памет, които можете да опитате да съедините на вашия компютър у дома. Независимо дали тази или онази камера поддържа тази функция, трябва да погледнете в инструкциите или внимателно да прочетете рецензиите, спецификациите обикновено не отразяват такива тънкости.

Например, камерата Pentax k3 го прави по различен начин - свързва три експозиции в един файл в RAW (DNG) формат, чийто обем е близо 100 мегабайта. Суровият формат и голямото количество данни ще ви позволят да редактирате изображението в много широк диапазон, ако желаете. Освен това патентованата помощна програма за цифров фотоапарат е способна да извлича индивидуални експозиции от този файл, след което фотографът ще може да ги „залепи“ отново, като използва различни алгоритми от този, използван от камерата. Разбира се, невъзможно е да тествате тази функционалност на практика, без да държите в ръцете си самата камера; просто трябва да повярвате на думата й.

Активен D-Lightning

Това е характеристика на всички съвременни DSLR фотоапарати на Nikon. В снимката няма особена драма, а при обработката на RAW в графичен редактор лесно можете да постигнете по-интересни резултати. Шестте изображения по-долу са направени с Nikon D610.

ADL AUTO	ADL умерено	ADL нормален
ADL подсилен	ADL супер подсилен	ADL Изкл

И още един странен момент: тази функция няма ефект върху необработения файл, а само върху JPEG. Или по-скоро не съвсем така: когато отворите NEF в програмата на Nikon, Capture NX-D, ще бъде прочетена информация за Active D-Lightning и файлът ще бъде показан според зададените настройки за този параметър. Ако работите с този NEF във всеки друг редактор, няма смисъл да използвате тази функция, по-добре е да я деактивирате, за да не губите енергия.

HDR

Много камери имат автоматичен режим на HDR зашиване, той е включен в менюто и работи само при снимане в JPEG - самата камера ще направи серия от няколко кадъра и ще зашие готовия файл. При фотоапаратите на Nikon, за да може камерата да запомни факта, че този режим е включен, трябва да го настроите на „серия“, в противен случай преди всяка следваща снимка в стил HDR, тази функция ще трябва да се активира отново в меню.

Екстра високо	Високо	нормално	ниско	ИЗКЛ

Можете да регулирате брекетинга (в менюто се нарича „Диференциал на експозицията“) и твърдостта на обработката (по някаква причина се нарича „Омекотяване“). Както показва практиката, не трябва да очаквате специални чудеса от снимането в този режим.

Специални ефекти

Специален сценичен режим или специален ефект ще ви позволи да правите снимки в стил HDR, но те едва ли ще бъдат интересни, освен за забавление.Подобен специален ефект може да се нарече нещо като „HDR рисуване“.

Nikon D5300	Sony a5000

Снимането в автоматичен режим ще помогне на начинаещ фотограф при избора на ъгъл на снимане и също така ще му позволи бързо да реши дали си струва да заснеме избраната сцена с клин на експозицията. След като видите интересен ъгъл, можете бързо да заснемете пример, да погледнете екрана и ако резултатът се окаже интересен, поставете статив и направете серия бавно и замислено.

Многократна експозиция

Тази техника се връща към филмовите дни, най-вероятно някой някога е забравил да преведе кадъра и е получил интересен художествен резултат, когато едно изображение е насложено върху друго.

Когато снима на филм, фотографът може да заснеме първия кадър на едно място, след това да не прехвърли филма и да заснеме втория кадър на същото място на филма, като е в друг град дори седмица или месец по-късно, и така броят пъти, от които се нуждаеше. Разбира се, резултатът може да се види само когато този филм се прояви.

Повечето съвременни DSLR фотоапарати на Nikon, като D7200, Df или D610, могат да правят снимки в стил с многократна експозиция. Налично е наслагване на 2 или 3 кадъра (в Nikon DF - до 10 кадъра), като можете да снимате в RAW. По подразбиране максималното време между експозициите е 30 секунди, това време може да бъде увеличено чрез потребителска настройка. Точно както при HDR, можете да го зададете на Вкл. в менюто. (серия) или Вкл (единичен кадър) - в първия случай камерата ще направи една многократна експозиция и вие можете да започнете да снимате следващата, докато във втория случай, след заснемане на една многократна експозиция, камерата сама ще превключи тази настройка на режим Изкл.

Има и такъв параметър като „Автоматично усилване“. Тази настройка трябва да се коригира според вашия вкус; инструкциите не дават конкретни препоръки в това отношение, освен че предлага изключване на автоматичното усилване, ако фонът е тъмен.

Снимането на множество експозиции е предизвикателно творческо начинание. Ако в случай на HDR можете поне грубо да си представите как ще изглежда бъдещият кадър (например мислено да потъмните небето и да изсветлите сенките на земята), когато снимате Time Lapse, можете мислено да ускорите движението на облаците в небето или хода на каквито и да е събития, тогава в случай на многократни експозиции прави невероятно трудно да си представим бъдещия кадър.

Всеки, който се интересува от многократни експозиции, може да бъде препоръчан да изучава произведенията

#HDR #HDR_Pro #HDR10 #HDR_Ready #Active_HDR_(HDR10_+_HLG) #HDR_1000 #QHDR_1500 #HDR_Premium

Въведение: Какво е HDR?

През последните две-три години съкращението "HDR" често се среща в контекста на дискусии за характеристиките на телевизионните екрани на водещи производители. Тази технология бележи „новия голям крайъгълен камък“ в качеството на телевизионната картина, воден също от развитието на индустрията за филми и конзолни видеоигри. Технологията HDR също става все по-широко използвана в настолните монитори в наши дни и все по-често чуваме за поддръжка на HDR в тази област, най-вече на CES 2017 в Лас Вегас.

Смятаме, че е полезно да погледнем назад какво представлява HDR технологията, какво ни предлага, как се прилага и какво трябва да знаят потребителите, за да изберат съзнателно дисплей за подходящото съдържание, което изисква HDR. Тук ще се опитаме да се концентрираме повече върху компютърните монитори, без да навлизаме в телевизионната сфера.

Просто казано, „Високият динамичен обхват“ (HDR) описва способността на дисплея да предава големи разлики в яркостта между светлите и тъмните части на изображенията. За игри и филми това е значително предимство, тъй като създава по-реалистични изображения и помага за запазване на детайлите в сцени, където контрастът може да бъде ограничаващ фактор. На екран с нисък контраст или стандартен динамичен диапазон (SDR) фините детайли в тъмните сцени ще бъдат загубени, което ще доведе до това тъмносивите да изглеждат черни. По същия начин в сцени с висока яркост детайлите могат да се загубят, тъй като ярките елементи избледняват до бяло. Това се превръща в проблем при показване на сцени, които съдържат ярки и тъмни детайли едновременно. NVIDIA формулира накратко основата за използването на HDR под формата на троен принцип: „Светлите зони на изображението трябва да останат ярки, тъмните зони трябва да останат тъмни и детайлите трябва да се виждат и в двете.”Това помага да се създаде по-реалистична и „динамична“ картина (оттук и името) в сравнение със стандартните дисплеи.

В маркетинга терминът HDR често се тълкува по-широко, за да означава не само увеличаване на контраста между светлите и тъмните области на изображението, но и подобряване на възпроизвеждането на цветовете с увеличаване на цветовата гама. Ще говорим и за това по-късно, но от техническа гледна точка HDR означава преди всичко увеличаване на контраста между светлите и тъмните части на изображението.

Изобразяване на изображения в HDR

Свързан с HDR е терминът HDRR (изобразяване с висок динамичен обхват), който описва процес на изобразяване, при който компютърна графична система прилага изчисления с висок динамичен обхват на яркостта на пикселите. Вече говорихме за важността на контраста във въведението; HDR изобразяването също е полезно за поддържане на естествената яркост, като същевременно предава прозрачни свойства на материали (като стъкло) и оптични явления като отражение и пречупване на екрана. При рендиране на SDR на елементи от източници на много ярка светлина, като слънцето, се присвоява фактор на яркост 1,0 (бяло). При предаване на отражението на такъв източник коефициентът на яркост трябва да бъде по-малък или равен на 1,0. Въпреки това, при HDR изобразяване, елементите от източници на много ярка светлина може да имат фактор на яркост, по-голям от 1,0, за да предадат по-добре действителната си яркост. Това дава възможност за възпроизвеждане на техните отражения от повърхности, съответстващи на естествената яркост на такива източници на светлина.

Типичен настолен монитор с TN филм или IPS панел може реалистично да осигури контрастно съотношение в района на 800:1–1200:1, докато контрастното съотношение на VA панел обикновено е в диапазона 2000:1–5000:1. Човешкото око може да възприема визуални изображения с много високо контрастно съотношение от приблизително 1 милион:1 (1 000 000:1). При промяна на осветлението адаптацията се постига чрез адаптивни реакции на ириса, които отнемат известно време - както например при преминаване от ярка светлина към тъмнина. Във всеки един момент обхватът на окото е много по-малък – около 10 000:1. Това обаче все още е по-високо от диапазона на повечето дисплеи, включително VA панелите. Тук идва HDR технологията – за разширяване на динамичния обхват на екрана и осигуряване на по-висок „оживен“ контраст.

Стандарти за съдържание и HDR10

Все още има мътна област на пазара на HDR - стандарти за съдържание, които в крайна сметка осигуряват съвместимост между дисплея и съдържанието, възпроизвеждано на него. В момента има два основни стандарта - HDR10 и Dolby Vision. Тук няма да навлизаме в подробности и само ще кажем, че стандартът Dolby Vision предполага по-високо качество на изображението, тъй като поддържа динамични метаданни (възможност за динамична настройка на съдържанието кадър по кадър) и 12-битов цветен формат. Това обаче включва използването на собствена технология, която включва допълнителна лицензионна такса и също така изисква допълнителен хардуер, така че устройствата, които поддържат този стандарт, са по-скъпи. От друга страна, стандартът HDR10 поддържа само статични метаданни и 10-битов цветен формат, но е отворен и следователно по-широко разпространен. Например Microsoft и Sony са приели стандарта HDR10 за своите нови игрови конзоли. Това е и стандартът по подразбиране за Ultra HD Blu-ray дискове.

Всъщност, въпреки разликите в стандартите за съдържание, дисплеите могат да поддържат множество формати с относителна лекота. На телевизионния пазар е доста обичайно да се намерят екрани, които поддържат както Dolby Vision, така и HDR10, както и други по-рядко срещани стандарти като Hybrid Log Gamma (HLG) и Advanced HDR.

Samsung наскоро започна активно да насърчава развитието на така наречения стандарт HDR10+, който съдържа редица подобрения, насочени към компенсиране на недостатъците на предишната версия, като поддръжка на динамични метаданни. От своя страна Dolby Vision наскоро пренасочи стандарта си изцяло към софтуера, като по този начин елиминира досадния допълнителен хардуер и свързаните с него допълнителни разходи.

Когато дойде време да гледате различни формати на HDR съдържание, ще ви трябва дисплей, който поддържа подходящия стандарт. Съвместимите с HDR10 дисплеи са много често срещани и съответно HDR10 съдържанието се поддържа широко. Dolby Vision е по-рядко срещан, въпреки че някои телевизори рекламират поддръжка за стандарта за тези, които искат да гледат Dolby Vision съдържание. Пазарът на монитори изглежда се фокусира върху HDR10 засега, но все пак ще видим екрани с рекламирана поддръжка на Dolby Vision. Въпрос на време е.

Начини за постигане на висок динамичен диапазон и подобряване на контраста

Вероятно сте запознати с термина Dynamic Contrast Ratio (DCR), който се отнася до технология, която е широко използвана в монитори и телевизионни екрани от много години, въпреки че напоследък е загубила част от своята популярност. Динамичният контраст се основава на способността на екрана да увеличава или намалява цялата си яркост - в зависимост от съдържанието на конкретна сцена - чрез промяна на яркостта на модула за задно осветяване (BLU). Това „цялостно затъмняване“ работи по следния начин: в по-ярки сцени яркостта на подсветката се превключва на по-висока, в по-тъмни сцени се превключва на по-ниска. Понякога подсветката може дори да се изключи напълно, ако сцената на екрана е напълно черна. Разбира се, това рядко се случва в съдържанието от реалния живот, но може да се постигне конкретно при тестване, за да се определи дали точки с дори по-ниски нива на черно могат да бъдат възпроизведени - защото екранът по същество е изключен! Това позволява на производителите да задават изключително високи стойности на динамичен контраст, които могат да се използват за сравняване на разликата между най-яркото бяло (при максимален интензитет на фоновото осветление) и най-тъмното черно (при минимален интензитет на фоновото осветление и понякога дори когато фоновото осветление е напълно изключено). Тази техника стана много широко разпространена и сега вече виждаме луди DCR стойности, определени от производителите на екрани - от порядъка на милиони към едно. На практика постоянната промяна на яркостта на подсветката може да бъде разсейваща или досадна; много хора не го харесват и просто изключват тази опция. Всъщност променливата яркост на фоновото осветление не допринася много за разширяването на динамичния обхват при възприемането на контраста, тъй като когато яркостта на целия екран се променя бързо, човешкото око няма време да се адаптира към новата стойност на цялостната яркост и разликата между светли и тъмни зони в една и съща сцена остава същата.

Крайно локално затъмняване

Напоследък, когато говорят за възможни начини за преодоляване на редица ограничения по отношение на контраста на LCD дисплеите, производителите често използват термина „локално затъмняване“. Локалното затъмняване се използва за затъмняване на "локалните" области на екрана - областите от екрана, които трябва да са тъмни, се затъмняват, докато яркостта на другите области остава непроменена. Това помага за подобряване на видимия контраст и извеждане на детайли в тъмни сцени или съдържание с ниска яркост като цяло.

Има различни начини за създаване на локално затъмняване чрез затъмняване на фоновото осветление в множество локални области на екрана. Най-простият и най-евтиният подход е да се използва методът "локално затъмняване на ръба". Всички светодиоди за подсветка, използвани в този метод, са разположени по границите на екрана и са разделени на групи, които контролират яркостта на определени области (зони) на екрана. Колкото повече зони, толкова по-добре, тъй като контролът върху съдържанието на екрана става по-дискретен. В някои случаи такова локално затъмняване може да има някакъв положителен ефект върху DCR дисплеите, но по-често изобщо не помага. Понякога картината дори може да се влоши в резултат на това, ако цялостната промяна в яркостта се приложи едновременно към големи области на екрана. Това може да се повлияе от местоположението на светодиодите, например дали са разположени около периметъра на екрана или само по горната и долната или лявата и дясната граница. Технологията за локално затъмняване често се предлага само като опция, когато има ограничения на захранването или когато е необходим по-тънък форм-фактор, като например в някои телевизори и особено лаптопи. Edge локалното затъмняване все още се прилага в повечето настолни монитори. Той не е твърде скъп или твърде сложен за масова употреба и най-важното е, че осигурява ниво на локално затъмняване, което му позволява успешно да популяризира HDR технологията. 8-зонното осветление на ръбовете в настолните монитори е все още доста типично днес. Например моделът Samsung C32HG70 използва точно този тип подсветка за локално затъмняване.

Матрично локално затъмняване

Локалното затъмняване може да бъде създадено по по-оптимален начин - с помощта на "матрично локално затъмняване" (Full-Array Local Dimming, FALD), където, за разлика от периферните вериги, отделните светодиоди за подсветка, разположени зад LCD панела, образуват непрекъсната матрица. При компютърните монитори осветяването на ръбовете е много по-разпространен метод, но при телевизионните екрани методите за матрично задно осветяване са станали по-често срещани. Би било идеално всеки светодиод да има индивидуален контрол, но в действителност общата площ на подсветката на LCD екраните е разделена само на отделни „зони“, в които се извършва локално затъмняване. Повечето производители не разкриват колко зони се използват в конкретни модели, но обикновено броят на зоните е десетки. При някои телевизионни екрани от висок клас действителният брой на зоните е много голям - 384. Всяка зона покрива определена област от екрана, въпреки че изображения на обекти, по-малки от размера на зоната (например звезда на фона на нощното небе) не се възползват от локално затъмняване и може да изглеждат някак заглушени на екрана. Колкото повече зони и колкото по-малки са техните размери, толкова по-добър контрол върху яркостта на съдържанието на екрана.

Широкото навлизане на матричната технология за подсветка среща редица трудности. Първо, това е много по-скъпо от обикновеното ръбово осветление, така че трябва да се подготвите предварително за високата цена на дребно на дисплеите, които поддържат тази технология. 384-зоновата матрична осветителна система допринася значително за производствените разходи, което неминуемо се отразява на цената на дребно. На второ място, контролираната матрична LED подсветка изисква увеличаване на размера на екрана в дълбочина, така че тук дори ще видим известна крачка назад в сравнение с вече познатите ултратънки профили. Понастоящем само някои монитори поддържат технологията FALD, като има две разновидности: 27-инчови модели 16:9 с 384 зони на задно осветяване и 35-инчови ултрашироки модели 21:9 с 512 зони на задно осветяване. След това ще ги разгледаме по-подробно. Трябва да се има предвид, че мониторите с FALD технология се считат за най-добрите досега на теория, но на практика те могат да се проявят по различен начин. Използването на технологията FALD в мониторите само по себе си не означава, че те непременно ще бъдат много по-добри, то просто предполага техния по-висок потенциал, ако технологията бъде успешно внедрена.

Преглед на HDR съдържание

HDR екран и персонален компютър

В днешно време може да бъде доста трудно да разберете портовете за свързване, които поддържат HDR, и преди да купите модерен HDR монитор за вашия компютър, има няколко неща, които трябва да знаете. Първо, трябва да се уверите, че вашата операционна система (ОС) е съвместима с HDR. Например най-новите версии на Windows 10 поддържат HDR, но много операционни системи ще се държат малко по-различно, когато свържете новия си монитор към компютъра. Картината може да изглежда скучна и избледняла в резултат на това, че операционната система разпространява HDR настройките към цялото друго съдържание. Работата с HDR съдържание на теория трябва да върви гладко (ако сте успели да постигнете това, споделете опита си!) и да остави приятно впечатление за висок динамичен диапазон и широка цветова гама. На практика обаче нормалната ежедневна работа, дори и с включена опция HDR, трудно може да се нарече нормална. Windows поставя ограничение за яркостта на екрана от не повече от 100 cd/m2, тъй като пълната яркост на фоновото осветление от 1000 cd/m2 може да заслепи при работа със съдържание като документи на Word или Excel. Това ограничение има пряко въздействие върху възприемането на оригиналното изображение, намалявайки яркостта и наситеността на цветовете. Операционната система също се опитва да съпостави обикновено sRGB съдържание с по-широкото цветово пространство на HDR дисплей, което причинява допълнителни проблеми. За съжаление, в момента Windows не винаги автоматично превключва на HDR и обратно, когато разпознае съответното съдържание, така че това може да е случаят, когато трябва да влезете в секцията с настройки и ръчно да зададете желаната опция (настройки > дисплей > HDR и Разширен цвят > изкл./вкл.). Windows е в най-добрия си вид, когато използва HDMI - мониторът изглежда превключва правилно между SDR и HDR съдържание, когато е свързан по този начин, и се надяваме, че няма да се налага да включвате или изключвате опцията HDR в настройките на Windows всеки път, когато стартирате различни съдържание. Това не е признак за дефектен дисплей и може би с напредването на HDR технологията ще получим по-адекватна поддръжка от операционната система.

Споделянето на компютърно и HDR съдържание има още едно предизвикателство - поддръжка на графична карта. Най-новите карти на NVIDIA и AMD поддържат HDR и дори имат съответните портове: DisplayPort 1.4 или HDMI 2.0a+. Ако искате пълно HDR изживяване, ще ви е необходима графична карта от най-високо ниво. Съществуват и редица допълнителни усложнения, свързани с поточно предаване на видео на живо и сигурност (можете да ги проучите допълнително, ако желаете). Днес в продажба има видеокарти с поддръжка на HDR, но е малко вероятно скоро да поевтинеят.

Един последен проблем, който трябва да имате предвид, е поддръжката на HDR съдържание, когато се гледа на компютър. Понастоящем HDR филмови и видео продукти, включително тези, предлагани от стрийминг услуги като Netflix, Amazon Prime и YouTube, няма да се възпроизвеждат правилно на компютри поради редица проблеми със сигурността. Тези услуги предават поточно HDR съдържание чрез своите специални приложения директно към HDR телевизор, където независимият хардуер прави контрола много по-лесен. Като такова, значително количество HDR съдържание, предоставено от тези стрийминг услуги, в момента е трудно или невъзможно за гледане на персонален компютър. За щастие, свързването на външен Ultra HD Blu-ray плейър или HDR-съвместим приемник, като например Amazon Fire TV 4K, към вашия монитор опростява нещата чрез елиминиране на софтуерни и хардуерни проблеми, тъй като поддръжката на HDR е технически вградена в тези устройства.

Играта с висок динамичен диапазон на компютър е малко по-лесна, ако можете да намерите игри, които поддържат правилно HDR, вашата операционна система е съвместима с HDR и имате подходящата графична карта. Компютърните игри с поддръжка на HDR все още са малко - дори и да са на пазара за конзолни игри, те не винаги имат еквивалентна HDR версия за компютър. Очевидно с течение на времето ще има повече, но засега се създават в относително малки количества. Като цяло, това е доста сложна област на взаимодействие на компютър с HDR в момента.

HDR екран и външни устройства

За щастие, с външни устройства ситуацията е по-проста. Вградената хардуерна и софтуерна система на вашия Ultra HD Blu-ray плейър или приемник (Amazon Fire TV 4K HDR и др.) прави живота по-лесен. Показването на HDR съдържание на екрана от тези устройства е лесно – просто ви трябва правилният дисплей.

Игровите конзоли, които поддържат HDR, също заслужават внимание. Този сегмент от пазара вече е донякъде установен и благодарение на безпроблемния софтуерен и хардуерен дизайн на тези системи, няма да се налага да се притеснявате за възможни ограничения от операционната система или графичната карта, когато възпроизвеждате HDR съдържание. Поддръжката на HDR на игрови конзоли като PS4, PS4 Pro или X Box One S се постига, когато те са свързани към монитор чрез HDMI 2.0a порта.

HDR стандарти и сертифициране: ТВ сегмент

Въпреки че HDR съдържанието е създадено по специфични стандарти, самите HDR дисплеи могат да варират по отношение на характеристиките и поддръжката за различни аспекти на изображението. Телевизионните екрани, а отскоро и компютърните монитори, често се продават като "HDR", но се различават по своите спецификации и ниво на поддръжка за HDR технологията. UHD Alliance беше създаден, за да спре злоупотребата с термина HDR, предимно на телевизионния пазар, и да предотврати продължаващото разпространение на подвеждащи спецификации и маркетингови брошури. Този съюз е консорциум, който включва производители на телевизори, разработчици на технологии и студия, които произвеждат телевизионни програми и филми. Преди това нямаше ясни стандарти за HDR и нямаше спецификации, разработени от производителите на дисплеи, които да предоставят на потребителите информация за нивото на поддръжка на HDR. На 4 януари 2016 г. Ultra HD Alliance публикува изисквания за сертифициране за „правилен HDR дисплей“, с акцент върху телевизионния сегмент, тъй като по това време компютърните монитори с HDR все още не са се появили на пазара. Документът формулира накратко основните разпоредби на стандарта за „правилна“ поддръжка на HDR, както и редица други ключови изисквания, задължителни за производителите, които ще сертифицират своя екран като „Ultra HD Premium“. Спецификацията Ultra HD Premium се фокусира върху контраста и цветовата ефективност.

Контраст/Яркост/Дълбочина на черното

Има две опции за спецификация - съответно за LCD и OLED дисплеи - които директно се отнасят до HDR аспектите.

Опция 1.Максималната яркост е 1000 cd/m2 или повече, нивото на черното е по-малко от 0,05 cd/m2, което води до контрастно съотношение от 20 000:1. Тази спецификация представлява стандарта Ultra HD Alliance за LCD дисплеи.

Вариант 2.Максималната яркост е повече от 540 cd/m2, нивото на черното е по-малко от 0,0005 cd/m2, което води до стойност на контраста от 1 080 000:1. Тази спецификация съответства на стандарта за OLED дисплеи. OLED технологията в момента се бори за подобряване на максималната яркост. Въпреки това, въпреки че все още не може да осигури същата висока яркост като LCD екраните, много по-голямата дълбочина на черното позволява на OLED екраните да постигнат много висок контраст, за да задоволят изискванията за HDR.

В допълнение към аспектите, свързани с HDR, стандартът Ultra HD Premium включва редица други важни изисквания, които са задължителни за успешно сертифициране:

разрешение– Дисплей, обозначен като „Ultra HD Premium“, трябва да осигурява разделителна способност от поне 3840 x 2160. Тази разделителна способност често се нарича „4K“, но официално това е „Ultra HD“ резолюция, а „4K“ е 4096 x 2160.

Дълбочина на цвета– дисплеят трябва да приема и обработва 10-битов цветен сигнал, за да осигури по-голяма дълбочина на цвета. Това предполага възможност за обработка на сигнал с повече от 1 милиард цвята.Може би често сте чували за телевизори с 10-битов цвят или по-скоро "дълбок цвят". Тази обработка на 10-битовия сигнал позволява по-плавно възпроизвеждане на цветовете на екрана и тъй като задачата не е да се покаже цялата цветова палитра на телевизора, а само да се обработи 10-битовият сигнал, увеличаването на цвета дълбочината не е голям проблем.

Цветова гамаЕдно от изискванията за сертифициране на Ultra HD Alliance е, че Ultra HD Premium дисплей трябва да осигурява по-широка цветова гама от типичните стандарти за подсветка. Цветовата гама на телевизионния екран трябва да покрива стандартния sRGB/Rec. 709 (35% от цветовата гама на човешкото око), което е около 80% от това, което се изисква съгласно условията за сертифициране. По отношение на цветовата гама дисплеят трябва да отговаря на стандарта DCI-P3 (54% от цветовата гама на човешкото око), установен за цифровите кина. Това разширено цветово пространство позволява по-широка гама от цветове - 25% повече от sRGB (т.е. 125% sRGB). Всъщност тази стойност не е много по-голяма от цветовата гама на Adobe RGB, която е приблизително 117% sRGB. Освен това е известно още по-широко цветово пространство (приблизително 76% от цветовата гама на човешкото око), което се нарича BT. 2020 г. и е още по-амбициозна цел за производителите на дисплеи в бъдеще. В момента нито един потребителски дисплей няма цветова гама, близка до 90% BT. 2020 г., но много формати на HDR съдържание, включително общодостъпния HDR10, използват това цветово пространство, за да се подготвят за бъдещето, което зависи от разработчиците на дисплеи.

Опции за свързване– Телевизорът изисква HDMI 2.0 интерфейс. Тази програма за сертифициране първоначално е разработена за пазара на телевизори, но на пазара на компютърни монитори DisplayPort също е често срещана опция, използвана за поддържане на по-високи (над 60 Hz) честоти на опресняване. Така че няма да се изненадаме, ако програмата за сертифициране Ultra HD Premium направи промени в мониторите, за да включи DisplayPort в списъка с поддържани интерфейси.

Дисплеите, които са официално сертифицирани да отговарят на тези изисквания, могат да бъдат оборудвани с логото "Ultra HD Premium", което е специално проектирано за тази цел. Моля, имайте предвид, че някои дисплеи, които нямат това лого, все още се продават като HDR дисплеи. Спецификациите на HDR са само част от програмата за сертифициране, така че екранът може да поддържа HDR, но да не отговаря на други допълнителни изисквания за Ultra HD Premium (като цветова гама). Ако даден екран твърди, че поддържа HDR, но няма логото Ultra HD Premium, не е ясно как той постига висок динамичен диапазон и дали наистина отговаря на минималните изисквания, които Ultra HD Alliance е поставил за самия HDR. В такива случаи може да добиете известна представа за предимствата на HDR, но тя ще бъде непълна. Ако дисплеят е преминал сертификация и е получил логото Ultra HD Premium, тогава можете да сте сигурни, че гледате „пълен HDR“ - поне както този термин се разбира от разработчиците на съответната спецификация от Ultra HD Alliance.

Монитори с HDR – кои са „правилните“?

Телевизионният пазар повече или по-малко е определил изискванията за поддръжка на HDR и е много добре, че има Ultra HD Premium стандарт за телевизионни екрани. Но кой HDR компютърен дисплей е „правилният“? Ако се върнете малко назад, ще забележите, че споменахме начинпостигане на висок динамичен диапазон (използвана опция за локално затъмняване) като важен аспект. Например, може да имате дисплей, който отговаря на всички Ultra HD Premium спецификации, но има малък брой зони за затъмняване в система с ръбово осветление. Формално всички изисквания са изпълнени, но действителното HDR изживяване може да е слабо. От друга страна, може да имате дисплей с много добра реализация на технологията FALD, но въпреки това да не отговаря на всички Ultra HD Premium спецификации – например това е относително малък дисплей, който не осигурява пълна Ultra HD резолюция. Технологията FALD предлага по-добър контрол на локалното затъмняване, което води до цялостно HDR изживяване, което може да бъде много по-добро от това на първия дисплей, който отговаря на всички изисквания за сертифициране, но има по-слаба система за подсветка с локално затъмняване. Вторият дисплей не може да се класифицира като "правилен" HDR дисплей, въпреки че на практика се представя по-добре. Изборът и прилагането на конкретна технология за локално затъмняване в дисплея е от голямо значение.

Когато избирате телевизор с HDR, просто трябва да обърнете внимание на системата за подсветка и наличието на логото Ultra HD Premium, без да изключвате възможни несъответствия между характеристиките, посочени в документацията и стандарта.

Възможно ли е всичко това да се пренесе на пазара на монитори? Тук отново ситуацията е по-сложна. Първо, ние не смятаме, че резолюцията Ultra HD 3840 x 2160 е необходима за повечето монитори. За широкоформатен телевизионен екран това е много по-важно, но на обикновен компютърен монитор 24-27" нямате нужда от този тип резолюция. Изображението ще бъде достатъчно рязко и ясно и без него, а екранът ще може да обработват съдържание с по-висока разделителна способност (например формат Blu-ray Ultra HD), намалявайки разделителната способност без забележима загуба на качество на изображението - разбира се, ако гледате екрана от малко по-голямо разстояние от обичайното за гледане на мултимедийно съдържание. Това само по себе си създава проблеми с Ultra HD Premium сертификат.

Друг спорен въпрос е максималната яркост. Стандартът Ultra HD Premium определя стойност от 1000 cd/m2. Това е добре за телевизор, който гледате от няколко метра, но какво ще кажете за компютърен монитор, който обикновено е на около половин метър? Яркост от 1000 cd/m2 е необходима, за да се осигури максимален детайл в ярки сцени, но всъщност причинява повече напрежение на очите при близко разстояние. Това прави аргумент за намаляване на настройката за максимална яркост за компютърни монитори и докато някои детайли могат да бъдат загубени в светлинни ефекти и много ярки сцени (въпреки че детайлите все още ще бъдат много по-добри, отколкото в SDR), ще избегнете проблеми, свързани с дискомфорт от високо яркост от близко разстояние. Тук не даваме ясни препоръки за или против, а просто посочваме областта на възможно несъгласие.

Освен това спецификацията Ultra HD Premium в момента не се отнася за обичайния DisplayPort интерфейс за компютри. Докато екранът трябва да има HDMI 2.0a+ порт, който е удобен за свързване на външни устройства, DisplayPort за свързване към компютър вероятно ще трябва да бъде включен в спецификацията. На теория бихте могли да имате чисто компютърен монитор без никакви HDMI портове, но с DP 1.4 за осигуряване на HDR поддръжка и в момента няма да е съвместим с Ultra HD Premium, което изисква HDMI за HDR-съвместими връзки.

Може би трябва да има някои алтернативни програми за сертифициране за HDR монитори, които да вземат под внимание проблемите, обсъждани тук, и да помогнат да се избегне черно-бялата класификация на „той не поддържа Ultra HD Premium, така че това е „грешен“ HDR дисплей“ ". Смятаме, че подобна аргументация не е напълно коректна.

По наше мнение в момента способността на компютърен монитор да поддържа HDR се определя от следните параметри (в низходящ ред на важност):

1) Технология за локално затъмняване– FALD технологията е за предпочитане, като колкото повече зони, толкова по-добре.

2) Контраст– 20 000:1 или повече, като за телевизия.

3) Дълбочина на цвета и цветова гама– допълнителното цветово пространство прави осезаема разлика във възприемането на изображението.

4) Максимална яркост– Пълна яркост от 1000 cd/m2 не е необходима и не е задължително да е идеална. Все пак е необходима яркост над обичайните 300-350 cd/m2, за да оцените напълно предимствата на HDR пред SDR екраните. В момента, като се вземат предвид възможностите на производителите на панели, максималните стойности на яркост в района на 550-600 cd/m2 изглеждат оптимални за широко използване.

5) Опции за свързване– Ще ви е необходим HDMI 2.0a+ или DisplayPort 1.4, за да поддържате HDR, и смятаме, че DP също трябва да се вземе предвид за бъдещо сертифициране на дисплея.

6) разрешение– за относително малки компютърни екрани не е необходима разделителна способност Ultra HD.

HDR на пазара на компютърни монитори

Вече споменахме в началото, че терминът HDR по отношение на компютърните монитори започна да се използва все по-често, включително в прессъобщения за предстоящи модели. И въпреки това, производителите на монитори представят смесица от спецификации в опит да позиционират своя дисплей като "HDR" - новата модна дума на този пазар.

Ето, например, моделът LG 32UD99 (вижте снимката по-горе), за който се твърди, че има Ultra HD резолюция, 95% DCI-P3 цветова гама и поддръжка на HDR10 формат. Въпреки това, нито спецификационният лист, нито материалите за пресата казват нещо за използваната опция за локално затъмняване и ние предполагаме, че има ръбово осветление. Показаните стойности на осветеност - средна осветеност 350 cd/m2 и максимална осветеност 550 cd/m2 - не отговарят на изискването за праг на Ultra HD Premium - или пълната стойност на осветеност на HDR10 от 1000 cd/m2. Това е странно, тъй като LG специално посочи поддръжката на HDR10 като една от характеристиките на своя екран. Тоест в случая HDR не се предлага изцяло и има редица въпроси как ще изглежда на практика. Спецификацията на монитора на LG използва следното специално лого: „HDR за компютър“.

Още повече объркване възникна с термина HDR във връзка с монитора Dell S2718D. Съобщението за пресата на Dell се посочва като резюме: „HDR мониторът на Dell е предназначен за потребители на компютри със спецификации, които се различават от съществуващите телевизионни стандарти за HDR. Моля, прегледайте спецификациите внимателно за повече подробности.“Тук поне те не обещават на потребителите „пълна поддръжка на HDR“. Този екран предлага само разделителна способност от 2560 x 1440, яркост от 400 cd/m2 и цветова гама от само 99% sRGB / Rec. 709. Нищо не се споменава за технологията за локално затъмняване и може само да се гадае какво предлагат там, за да осигурят така наречената HDR поддръжка. Нито една от спецификациите не беше дори близо до телевизионните стандарти, върху които производителите на монитори можеха поне да се съсредоточат.

Следва BenQ SW320 (вижте също фигурата по-горе) - специализиран екран, предназначен за професионална обработка на снимки. Тук спецификацията, по отношение на декларираната поддръжка на HDR и някои аспекти на производителността, поне изглежда ориентирана към изискванията на телевизионния стандарт: Ultra HD резолюция, 10-битова дълбочина на цвета и 100% DCI-P3 цветова гама. Посочената яркост обаче е само 350 cd/m2, така че отново възникват въпроси относно полученото качество на поддръжката на HDR.

По този начин в момента има много модели на пазара на компютърни монитори, които твърдят, че са "HDR дисплеи" и редица спецификации, които не отговарят на нито един стандарт. Подобна беше ситуацията на телевизионния пазар, когато се появиха първите телевизори с HDR и това беше една от причините Ultra HD Alliance да разработи своята система за стандартизация и сертифициране. Рано или късно нещо подобно трябваше да се случи на пазара на компютърни монитори - заимстване или добавяне към стандарта "Ultra HD Premium" или нещо друго. По-специално, двамата водещи производители на графични карти изглежда имат свои собствени идеи относно сертифицирането и стандартите за HDR в този сегмент. А в края на миналата година VESA представи системата за сертифициране “DisplayHDR”. Всичко това ще бъде обсъдено допълнително. Засега бихме ви посъветвали да бъдете внимателни, когато чуете термина „HDR“ по отношение на компютърни монитори, тъй като всъщност може да означава много различни неща. Ще се опитаме да подчертаем характеристиките на конкретни модели, които ще бъдат обявени като дисплеи с HDR поддръжка в нашите новини и ревюта.

Подходът на NVIDIA и HDR игрови дисплеи с FALD технология

През януари 2017 г. NVIDIA обяви разработването на ново поколение технология G-sync. Технологията G-sync осигурява поддръжка на променлива честота на опресняване, за да помогне за подобряване на производителността при игри на съвместими графични карти и дисплеи, като същевременно избягва проблеми като разкъсване на екрана и заекване в игри, където честотата на кадрите може да варира в играта. Новото поколение на G-sync е насочено към предоставяне и на HDR поддръжка и се нарича "G-sync HDR". Тази технология е разработена от NVIDIA в партньорство с AU Optronics, един от най-големите производители на екранни панели. За разлика от HDR телевизорите, G-sync HDR мониторите, които съчетават предимствата на G-sync с поддръжка на HDR съдържание, са проектирани от самото начало, за да избегнат повечето от проблемите със закъснението при въвеждане, които измъчват HDR телевизорите. Освен това, и може би дори по-важно от гледна точка на поддръжката на HDR, новите G-sync HDR дисплеи ще включват система за подсветка FALD, за да извлечете максимума от локалното затъмняване и самия HDR. Поне така казват.

Има също признаци, че заедно с поддръжката на HDR, NVIDIA работи за покриване на останалите изисквания на стандарта Ultra HD Premium за дисплеи. Дисплеите с G-sync HDR ще имат цветова гама, много близка до DCI-P3. Необходимата ширина на цветовата гама (~125% sRGB) ще бъде постигната чрез използването на новоразработена технология Quantum Dot. Технологията Quantum Dot Enhancement Film (QDEF) се използва за създаване на по-дълбоки, по-богати цветове на екрана. Използван за първи път в телевизори от висок клас, QDEF филмът е покрит с наноскопични точки, които излъчват светлина с точно определен цвят в зависимост от размера на точката, като по този начин възпроизвежда ярки, наситени и редуващи се нюанси в целия цветови диапазон - от тъмно зелено до червено до ярко синьо. Това е модерен, по-рентабилен начин за постигане на по-широка цветова гама от sRGB, без необходимост от напълно дискретно (и по-скъпо) RGB-LED задно осветяване. Такава подсветка, която осигурява широка цветова гама, понякога се среща само в професионални екрани, но ще видите технологията Quantum Dot на много екрани във всеки пазарен сегмент. Основните, мултимедийни и геймърски дисплеи масово ще използват технологията Quantum Dot, ако това е изборът на производителите. Зависи и от избора на екранен панел и вида на подсветката. Технологията Quantum Dot може да се използва в екрани с конвенционална W-LED подсветка за увеличаване на цветовата гама, както и в екрани с матрична подсветка, като новите екрани с поддръжка на G-sync HDR. Използването на технологията Quantum Dot обаче не означава непременно поддръжка на HDR. Можете да намерите много дисплеи с квантова точка, които не предлагат HDR и нямат матрична подсветка. Тези дисплеи използват Quantum Dot просто за увеличаване на цветовата гама и предоставяне на по-живи, богати цветове, които обикновено са добре дошли в игри и мултимедия. За дисплеи с HDR, технологията Quantum Dot е метод за увеличаване на цветовата гама, включително за да отговарят на стандарта Ultra HD Premium. Дисплеите с технологията NVIDIA поддържат HDR, използвайки матрична система за задно осветяване за създаване на локално затъмняване, докато използват технологията Quantum Dot за разширяване на цветовата гама.

През 2017 г. бяха обявени няколко дисплея с поддръжка на технологията G-sync HDR, първият от които беше Asus ROG Swift PG27UQ. Този модел използва 384-зонова FALD подсветка и предлага 3840 x 2160 Ultra HD резолюция, 1000 cd/m2 пикова яркост, 125% sRGB цветова гама и други впечатляващи характеристики като 144 Hz честота на опресняване (първата за Ultra HD дисплей) . Конкуренцията идва от моделите на Acer - Predator X27, и на AOC - AGON AG273UG. Това са всички 27-инчови модели и е интересно да се види внедряването на технологията FALD за оптимална поддръжка на HDR. Тези дисплеи бяха отложени през 2017 г. и е малко вероятно да пристигнат през първото тримесечие на 2018 г.

Бяха представени и два по-големи екрана: Acer Predator X35 и Asus ROG Swift PG35VQ - 35-инчови ултрашироки модели с 512 FALD зони на подсветка. Тези дисплеи предлагат разделителна способност от 3440 x 1440 (което технически не отговаря на изискването за Ultra HD резолюция от 3840 x 2160), но се твърди, че имат максимална яркост от 1000 cd/m2 и цветова гама от 90% DCI-P3.

Възможно е G-sync HDR линията дисплеи на NVIDIA да се развие към покриване на съществуващия стандарт "Ultra HD Premium", но познавайки NVIDIA, е лесно да си представим, че те могат да въведат свой собствен "по-добър" стандарт за сертифициране на дисплеи с G-sync HDR поддържа. Официалният документ на NVIDIA гласи това „Един HDR дисплей изисква усъвършенствани технически решения, които осигуряват комбинация от висока яркост, висок контраст, широка цветова гама и висока честота на опресняване.“Първите три изисквания са неразделна част от спецификациите Ultra HD Premium, а последното е допълнение от NVIDIA, очевидно предназначено да използва G-sync и да стимулира по-нататъшното развитие на дисплеи с високи (повече от 60 Hz) честоти на опресняване. Например, гореспоменатите 27-инчови модели имат 144Hz честота на опресняване, докато 35-инчовите модели предлагат 200Hz. Така че най-вероятно вместо логото Ultra HD Premium, съответните дисплеи ще носят логото „NVIDIA G-sync HDR“. Времето ще покаже.

Специална забележка от гледна точка на използването на видеокарти: графичните процесори на NVIDIA с архитектури Maxwell и Pascal поддържат формата HDR10 чрез DisplayPort и HDMI интерфейси, а NVIDIA непрекъснато наблюдава и оценява нови формати и стандарти, когато станат достъпни.

Подходът на AMD и технологията FreeSync 2

Миналата година AMD обяви най-новата си разработка в областта на технологията с променлива честота на опресняване FreeSync, която се развива успешно от 2015 г. Новата версия на технологията, наречена FreeSync 2, също се фокусира главно върху честотата на опресняване на екрана, но вече включва поддръжка за висок динамичен обхват (HDR). Той не е проектиран като заместител на FreeSync, а като цялостно решение за това, което AMD и нейните партньори на пазарите за монитори и игри могат да направят, за да подобрят изживяването при игри от висок клас. FreeSync 2 е по-фокусиран върху високия ценови сегмент на пазара на игри, което се обяснява с разходите за разработване на тази технология.

В основата на разработката е поддръжката на HDR. Както Брандън Честър многократно е заявявал в Anandtech, поддръжката на дисплея за технологиите на Windows от следващо поколение е в най-добрия случай хаотична. HiDPI не работи по предназначение и не е имало цялостно и последователно решение за поддръжка на монитори с HDR и/или цветови гами, по-големи от sRGB. Последните актуализации на Windows 10 помогнаха малко, но те не решават всеки проблем и очевидно не са предназначени за геймъри с по-стари операционни системи. Windows просто няма вградени подходящи канали за поддръжка на HDR, което затруднява използването на HDR дисплей с Windows. Друг проблем е, че HDR мониторите може да имат допълнителни входни закъснения, създадени от техните вътрешни процесори.

FreeSync 2 се справя с тези проблеми, като променя цялата система за пренос на данни на дисплея, което трябва да премахне проблемите с Windows и, ако е възможно, да облекчи монитора. Технологията AMD FreeSync 2 е по същество оптимизация на системата за предаване на дисплея, за да улесни поддръжката на HDR и широка цветова гама, както и да подобри производителността на екрана. Това също помага за намаляване на латентността, включително допълнително забавяне при въвеждане при обработка на HDR сигнал. Можете да прочетете за технически подробности и изисквания на уебсайта на Anandtech.

Тъй като всички карти на AMD с FreeSync 1 (включително тези с архитектура GCN 1.1 и по-нова) вече поддържат както HDR, така и променлива скорост на опресняване, FreeSync 2 също ще работи на тези карти. Всички графични процесори, които поддържат FreeSync 1, ще могат да поддържат FreeSync 2. Ще трябва само да актуализирате драйверите.

Въпреки че предполагаме, че спецификациите на FreeSync 2 едва стигат до етапа на сертифициране, вече има няколко монитора, които поддържат FreeSync 2. Например Samsung C32HG70 поддържа AMD FreeSync и HDR. Този модел използва ръбово осветление за създаване на локално затъмняване и не отговаря на спецификациите Ultra HD Premium, което предполага, че подходът на AMD към поддръжката на HDR може да е по-гъвкав.

DisplayHDR стандарти

Както неведнъж сме казвали, стандартът Ultra HD Premium HDR е разработен за телевизионни екрани. И така, в края на 2017 г. VESA представи новата си система за сертифициране “DisplayHDR” - вече за компютърни монитори. Той е разработен с участието на повече от 20 компании, включително AMD, NVIDIA, Samsung, Asus, AU Optronics, LG.Display, Dell, HP и LG, и представлява „Първият напълно отворен стандарт в индустрията на компютърните дисплеи, определящ качеството на HDR изображението и свързаните с него изисквания за яркост, цветова гама, дълбочина на цвета и време за реакция на яркостта.“

В първото издание на DisplayHDR версия 1.0, те се фокусираха върху LCD дисплеи, очевидно оставяйки проблемите с HDR сертифицирането за OLED и други технологии за бъдещето. За компютърните LCD дисплеи в системата за сертифициране DisplayHDR са въведени 3 нива: ниско, средно и високо. Класификацията на VESA е както следва (цитираме):

Начално ниво HDR	Значителна стъпка напред в сравнение със SDR: истинско 8-битово качество на изображението – наравно с първите 15% от днешните компютърни дисплеи; Технология за пълно затъмняване – увеличава динамичния контраст; максимална яркост от 400 cd/m2 – до един и половина пъти повече от тази на конвенционален SDR екран; минимално необходимите стойности на контраста и цветовата гама надвишават SDR.
Високопроизводителни монитори за компютри и лаптопи за професионалисти и ентусиасти	Истински висококонтрастен HDR със забележими светлинни ефекти: максимална яркост от 600 cd/m2 – два пъти повече от конвенционалните дисплеи: необходимата стойност на моментната обща яркост осигурява реалистични ефекти в игри и филми; Контраст в реално време с локално затъмняване – създава впечатляващи светлинни ефекти и дълбоки тъмни тонове; увеличаване на цветовата гама, забележимо с просто око в сравнение с DisplayHDR 400; 10-битова дълбочина на цвета.
Компютърни монитори за професионалисти, ентусиасти и разработчици на съдържание	HDR от най-висок клас с локално затъмняване, висок контраст и усъвършенствани огледални светлинни ефекти: Максимална яркост от 1000 cd/m2 – повече от три пъти яркостта на конвенционалните дисплеи: изискваната стойност на моментна обща яркост осигурява ултрареалистични ефекти в игри и филми; висока производителност и безпрецедентно време на изпълнение при висока яркост - идеална комбинация за разработване на съдържание; локалното затъмняване осигурява два пъти по-голям контраст в сравнение с DisplayHDR 600; много забележимо увеличение на цветовата гама в сравнение с DisplayHDR 400; 10-битова дълбочина на цвета.

Характеристиките, избрани като критерии за класификация, също са изброени на уебсайта на VESA в следната таблица:

Характеристика	Декодиране	Редовен дисплей (SDR)	Дисплей HDR400	Дисплей HDR600	Дисплей HDR1000
	Яркост, cd/m2, не по-малко
Максимална локална яркост	Яркост на малка част от екрана (огледални светлинни ефекти в игри и филми)	250-300	400	600	1000
Максимална моментна обща яркост	Яркост при възпроизвеждане на кратки светкавици на целия екран (експлозии и специални светлинни ефекти в игри и филми)	250-300	400	600	1000
Максимална средна обща яркост	Яркост по време на продължително възпроизвеждане на статични сцени с висока яркост (включително при създаване на съдържание, включително обработка на снимки)	250-300	320	350	600
	Ниво на черно, cd/m2, не повече
Ъгъл максимум	Показва количеството контраст, което може да се постигне на LCD екрани с ниво 600 и 1000 (използвайки локално затъмняване)	0,50-0,60	0,40	0,10	0,05
Тунелен максимум	Показва, че LCD панелът отговаря на изискването за контраст 955:1 (при използване на глобално или локално затъмняване)	0,50-0,60	0,10	0,10	0,10
	Цветова гама
Минимална цветова гама във формат CIE 1976 u, v	Цветово пространство, базирано на BT.709/sRGB и DCI-P3 за гарантирано най-добро възпроизвеждане на цветовете. Фокусира се върху текущите стандарти за цифрово кино и уеб съдържание, за разлика от задаването на проценти от NTSC	не повече от 95% sRGB	95% ITU-R BT.709		99% ITU-R BT.709 и 90% DCI-P3 65 (SMPTE RP 4 31-2)
	Дълбочина на цветопредаване, битове на канал, не по-малко
Ширина на сигнала	Повечето съвременни дисплеи използват 6-битови пикселни драйвери и емулират 8-битово качество на изображението, използвайки дитъринг алгоритми. Нивата на DisplayHDR 600 и 1000 изискват 10-битова дълбочина на цвета - постигната най-малко чрез използване на 8-битови драйвери и 2-битов дитъринг	8	10	10	10
Битова дълбочина на пиксела		6	8	8	8
	Време за реакция, не повече
Време за реакция при увеличаване на яркостта (черно към бяло)	За LCD панели с локално затъмняване този параметър показва нивото на синхронизация между основния видеосигнал и сигнала, който управлява яркостта на подсветката. Ако латентността е твърде висока, предимствата на високия динамичен обхват (HDR) са значително намалени. По правило времето за реакция при увеличаване на яркостта е значително по-малко от 8 кадъра	N/A	8 кадъра	8 кадъра	8 кадъра

Тъй като идеята за въвеждане на известно унифициране на пазара за компютърни монитори с HDR ни се струва много осъществима, ние също ще изразим нашите мисли по този въпрос. Основното безпокойство е, че изискванията за базовите HDR дисплеи са много ниски, което може да насърчи някои производители да участват в нечестен и подвеждащ маркетинг. Може би под техен натиск VESA прие толкова ниски стандарти, че им позволи да скочат и да продават своите екрани като "HDR" сертифицирани? Вече очакваме с нетърпение да видим множество сертифицирани екрани "DisplayHDR 400" да се появят на пазара, обещавайки поддръжка на HDR съдържание и съответстваща производителност. Зле информиран потребител може да приеме това за чиста монета, докато всъщност, доколкото можем да кажем, ниво 400 от тази класификация не предлага нищо, което по отношение на технически характеристики и възможности да доближи екрана до истинския HDR . Не виждаме как тези екрани ще бъдат значително по-добри от повечето дисплеи, които са били налични преди появата на HDR. Нека обясним.

Ако погледнете изискванията на стандарта за ниво DisplayHDR 400, ще видите 8-битово качество на изображението, но IPS и VA панелите 27" и по-високи вече отговарят на това изискване. Много панели TN Film (в същия размер) също са 8- bit.bit.За увеличаване на контраста стандартът осигурява поддръжка само за обща технология за затъмняване.Той работи само с яркостта на целия екран в зависимост от съдържанието на конкретна сцена, с други думи това е отдавна известната технология за динамичен контраст (DCR). Да, на практика леко увеличава динамичния контраст, но DCR до голяма степен е загубил популярност за дълго време. Много хора не го харесват и най-важното е, че такъв екран няма да покаже реалните предимства на HDR в сравнение с картината, която DCR системата за задно осветяване може да осигури.Това е локално затъмняване с дискретно управление Подсветката в малки зони определя способността на екрана да възпроизвежда HDR изображение, което го отличава от конвенционалните екрани. И честно казано, ние не смятаме, че екран без локално затъмняване по един или друг начин не трябва да се рекламира като HDR. Изискването за максимална яркост е само 400 cd/m2 - стойност, която вече е постигната в редица дисплеи, появили се още преди HDR. Въпреки че повечето дисплеи днес предлагат нива на яркост от 300-350 cd/m2, малко увеличение до 400 cd/m2 не прави съществена разлика. Това не ни доближава до максималните стойности на яркост в HDR10 и Dolby Vision (и други). Таблицата със спецификациите също така изброява изискванията за контраст, които за тези екрани трябва да бъдат "поне 955:1" ... и вече се постигат в повечето съвременни панели. Въпреки че стойността, посочена в таблицата за характеристиката „тунел“, ни обещава контраст от поне 4000:1. И накрая, по отношение на цветовата гама, DisplayHDR 400 изисква само 95% от цветовото пространство ITU-R BT.709, т.е. по същество 95% sRGB, което почти всеки дисплей може да осигури днес.

Сега можете да разберете защо сме загрижени за базовия стандарт DisplayHDR 400 - това може да доведе до масова злоупотреба с HDR сертифицирането за дисплеи, които изглеждат много малко (или нищо) по-различно от конвенционалните модели. Стандартите DisplayHDR 600 и 1000 за щастие са по-адекватни и вече попадат в сферата на това, което бихме нарекли добър или правилен HDR. Нивото DisplayHDR 600 изисква максимална яркост от 600 cd/m2, което е значителна стъпка в сравнение с конвенционалните дисплеи и отговаря на високата яркост на HDR съдържанието. В допълнение, ниво 600 предполага поддръжка на 10-битов цветен сигнал (дълбочина на цвета - 8 бита + FRC), контрастно съотношение 6000:1 и най-важното - задължително използване на локално затъмняване. Необходимата цветова гама също е увеличена до 90% DCI-P3, което вече се доближава до телевизионните стандарти. Модели като Samsung C32HG70 се вписват добре в тази средна категория HDR дисплеи.

Най-високото ниво на DisplayHDR 1000 е много близо до Ultra HD Premium TV стандарта. Изисква максимална яркост от 1000 cd/m2, контрастно съотношение 20 000:1, поддръжка за 10-битова дълбочина на цвета (поне 8-бита+FRC) и цветова гама от 90% DCI-P3. И отново - необходимостта от използване на локално затъмняване. Очакваме, че повечето модели с това ниво на яркост ще изискват технологията FALD, въпреки че тя не е посочена като конкретно изискване в тази програма за сертифициране. Друг интересен момент: за нива 600 и 1000 е посочено „времето за реакция при увеличаване на яркостта“ (от черно към бяло). Тази характеристика няма нищо общо с времето за реакция на пиксела в обичайния смисъл, но определя колко бързо реагира подсветката при преход от черно изображение към бяло - т.е. колко време отнема преминаването от минималната яркост на тъмна HDR сцена до максималната яркост на бяло петно, когато се появи. Краткото време за реакция на подсветката гарантира, че няма досадни забавяния при потъмняване или осветяване на изображението, както и размазани следи зад движещи се обекти. Стандартът VESA DisplayHDR определя времето за реакция от 10% праг на яркост до максимална яркост. За HDR 600 и 1000 дисплеи VESA е задала максимално време за реакция от 8 кадъра, въпреки че очаква това да е по-малко в повечето случаи. На 60Hz екран 8 кадъра са еквивалентни на приблизително 133,33ms, което е много по-бързо от, например, подобно време за реакция на монитора Dell UP2718Q (около 624ms). Ще бъде интересно да видим колко дисплеи днес отговарят на това изискване. При честота 100 Hz времето за реакция не трябва да надвишава 80 ms, а при 144 Hz не трябва да надвишава 55,56 ms.

Стандартът VESA не налага специални изисквания към разделителната способност и съотношението на страните на HDR екрана. Смятаме, че това е добра идея, предвид разнообразието от разделителни способности, размери и формати на компютърните монитори. Характеристиките на аудио системата също останаха зад кулисите, тъй като не са свързани с HDR. В допълнение, VESA е първата организация за стандарти и сертифициране, която разработва отворена методология за тестване, която ще позволи на потребителите да тестват HDR дисплеи, без да се налага да инвестират в скъпо лабораторно оборудване. Тестът DisplayHDR ще бъде наличен през първото тримесечие на 2018 г.

В нашите следващи ревюта на HDR дисплеи ще разгледаме тяхното представяне спрямо различни стандарти, както и - когато стане наличен - нов софтуер за тестването им.

Заключение

За да обобщим, HDR технологията е проектирана да създава по-динамични изображения и се подкрепя от факта, че необходимите подобрения на контраста трябва да бъдат постигнати в рамките на ограниченията на технологиите на екранния панел. Това представлява значително подобрение в производителността на екрана и представлява прогресивна тенденция в технологията на дисплея. Има няколко начина за внедряване на HDR поддръжка с помощта на управление на подсветката, някои от които са по-ефективни (най-предпочитан е матричният метод на подсветка). На телевизионния пазар технологията HDR се развива от две до три години, до голяма степен поради появата на голям брой игри и филми във формат HDR. Когато производителите на телевизори говорят за HDR, те са склонни да комбинират висок динамичен обхват с други характеристики на екрана, а именно висока разделителна способност (обикновено Ultra HD 3840 x 2160) и широка цветова гама (близо до DCI-P3). Поради злоупотребата с термина HDR на телевизионния пазар и появата на много различни спецификации и стандарти за телевизионни екрани, Ultra HD Alliance беше основан, за да възстанови реда. Тази организация разработи програмата за сертифициране "Ultra HD Premium", която определя изискванията към екрана по отношение на HDR, цветови характеристики, разделителна способност и т.н. Тези изисквания се превърнаха в един вид "златен стандарт" за телевизори с HDR.

HDR технологията дойде на пазара на компютърни монитори по-късно. По отношение на гледането на съдържание, използването на HDR на компютър все още е доста трудно, но свързването на външни устройства като Ultra HD Blu-ray плейъри и модерни конзоли за игри към монитора прави нещата много по-лесни. По отношение на параметрите на самия дисплей, за разлика от вече наложилия се телевизионен пазар, няма пълна яснота в тълкуването на термина HDR по отношение на компютърен монитор, а се предлагат съвсем различни спецификации. С една дума, още няма ред. NVIDIA и AMD разработват свои собствени подходи към стандартизацията в тази област, а технологията NVIDIA G-sync HDR, съдейки по спецификациите, е ориентирана към съществуващия стандарт Ultra HD Premium TV. Въпреки че VESA представи своята система за сертифициране DisplayHDR, най-вероятно още известно време ще останем в ситуация, подобна на тази на пазара на телевизори, когато също бяха предложени различни спецификации и интерпретации, заедно с общо (не)разбиране на термин HDR. Всичко това ще съществува паралелно със стандарта DisplayHDR с неговите три категории, което тук едва ли ще помогне много. Бъдете внимателни при избора на монитор – „HDR“ не винаги означава едно и също нещо.

Напоследък в интернет се появяват все повече оригинални изображения, визуално много нетипични - цветни, изключително детайлни, напомнящи или картини на художници реалисти, или висококачествени илюстрации към ръчно рисувани анимационни филми. От самото си създаване съкращението HDR навлезе твърдо в ежедневието на виртуалните редовни посетители, след като получи транслитерацията HDR в техния жаргон. Тези, които не знаеха значението му, повториха експертите, като внимателно изписаха главни букви, за да не объркат ХДР с ГДР или, за добра мярка, с КГБ. Е, междувременно самите експерти популяризираха тази нова посока във фотографията с всички сили, създаваха блогове, обсъждаха във форуми и най-важното, публикуваха в онлайн галерии. Всъщност това, което се крие зад това съкращение, е това, което прави рекламата най-добра сама по себе си. Някои наричат ​​хиперреалните изображения заразна болест, други - доказателство за дегенерацията на класическата фотография, а трети - прогресивен израз на напреднали тенденции в съвременното дигитално изкуство.

Дебатът продължава и до днес, приемайки още по-крайни форми. Вярно е, че скептиците към успеха и автентичността на новата посока постепенно започват да приемат нещата такива, каквито са. А апологетите на HDR наричат ​​вековните експериментатори Ман Рей и Ласло Мохоли-Наги като хипотетични пропагандатори на новата техника на изпълнение, които, ако бяха живи в наше време, определено щяха да измислят нещо подобно. Интересна е гледната точка на един от известните HDR фотографи Йеспер Кристенсен: „Новите технически възможности на съвременните визуални медии, включително фотографията, неизменно водят до опити и търсения на авторите в посоки, съответстващи на техния дух, за нови форми на художествено изразяване. Освен това преплитането на техническо ниво също поражда объркване на сюжетно и естетическо ниво. Хибридните изображения като HDR вече не са просто феномен на нашето време, а очевидно доминираща тенденция на бъдещето.“ Но вероятно ще се върнем към моралните и естетически аспекти на темата в бъдеще.
публикации Междувременно първо ще се докоснем до теоретичните основи и практическата страна на получаването на HDR изображения.

Проблем с динамичния обхват

Без теория - никъде. Но ние ще се постараем да го представим достъпно. И така, английският термин HDR съдържа качествена дефиниция на една концепция, която отдавна ни е позната - динамичен обхват (буквалният превод на HDR е „висок динамичен обхват“). Нека го разбием част по част, като започнем с ключовата дефиниция - „високо“. Какво е динамичен диапазон? Със сигурност редовните ни читатели си го представят поне в общи линии. Сега е време да навлезем в подробностите. Точно така, DD във фотографията характеризира отношението между максималния и минималния измерим интензитет на светлината. Но в реалния свят няма чисто бяло или чисто черно, а само различни нива на интензитет на светлинните източници, вариращи до безкрайно малки стойности. Поради това теорията на DD става по-сложна и самият термин, в допълнение към характеризирането на реалното съотношение на интензитета на осветеност на снимания обект, може да се приложи за описание на цветови градации, възпроизведени от устройства за запис на визуална информация - камери , скенери, или неговите изходни устройства – монитори, принтери.

Човекът е дошъл на този свят напълно самодостатъчен, той е идеален „продукт“ на еволюционното естествено развитие. Във връзка с фотографията това се изразява в следното: човешкото око е в състояние да различи диапазон от интензитет на светлината, вариращ от 10-6 до 108 cd/m2 (кандели на квадратен метър; канделата е единица за измерване на интензитета на светлината, равна на до интензитета на светлината, излъчвана в дадена посока източник на монохроматично излъчване с честота 540x1012 Hz, което от своя страна съответства на честотата на зеления цвят).

Интересно е да се разгледат следните стойности: интензитетът на чистата звездна светлина е само 10-3 cd/m2, интензитетът на светлината на залез/зора е 10 cd/m2, а интензитетът на сцена, осветена от пряка дневна светлина, е 105 cd /m2. Яркостта на слънцето доближава милиард кандела на квадратен метър. метър. По този начин е очевидно, че възможностите на нашето зрение са просто феноменални, особено ако ги сравним с възможностите на изобретените от нас устройства за извеждане на информация, като CRT монитори. В крайна сметка те могат правилно да предават изображения с интензитет само от 20 до 40 cd/m2. Но това е за обща информация - за загрявка и сравнение. Да се ​​върнем обаче на динамичния обхват, който най-много вълнува нас дигиталните фотографи. Ширината му директно зависи от размера на сензорните клетки на камерата.

Колкото по-големи са те, толкова по-широк е DD. В цифровата фотография f-стопове (често наричани EV) се използват за описание на неговата величина, всяка от които съответства на удвояване на интензитета на светлината. Тогава, например, сцена с разпръскване на ниво на контраст от 1:1024 ще съдържа 10 диафрагми динамичен диапазон (210-1024). Цифровият огледално-рефлексен фотоапарат възпроизвежда DD, равен на 8-9 диафрагми, плазмените телевизионни панели - до 11, а разпечатките на снимки могат да задържат не повече от 7 диафрагми. Докато съотношението на максимален и минимален контраст за напълно типична сцена - ярка дневна светлина извън прозореца, плътна частична сянка в стаята - може да достигне 1: 100 000. Лесно е да се изчисли, че това ще съответства на 16-17 диафрагми. Между другото, човешкото око едновременно възприема контрастен диапазон от 1: 10 000. Тъй като нашето зрение записва отделно интензитета на осветлението и неговия цвят, гамата от светлина, достъпна за окото в същото време, е 108 (10 000 нюанса на яркост, умножени с 10 000 нюанса на цвета).

Проблеми с битовата дълбочина

Моля, обърнете внимание, че думата „цвят“ се промъкна в нашия разговор, обединявайки понятията „интензивност“ и „контраст“. Нека да видим какво представлява в контекста на динамичния обхват. Да преминем към нивото на пикселите. Най-общо казано, всеки пиксел в едно изображение има две основни светлинни характеристики – интензитет и цвят. Ясно е. Как да измерим броя на уникалните цветове, които изграждат цветовата схема на една снимка? Използване на битова дълбочина - броят на нули и единици, битове, използвани за представяне на всеки от цветовете. Когато се прилага към черно-бяло изображение, битовата дълбочина определя броя на нюансите на сивото. Картини с по-голяма битова дълбочина могат да уловят по-голям брой нюанси и цветове, защото съдържат повече комбинации от нули и единици. Всеки цветен пиксел в цифрово изображение представлява специфична комбинация от три цвята - червен, зелен и син, често наричани цветни канали. Диапазонът на техния интензитет на цвета е определен в битове на канал.

В същото време битове на пиксел (английско съкращение - bpp) се отнася до общото количество битове, налични в трите канала и всъщност представлява броя на цветовете в един пиксел. Например, когато се записва информация за цвета в 8-битов JPEG (24 бита на пиксел), осем нули и единици се използват за характеризиране на всеки от трите канала. Интензитетът на синия, зеления и червения цвят се обозначава с 256 нюанса (градации на интензитета). Числото 256 е успешно кодирано в двоична система и е равно на 2:8. Ако комбинирате и трите цвята, тогава един пиксел от 8-битово изображение може да бъде описан с 16 777 216 нюанса (256?256?256 или 224). Изследователите са установили, че 16,7 милиона нюанса са напълно достатъчни, за да предадат изображения с фотографско качество. Оттук и познатият „истински цвят“. Дали се счита, че едно изображение има по-широк DD или не зависи до голяма степен от неговия брой битове на цветен канал. 8-битовите изображения се считат за LDR (нисък динамичен диапазон) изображения. 16-битовите изображения, получени след конвертиране на RAW, също се класифицират като LDR. Въпреки че тяхното теоретично DD може да бъде 1:65 000 (216). Всъщност RAW изображенията, произведени от повечето камери, имат DD не повече от 1:1000. В допълнение, RAW конвертирането използва една стандартна тонална крива, независимо дали конвертираме файловете в 8- или 16-битови изображения. Следователно, когато работите с 16 бита, ще получите повече яснота при определяне на нюанси/градации и интензитет, но няма да получите „грам“ допълнителен DD. За да направите това, ще ви трябва вече 32-битови изображения - 96 бита на пиксел! Ще ги наричаме изображения с висок динамичен обхват - HDR(I).

Решение на всички проблеми

Снимки с висок динамичен обхват... Нека се потопим отново в битовата теория. Познатият RGB модел все още е универсален модел за описание на изображения. Цветовата информация за отделните пиксели е кодирана като комбинация от три числа, съответстващи на нивата на интензитета на нюанса. За 8-битови изображения ще варира от 0 до 255, за 16-битови изображения ще бъде от 0 до 65 535. Според RGB модела черното се представя като „0,0,0“, тоест пълно отсъствие на интензивност, а бялото - като „255, 255, 255“, тоест цветът с максимална интензивност на трите основни цвята. В кодирането са разрешени само цели числа. Докато използването на реални числа - 5.6 или 7.4, както и всякакви дробни числа с плаваща запетая, е просто неприемливо в RGB модела. Именно на това противоречие се основава изобретението на един от американските компютърни гении Пол Дебевец. През 1997 г., на годишната конференция за компютърна графика SIGGRAPH, Пол представи ключовите точки от новата си изследователска работа върху начините за извличане на карти с висок динамичен обхват от снимки и интегрирането им в изобразени сцени с помощта на новия графичен пакет Radiance. Тогава Пол за първи път предложи да снимате една и съща сцена няколко пъти с различни стойности на експозицията и след това да комбинирате изображенията в едно HDR изображение. Грубо казано, информацията, която съдържат такива изображения, съответства на физическите величини интензитет и цвят. За разлика от традиционните цифрови изображения, които се състоят от цветове, разбираеми от изходните устройства – монитори, принтери.

Определянето на стойностите на осветеност като реални числа теоретично премахва всички ограничения върху изходния динамичен диапазон. Скептиците биха могли да попитат, например, защо просто не добавите все повече и повече битове, покриващи най-екстремния диапазон от светлинен и тонален контраст? Факт е, че при снимки с тесен DD се използват значително по-голям брой битове за представяне на светли тонове, отколкото за тъмни. Следователно, когато се добавят битове, частта от тези, които отиват към по-точно описание на горните тонове, ще се увеличи пропорционално. И ефективният DD ще остане практически непроменен. Обратно, числата с плаваща запетая, тъй като са линейни величини, винаги са пропорционални на действителните нива на яркост. Благодарение на това битовете са равномерно разпределени в целия DD, а не само концентрирани в областта на светлите тонове. В допълнение, такива числа записват стойностите на тоновете с постоянна относителна точност, тъй като мантисата (цифровата част), да речем, от 3,589?103 и 7,655?109, е представена от четири цифри, въпреки че втората е два милиона пъти по-голяма от първия.

Екстрабитите на HDR изображенията позволяват да се предаде безкрайно широк диапазон от яркост. Всичко може да бъде съсипано от монитори и принтери, които не разпознават новия HDR език - те имат собствена фиксирана скала на яркост. Но умните хора са измислили процес, наречен “tone mapping” - тонално картографиране или картографиране (буквално - създаване на карта), когато 32-битов HDR файл се преобразува в 8- или 16-битов, коригиран за повече ограничен DD на устройствата за показване. По същество идеята за тонално картографиране се основава на решаването на проблема със загубата на детайлност и тоналност в зони с максимален контраст, като ги разширява, за да предаде изчерпателната цветова информация, съдържаща се в 32-битово цифрово изображение.

Къде започва успешният HDR?

Един от четиримата ни днешни герои, италианецът Джанлука Несполи, разбира много добре от тоналните сравнения. Той е може би най-технически подкован. В допълнение към Photoshop, той ентусиазирано експериментира с други професионални графични пакети, включително някои, които са специално предназначени за оптимизиране на HDR резултати. На първо място, това е Photomatix. Програмата, комбинирайки няколко изображения с различни експонации, създава 32-битов файл с разширен DD и след това го подлага на тонално картографиране, използвайки един от двата алгоритъма, наричани още оператори: глобален или локален. Глобалният процес на съвпадение на оператора се свежда до обобщаване на интензитетите на пикселите заедно с тоналните и други характеристики на изображението. В работата на локалния оператор освен това се взема предвид и местоположението на всеки пиксел спрямо останалите. По принцип функцията за генериране на HDR изображения, заедно със съпътстващото „tone mapping“, също е реализирана във Photoshop CS2. Това е напълно достатъчно за задачите, които изпълняват датчанинът Кристенсен и младата фотохудожничка от Санкт Петербург Микаела Рейнрис. Нашият четвърти герой, Густаво Оренщайн, все още не е решил кой работен инструмент да даде предпочитание и затова е склонен да експериментира с нови софтуерни HDR ресурси.

По-долу ще разгледаме практическите нюанси на работа с всяка от двете основни програми, като обобщим препоръките, получени от тази нова вълна фотоилюстратори. Засега нека да разберем какъв изходен материал е необходим за получаване на изображения с разширен DD. Очевидно не можете без няколко кадъра с различна стойност на експозицията. Ще бъде ли достатъчен един „суров“ RAW? Не точно. Общият DD, получен след конвертиране дори на най-голямото RAW изображение с различни нива на експозиция, не може да бъде по-широк от динамичния диапазон, възпроизведен от вашата камера. Това е същото като да разрежете DD изображение в RAW режим на няколко части.

„Необработените“ файлове са кодирани с 12 бита на канал, което съответства на контрастно разпространение от 1:4096. И само поради неудобството на 12-битовото кодиране, TIFF изображенията, получени от RAW, се присвояват 16 бита на канал. Все пак може някак си да минеш само с RAW, ако не говорим за сцена с висок контраст. Заснемането на няколко кадъра, предназначени за по-нататъшно комбиниране в един, изисква спазване на определени процедури за настройка на параметрите на експозицията и дори физическата инсталация на самата камера. По принцип и Photoshop, и Photomatix коригират незначителни несъответствия при наслагване на пикселни масиви един върху друг, които възникват в снимки от серията експозиция поради липсата на правилно фиксиране на камерата. В допълнение, често много късите скорости на затвора и добрата скорост на снимане на устройството в автоматичен режим на клин (което е особено важно, ако обектът се движи в кадъра) позволяват да се компенсират възможните изкривявания на перспективата. Но все пак е много желателно да ги намалите до нищо и за това камерата ще се нуждае от надеждна опора под формата на добър статив.

Джеспър Кристенсен носи ултра лек триножник Gitzo от въглеродни влакна навсякъде, където отиде. Понякога, за по-голяма стабилност, той окачва чанта на централната му колона, не докосва бутона на затвора с дистанционното управление или самоснимачката и блокира огледалото на своя Canon 20D. В настройките на камерата основното нещо, в допълнение към поддържането на постоянна бленда за всички кадри, които ще съставляват бъдещото HDR изображение, е да се определи техният брой и диапазон на експозиция. Първо, като използвате точковия метър на вашия фотоапарат, ако имате такъв, отчетете нивата на светлина в най-тъмните и най-светлите зони на сцената. Именно този DD спектър трябва да запишете, като използвате няколко експозиции. Задайте ISO чувствителността на минимума. Всеки шум от процеса на тонално картографиране ще бъде подчертан още повече. Вече говорихме за диафрагмата. Колкото по-контрастна е сцената, толкова по-кратък трябва да бъде интервалът на експозиция между снимките. Понякога може да се нуждаете от до 10 кадъра на интервали от 1 EV (всяка единица експозиция съответства на удвояване на нивото на светлината). Но като правило са достатъчни 3-5 RAW кадъра, които се различават един от друг с две спирки на осветяване. Повечето камери от среден клас ви позволяват да снимате в режим на клин на експозицията, позволяващ три кадъра в диапазона +/-2 EV. Функцията за автоматичен клин лесно може да бъде заблудена да снима в обхват, който е два пъти по-широк. Това се прави по следния начин: изберете подходяща централна експозиция и преди да заснемете три зададени кадъра, задайте стойността на компенсацията на експозицията на -2 EV. След като ги изработите, бързо преместете плъзгача за компенсация до знака +2 EV и изстреляйте още една серия от три кадъра. По този начин, след премахване на дублираната централна експозиция, ще останете с пет кадъра, покриващи областта от +4 EV до -4 EV. DD на такава сцена ще се доближи до 1:100 000.

от Photoshop до света на HDR

С Photoshop, достъпен за всички, изображенията с висок динамичен диапазон също са достъпни. В менюто Инструменти има команда Обединяване към HDR. Това е мястото, където започва пътят към представително HDR изображение. Първоначално всичките ви комбинирани експонации ще се появят като една снимка в прозореца за визуализация - това вече е 32-битово изображение, но мониторът все още не може да покаже всичките му предимства. Не забравяйте, че "тъпият" монитор е просто 8-битово изходно устройство. Той, като небрежен ученик, трябва да подреди всичко на място. Но хистограмата в десния ъгъл на прозореца вече се е разтегнала обещаващо, заприличала на планински връх, което говори за целия DD потенциал, съдържащ се в новосъздаденото изображение. Плъзгачът в долната част на хистограмата ви позволява да видите подробности в определен тонален диапазон. На този етап в никакъв случай не трябва да задавате битова дълбочина на по-малко от 32. В противен случай програмата веднага ще отреже сенките и светлините, заради които всъщност е цялата тази суета.

След като получи вашето разрешение за създаване на следващото HDR чудо, Photoshop ще генерира изображение, отваряйки го в главния работен прозорец на програмата. Скоростта на реакция на неговите алгоритми ще зависи от мощността на вашия процесор и количеството RAM на вашия компютър. Въпреки това, с всички ужасяващи перспективи за получаване на нещо много масивно, мулти-мегабайтово изходно изображение, 32-битов HDR (ако приемем, че е сглобен от, например, три изображения) ще „тежи“ само около 18 MB, за разлика от едно 30 MB стандартен TIFF 'u.

Всъщност до този момент нашите действия бяха само част от подготвителния етап. Сега е време да започнете процеса на съпоставяне на динамичните диапазони на полученото HDR изображение и монитора. 16 бита на канал в менюто Mode е следващата ни стъпка. Photoshop извършва тонално картографиране, като използва четири различни метода. Три от тях - експозиция и гама, компресиране на светли точки и изравняване на хистограмата - използват по-малко сложни глобални оператори и ви позволяват ръчно да регулирате само яркостта и контраста на снимка с разширен DD, да стесните DD, опитвайки се да поддържате контраста, или да намалите подчертава, така че да попадат в диапазона на яркост на 16-битово изображение.

Най-голям интерес представлява четвъртият метод - локална адаптация. Михаела Рейнрис и Йеспер Кристенсен работят с него. Ето защо, малко повече за това. Основният инструмент тук е кривата на тоновете и хистограмата на яркостта. Чрез изместване на кривата, прекъсната от опорни точки, можете да преразпределите нивата на контраст в целия DD. Вероятно ще трябва да дефинирате множество тонални области вместо традиционното разделение на сенки, средни тонове и светли тонове. Принципът на настройка на тази крива е абсолютно идентичен с този, на който се основава инструментът Curves на Photoshop. Но функциите на плъзгачите Radius и Threshold в този контекст са много специфични. Те контролират нивото на промяна в локалния контраст - тоест подобряват детайлите в мащаба на малки области на изображението. Докато кривата, напротив, настройва DD параметрите на нивото на цялото изображение. Радиусът указва броя на пикселите, които операторът на тонално картографиране ще счита за локални. Например, радиус от 16 пиксела означава, че зоните за настройка на контраста ще бъдат много тесни. Тоналните промени ще придобият ясно забележим, прекалено обработен характер; HDR изображението, въпреки че ще цъфти с изобилие от детайли, ще изглежда напълно неестествено, лишено дори от намек за фотография. Големият радиус също не е решение - картината ще се окаже по-естествена, но доста скучна от гледна точка на детайли, лишена от живот. Вторият параметър - threshold - задава границата за разликата в яркостта на съседните пиксели, което ще им позволи да бъдат включени в една и съща локална зона за настройка на контраста. Оптималният диапазон на прагова стойност е 0,5-1. След усвояване на горните компоненти, процесът на „тонално картографиране“ може да се счита за успешно завършен.

С Photomatix в света на HDR

Специално за всички, които се нуждаят от снимки с много широк DD, през 2003 г. французите излязоха с програмата Photomatix, чиято последна версия вече е достъпна за безплатно изтегляне (тя е напълно функционална, само оставя свой собствен „воден знак“ върху изображение). Много фенове на HDR зареждането го смятат за по-ефективно, когато става въпрос за регулиране на тоналността и интензитета на 32-битово изображение с намалените параметри на битовата дълбочина на изходните устройства. Към тях принадлежи и италианецът Джанлука Несполи. Ето неговите думи: „HDR изображенията, генерирани от тази програма, се отличават с по-добра детайлност на небето и дърветата, не изглеждат твърде „пластични“ и демонстрират по-високо ниво на контраст и цветова тоналност. Единственият недостатък на Photomatix е подобрението, заедно с всички предимства и някои недостатъци на изображението, като шум и артефакти при JPEG компресия. Вярно е, че компанията разработчик MultimediaPhoto SARL обещава да премахне тези нюанси и освен това със същия шум, например,
Програми като Neat Image вършат добра работа.

В допълнение към възможностите за картографиране на тонове, Photomatix има няколко допълнителни настройки за ниво на експозиция и неговият алгоритъм за картографиране на тонове може да се приложи дори към 16-битови TIFF файлове. Точно както във Photoshop, първо трябва да създадете 32-битова HDR връзка от отделни снимки с различна експозиция. За да направите това, програмата има опция Generate HDR. Потвърдете вашите стойности на експозиция, изберете стандартна тонална крива (препоръчително) и Photomatix е готов да ви представи своята версия на HDR изображението. Файлът ще тежи приблизително същото като версията на Photoshop и ще има същото разширение - .hdr или .exr - под което може да бъде записан, преди да започне процесът на тонално картографиране. Последното се инициира чрез избиране на съответната команда в главното меню на програмата HDRI. Работният му прозорец съдържа много различни настройки, които могат да доведат до объркване. Всъщност тук няма нищо сложно. Хистограмата показва разпределението на яркостта на изображение, преминало през тонално картографиране. Плъзгачът Сила определя нивото на локалния контраст; параметрите Luminosity и Color Saturation отговарят съответно за яркостта и наситеността на цветовете. Точките на прекъсване за светлите и тъмните области на хистограмата могат да бъдат оставени на стойностите им по подразбиране. Photomatix предлага само четири настройки за изглаждане на контраста, за разлика от по-прецизните настройки на Photoshop, вариращи от 1 до 250. Всъщност това ниво на контрол не винаги е желателно. Малко вероятно е непрофесионалистът да се интересува от разликата, която ще има между стойностите на радиуса на изглаждане, да речем, 70, 71 и 72. Корекцията на микроконтраста се отнася до местното ниво, но в случай на изображения които първоначално са шумни или наситени с всякакви артефакти, не трябва да се прекалява с тях.

Когато "тоналното картографиране" съгласува монитора с HDR изображението...

...можете да използвате предишните си умения за работа с Photoshop и да редактирате HDR изображението по ваш собствен вкус, опасност и риск. Спомнете си, че досега отношението на фотографската публика към продуктите от изкуствено създаден широкообхватен характер е двусмислено. „Ако искате да постигнете успех в тази област, опитайте се да развиете свой собствен оригинален стил и не практикувайте повторения“, съветва Михаела Рейнрис. „В нещо толкова деликатно и широко копирано на аматьорско ниво като HDR, това е особено важно.“

При последваща обработка след процеса на тонално картографиране фотографът дава предпочитание на маските на слоевете и размазванията върху тях (инструменти от групата Blur, по-специално Gaussian blur). От режимите на смесване на слоеве Михаела обича Overlay и Color, които й позволяват да постигне желаното ниво на контраст. Gustavo Orenstein и Jesper Christensen също добавят меко наслагване тук. Jesper работи върху този слой с четки на инструментите Dodge и Burn. Първият помага за по-ясно изчертаване на детайли в сенките, вторият помага за създаване на драматичен контраст. И Михаела, и Густаво не могат да вършат работата си без тях. Докато Джанлука предпочита да потъмнява и изсветлява обикновена четка за рисуване в режим на смесване на слоя Overlay с минимално ниво на прозрачност (непрозрачност). За да даде на изображенията правилната цветова наситеност, той работи с настройките за оттенък/наситеност и селективни цветове. Джанлука създава дублиран слой; Той прилага към него филтър за размазване по Гаус (радиус 4 пиксела, прозрачност 13%) и го наслагва в режим на умножение или наслагване. След това той извиква друг дубликат и работи върху нивата на наситеност на отделните цветове в него, особено бяло, черно и неутрално сиво, които създават допълнително усещане за широк динамичен диапазон. От нашите четирима експерти само Йеспер Кристенсен използва активно цифрови графични таблети Wacom, но би могъл да се справи и без тях - устройствата му трябват за други проекти.

Най-общо казано, последващата обработка на HDR изображения е, разбира се, чисто личен въпрос, зависещ не толкова от техническите възможности на програмата, колкото от субективното творческо виждане на художника. И би било безсмислено да говорим за стотиците индивидуални предпочитания на всеки от днешните автори. Някои хора, като Михаела, се стремят към простота при избора на инструменти за изпълнение на визуални задачи. За нея например shadow/highlight на Photoshop е по-скъп от всички най-скъпи и сложни добавки. И някой, като маестро Оренщайн, продължава да експериментира с Photomatix, HDR Shop, Light Gen и подобни DD удължители. За опитните потребители на графични редактори вероятно е по-важно да се концентрират не върху овладяването на нови софтуерни продукти, а върху развитието на собствения си стил и възпитаването на холистична креативност в себе си. Като има предвид, че бих искал да посъветвам начинаещите да не се губят в техническите аспекти, а да се опитат да започнат с формирането на високо художествено виждане и работно място за този невероятен и обещаващ жанр на фотоилюстрация.

Динамичният диапазон във фотографията описва връзката между максималния и минималния измерим интензитет на светлината (съответно бяло и черно). В природата няма абсолютно бяло или черно - само различна степен на интензитет на източника на светлина и отразяващата способност на обекта. Поради това концепцията за динамичен обхват става по-сложна и зависи от това дали описвате записващо устройство (като камера или скенер), устройство за възпроизвеждане (като печат или компютърен дисплей) или самия обект.

Както при управлението на цветовете, всяко устройство във веригата от изображения по-горе има свой собствен динамичен диапазон. При разпечатките и дисплеите нищо не може да стане по-ярко от белотата на хартията или съответно максималния интензитет на пикселите. Всъщност друго устройство, което не беше споменато по-горе, са нашите очи, които също имат свой собствен динамичен диапазон. Прехвърлянето на информация за изображение между устройства по този начин може да повлияе на възпроизвеждането му. Следователно концепцията за динамичен обхват е полезна за правене на относителни сравнения между оригиналната сцена, вашата камера и изображението на вашия екран или печат.

Ефект на светлината: осветяване и отражение

Сцените с големи вариации в осветеността на отразената светлина, като тези, съдържащи черни обекти в допълнение към силните отражения, може действително да имат по-висок динамичен обхват от сцените с големи вариации в падащата светлина. Във всеки от тези случаи снимките могат лесно да надхвърлят динамичния диапазон на вашия фотоапарат, особено ако не следите експозицията.

Следователно точното измерване на интензитета на светлината или осветеността е от решаващо значение за оценката на динамичния обхват. Тук използваме термина осветеност, за да дефинираме чисто падаща светлина. Както осветеността, така и яркостта обикновено се измерват в кандели на квадратен метър (cd/m2). По-долу са дадени приблизителни стойности за често срещани източници на светлина.

Тук виждаме, че са възможни големи вариации в падащата светлина, тъй като горната диаграма е градуирана по степени на десет. Ако една сцена е неравномерно осветена както от пряка, така и от дифузна слънчева светлина, това само по себе си може невероятно да разшири динамичния диапазон на сцената (както се вижда в примера на залез в каньон с частично осветена скала).

Цифрови фотоапарати

Въпреки че физическото значение на динамичния обхват в реалния свят е просто съотношението между най- и най-слабо осветените зони (контраст), неговата дефиниция става по-сложна, когато се описват измервателни инструменти като цифрови камери и скенери. Спомнете си от статията за сензорите за цифрови фотоапарати, че светлината се съхранява от всеки пиксел в нещо като термос. Размерът на всеки термос, в допълнение към това как се преценява съдържанието му, определя динамичния обхват на цифровия фотоапарат.

Фотопикселите задържат фотони, както термосите задържат вода. Следователно, ако термосът се препълни, водата изтича. Пренаселен фотопиксел се нарича наситен и той не е в състояние да разпознае по-нататъшни входящи фотони - като по този начин определя нивото на бялото на камерата. За една идеална камера нейният контраст ще се определя от броя на фотоните, които могат да бъдат натрупани от всеки фотопиксел, разделен на минималния измерим интензитет на светлината (един фотон). Ако 1000 фотона могат да бъдат съхранени в един пиксел, контрастът ще бъде 1000:1. Тъй като по-голямата клетка може да съхранява повече фотони, DSLR фотоапаратите обикновено имат по-голям динамичен обхват от компактните фотоапарати(поради по-големия размер на пиксела).

Забележка: Някои цифрови фотоапарати имат допълнителна настройка за ниска ISO, която намалява шума, но също така намалява динамичния обхват. Това е така, защото тази настройка всъщност преекспонира изображенията с една стъпка и впоследствие намалява яркостта - като по този начин увеличава светлинния сигнал. Пример са много фотоапарати на Canon, които имат възможност да снимат при ISO 50 (по-ниско от обичайното ISO 100).

В действителност потребителските камери не могат да броят фотони. Динамичният обхват е ограничен до най-тъмния тон, за който вече не може да се различи текстура - това се нарича ниво на черното. Нивото на черното е ограничено от това колко точно може да бъде измерен сигналът във всеки фото пиксел и следователно е ограничено по-долу от шума. В резултат на това динамичният обхват има тенденция да се увеличава с намаляване на скоростта на ISO и за фотоапарати с по-ниска несигурност на измерването.

Забележка: Дори ако един фотопиксел може да брои отделни фотони, броят пак ще бъде ограничен от фотонния шум. Фотонният шум се създава от статистически флуктуации и представлява теоретичния минимален шум. Полученият шум е сумата от фотонен шум и грешка при четене.

Като цяло, динамичният обхват на цифров фотоапарат може да бъде описан като съотношението между максималния (при насищане на пикселите) и минималния (при грешка при четене) измерим интензитет на светлината. Най-разпространената единица за измерване на динамичния обхват в цифровите фотоапарати е f-stop, който описва разликата в яркостта в степен 2. Контраст от 1024:1 в този случай може също да се опише като динамичен обхват от 10 f- спира (тъй като 2 10 = 1024).В зависимост от приложението, всяко f-стъпало може също да бъде описано като "зона" или "eV".

Скенери

Скенерите се оценяват по същото съотношение насищане към шум като динамичния обхват на цифровите фотоапарати, с изключение на това, че са описани по отношение на плътността (D). Това е удобно, защото е концептуално подобно на това как пигментите създават цвят в печат, както е показано по-долу.

Следователно общият динамичен диапазон по отношение на плътността изглежда като разликата между максималната (D max) и минималната (D min) плътности на пигмента. За разлика от степени на 2 за f-stops, плътността се измерва в степени на 10 (същото като скалата на Рихтер за земетресения). По този начин, плътност от 3,0 представлява контраст от 1000:1 (тъй като 10 3,0 = 1000).

Оригинална динамика диапазон
Динамичен обхват на скенера

Вместо да посочват диапазон на плътност, производителите на скенери обикновено посочват само стойността на Dmax, тъй като Dmax - Dmin обикновено е приблизително равно на Dmax. Това е така, защото за разлика от цифровите фотоапарати, скенерът контролира източника на светлина, осигурявайки минимално отблясък.

За висока плътност на пигмента скенерите са обект на същите шумови ограничения като цифровите фотоапарати (тъй като и двете използват масив от фотопиксели за измерване). По този начин измеримият Dmax също се определя от шума, присъстващ в процеса на четене на светлинния сигнал.

Сравнение

Динамичният диапазон варира толкова широко, че често се измерва в логаритмична скала, подобно на това как изключително различни интензитети на земетресения се измерват в една скала на Рихтер. Тук е максималният измерим (или възпроизводим) динамичен диапазон за различни устройства във всякакви предпочитани единици (f-стопове, съотношение на плътност и контраст). Задръжте курсора на мишката над всяка опция, за да ги сравните.

Изберете тип диапазон:
Тюлен	Скенери	Цифрови фотоапарати	Монитори

Обърнете внимание на огромната разлика между възпроизводимия динамичен обхват на печат и този, измерен от скенери и цифрови фотоапарати. В сравнение с реалния свят, това е разликата между около три f-стопа в облачен ден с почти плоско отразена светлина и 12 или повече f-стопа в слънчев ден с отразена светлина с висок контраст.

Цифрите по-горе трябва да се използват с повишено внимание: в действителност динамичният диапазон на разпечатките и мониторите е силно зависим от условията на осветление. Разпечатките при неправилно осветление може да не показват пълния си динамичен обхват, докато мониторите изискват почти пълна тъмнина, за да реализират потенциала си - особено плазмените екрани. И накрая, всички тези числа са само груби приближения; действителните стойности ще зависят от времето на работа на устройството или възрастта на печата, поколението на модела, ценовия диапазон и т.н.

Моля, имайте предвид, че контрастът на мониторите често е много висок, тъй като няма стандарт на производителя за тях. Коефициенти на контраст над 500:1 често са резултат от много тъмна черна точка, а не от по-ярка бяла точка. В тази връзка трябва да обърнете внимание както на контраста, така и на яркостта. Високият контраст без съпътстваща висока яркост може да бъде напълно отхвърлен дори от дифузна светлина от свещи.

Човешко око

Човешкото око всъщност може да възприеме по-широк динамичен диапазон, отколкото обикновено е възможно с камера. Имайки предвид ситуации, в които зениците ни се разширяват и свиват, за да се адаптират към промените в светлината, очите ни са способни да виждат в диапазон от почти 24 f-стопа.

От друга страна, за справедливо сравнение с единичен кадър (с постоянна бленда, скорост на затвора и ISO), можем да вземем предвид само моментния динамичен диапазон (с постоянна ширина на зеницата). За пълна аналогия трябва да гледате в една точка от сцената, да оставите очите си да се адаптират и да не гледате нищо друго. В този случай има много несъответствия, тъй като чувствителността и динамичният диапазон на очите ни се променят в зависимост от яркостта и контраста. Най-вероятният обхват би бил 10-14 f-стопа.

Проблемът с тези числа е, че очите ни са изключително адаптивни. За ситуации на изключително слаба звездна светлина (където очите ни използват пръчки за нощно виждане), те постигат още по-широки моментни динамични диапазони (вижте „Цветово възприемане на човешкото око“).

Измерване на дълбочина на цвета и динамичен обхват

Дори камерата да може да улови по-голямата част от динамичния диапазон, прецизността, с която светлинните измервания се преобразуват в числа, може да ограничи използваемия динамичен диапазон. Работният кон, който преобразува непрекъснатите измервания в дискретни числени стойности, се нарича аналогово-цифров преобразувател (ADC). Точността на ADC може да се опише от гледна точка на битовата дълбочина, подобна на битовата дълбочина на цифровите изображения, въпреки че трябва да се помни, че понятията не са взаимозаменяеми. ADC произвежда стойности, които се съхраняват в RAW файл.

Забележка: Горните стойности отразяват само точността на ADC и не трябва
използвани за интерпретиране на резултати за 8 и 16-битови файлове с изображения.
Освен това за всички стойности е показан теоретичният максимум, сякаш няма шум.
И накрая, тези цифри са валидни само за линейни ADC и битовия капацитет
нелинейните ADC не корелират непременно с динамичния обхват.

Като пример, 10 бита дълбочина на цветност се преобразуват в диапазон от възможни яркости от 0-1023 (тъй като 2 10 = 1024 нива). Ако приемем, че всяка стойност на изхода на ADC е пропорционална на действителната яркост на изображението(т.е. удвояването на стойността на пикселите означава удвояване на яркостта), 10-битовият може да осигури контрастно съотношение не повече от 1024:1.

Повечето цифрови фотоапарати използват 10- до 14-битови ADC, така че техният теоретично постижим максимален динамичен диапазон е 10 до 14 стопа. Такава висока битова дълбочина обаче помага само за минимизиране на постеризацията на изображението, тъй като общият динамичен диапазон обикновено е ограничен от нивата на шума. Точно както високата дълбочина на битовете в изображението не означава непременно по-голяма дълбочина на цвета, наличието на високопрецизен ADC в цифров фотоапарат не означава непременно, че е способен да записва широк динамичен диапазон. На практика динамичният обхват на цифровата камера дори не се доближава до теоретичния максимум на ADC; общо взето 5-9 спирки е всичко, което можете да очаквате от камера.

Ефект от типа на изображението и цветовата крива

Могат ли цифровите файлове с изображения наистина да уловят пълния динамичен диапазон на инструменти от висок клас? В интернет има голямо недоразумение относно връзката между дълбочината на изображението и записания динамичен диапазон.

Първо, трябва да разберем дали говорим за записан или показан динамичен диапазон. Дори обикновен 8-битов JPEG файл вероятно може да запише безкраен динамичен обхват - ако приемем, че е приложена крива на цветност по време на преобразуването от RAW (вижте статията за прилагане на криви и динамичен обхват) и ADC има необходимата битова дълбочина. Проблемът е в използването на динамичен обхват; ако твърде малко битове са разпределени в твърде голям диапазон от цветове, това може да доведе до постеризация на изображението.

От друга страна, показаният динамичен диапазон зависи от гама корекцията или цветовата крива, заложена от файла с изображение или използваните графична карта и монитор. Използвайки гама 2.2 (стандарта за персонални компютри), би било теоретично възможно да се предаде динамичен обхват от почти 18 f-стопа (главата за гама корекцията ще обхване това, когато бъде написана). Въпреки това той може да страда от тежка плакатност. Единственото стандартно решение днес за постигане на практически безкраен динамичен диапазон (без видима постеризация) е използването на файлове с висок динамичен диапазон (HDR) във Photoshop (или друга програма, например, която поддържа формата OpenEXR).

функция DWDRпредставлява функция с висок динамичен обхватА. Използва се в съвременните камери за видеонаблюдение за подобряване на качеството на изображението. Това важи както за черно-бяло, така и за цветно видео. Използвайки тази опция, собственикът на системата ще може да види тези подробности, които иначе биха останали „зад кулисите“. Например, дори при недостатъчно осветление, той ще може да види както частта от обекта, която е на светлина, така и тази, която се намира в сянка.

Обикновено камерите „отрязват“ излишното и тъмните зони изглеждат напълно черни и можете да видите нещо само там, където пада най-много светлина. Използването на други функции за подобряване на качеството на изображението не позволява да се направи по-контрастен, предавайки всички нюанси на цветовете (а не само черно, бяло и сиво).

Например:

Чрез увеличаване на времето за диспозиция ще бъде възможно по-добре да се изследва всеки фрагмент, но тази опция е неприемлива, ако трябва да снимате движещи се обекти;

Обработката на изображението за подобряване на тъмните области ще ги направи по-ярки, но в същото време ще подчертае тези области, които вече са били ясно видими.

Когато се описва технологията DWDR, способността на камерите да работят с изображения се измерва в децибели. Най-добрият вариант е, когато можете да видите с еднаква яснота какво се случва от осветената страна (на улицата) и от другата страна, намираща се в сянка. Следователно за уличните охранителни камери този параметър е дори по-важен от яснотата.

Индикатор от 2-3 или повече мегапиксела изобщо не означава добра фоточувствителност или висок контраст на картината. Камера като тази може да се възползва само при добро осветление, но през нощта или на сянка няма да работи добре.

Видове WDR

Какво е това - отговорихме на DWDR. Но е необходимо да се опишат разликите между двата общи начина, по които тази функция се изпълнява:

WDR или RealWDR е технология, базирана на хардуерни методи;

DWDR или DigitalWDR е технология, базирана на софтуерни методи.

WDR камерите използват двойно (понякога четворно) сканиране на обекта. Тоест снимката първо се прави с нормална експозиция, което ви позволява да видите детайлите от осветената страна. След това се снима с повишена експозиция - осветената зона се осветява, а сянката става по-светла. На третия етап двата кадъра се наслагват един върху друг, образувайки картината, която операторът ще види.

Ако камерата използва DWDR (обикновено IP системи), всички действия се извършват единствено чрез програми за обработка на изображения. Те сами определят кои зони трябва да станат по-ярки, по-контрастни и не докосват тези, които вече са ясно видими. Този подход дава по-голяма възвръщаемост, но също така изисква допълнителна мощност от системата.

Зависи от резолюцията

Какво означава DWDR за система за наблюдение?на обекта? На първо място, това е способността да се извършва наблюдение при всякакви (в разумни граници) условия на осветление. Ето защо, когато купувате камера, трябва да погледнете не само нейната разделителна способност и ъгъл на гледане, но и други параметри.

През последните години цената на оборудването с тази функция пада, но все още има разлика между него и „простите“ видеокамери. Ако купувате оборудване от по-нисък или среден ценови сегмент, най-вероятно ще трябва да пожертвате резолюция или допълнителни опции.

Не винаги се нуждаете от снимка от няколко мегапиксела, но DWDR също не се изисква навсякъде. Можем само да посъветваме да започнем от конкретни задачи за конкретен обект и да изберем оборудване въз основа на това.