Понимание динамического диапазона (и избежание засветок и черных теней)

В цифровой фотографии понятие динамического диапазона относится к разнице в интенсивности света в сцене, которую вы фотографируете. Подумайте о весах с чем-то очень ярким (например, солнцем) с одной стороны и чем-то очень темным (например, шкафом с выключенным светом) с другой. Динамический диапазон относится к тому, какую часть этого масштаба может покрыть ваша камера. Причина, по которой это важно, заключается в том, что часть шкалы, которую можно увидеть в любой момент времени, ограничена. Он ограничен для человеческого зрения и еще более ограничен для цифровых камер.

Если вы установите экспозицию таким образом, что части вашего изображения выходят за пределы динамического диапазона вашей камеры, у вас возникнут проблемы. Пиксели будут полностью белыми, если вы переэкспонированы, или полностью черными, если вы недоэкспонированы. Вы увидите пик на одной стороне гистограммы, свидетельствующий о том, что пиксели находятся за пределами динамического диапазона вашей камеры. Поэтому важно понимать эту концепцию и то, как с ней обращаться в фотографии. В этой статье показано, как это сделать.

Ваши глаза и динамический диапазон

Лучший способ понять динамический диапазон — сначала рассмотреть его без камеры. Ваши глазные яблоки имеют ограниченный динамический диапазон, так что давайте начнем с этого.

Как это работает? Итак, представьте, что вы находитесь в кинотеатре посреди дня. Просидев фильм в темном кинотеатре, глаза привыкли к темноте. Вы можете видеть все вокруг себя в темном театре довольно хорошо. Но когда фильм заканчивается и вы выходите на улицу, свет ослепляет. На самом деле больно открывать глаза до конца. Яркие области кажутся белыми.

Если вы стоите на улице 10–15 минут, ваши глаза полностью адаптируются к яркости. Теперь вы можете видеть все вокруг вас в деталях.

Если вы вернетесь в темный кинотеатр, все покажется кромешной тьмой. Вы не могли видеть, куда идете, и уж точно не могли разобрать никаких подробностей. Ваши глаза не привыкли к темноте.

Приведенные выше примеры показывают, что наши глазные яблоки имеют ограниченный динамический диапазон в любой конкретный момент времени:

• Вы можете прекрасно видеть в темноте (как только ваши глаза привыкнут). Когда вы находитесь в темном театре, ваши глаза без труда различают детали.
• Ваши глаза прекрасно видят и при ярком свете. Когда вы находитесь на улице в яркий солнечный день, вы можете рассмотреть все в деталях.
• Но ваши глаза не могут делать и то, и другое одновременно. Когда ваши глаза привыкли к темноте, вы не можете различать тона при ярком свете. А когда ваши глаза привыкли к яркой сцене, вы не сможете различать тона в темной комнате.

Таким образом, ваши глазные яблоки имеют ограниченный динамический диапазон.

Камера и динамический диапазон

По сути, это работает так же для вашей камеры, как и для ваших глаз.

Если ваша камера настроена на захват тонов, которые находятся на более темном конце спектра, у нее возникнут проблемы с воспроизведением очень ярких тонов. Эти яркие тона могут выглядеть как чисто белый. , который называется «выдуманным». Это эквивалент для вашей камеры глаз, настроенных на темноту, которые теперь не могут справиться с яркостью.

И наоборот, когда камера настроена на съемку ярких сцен, ей трудно различать более темные тона. Более темные области могут отображаться на изображении как чисто черные. без всяких подробностей. Это эквивалентно вашей камере глаз, настроенных на яркость, когда вы входите в темную комнату.

Ваша камера может различать только ограниченное количество тонов одновременно. Диапазон, который может обрабатывать ваша камера, на самом деле намного уже, чем то, что видят ваши глаза.

Применение к фотографии

Вы часто сталкиваетесь с проблемой динамического диапазона при съемке на открытом воздухе. Позвольте мне показать вам пример, используя несколько разных версий одного и того же изображения.

Допустим, перед вами сцена с небом, которое ярче переднего плана. Сказать, что эта сцена обычна, значит не сказать ничего, как и в подавляющем большинстве уличных сцен. Вы должны найти способ справиться с разницей в значениях яркости между небом и землей.

Во-первых, вы можете настроить камеру на правильную экспозицию переднего плана, чтобы, по крайней мере, это выглядело правильно. В этом случае ваше изображение может выглядеть примерно так:

Очевидно, что это выглядит ужасно. Хотя передний план красивый и яркий, небо чисто белое или «выдувное». Если бы мы посмотрели на гистограмму, то увидели бы всплеск с правой стороны от нее. На большей части неба нет деталей, особенно справа. Вы этого не хотите.

То есть, наоборот, можно выставить картинку так, чтобы небо не было слишком ярким. Вы можете замерить небо и установить экспозицию так, чтобы небо было правильно экспонировано. Вот пример того, что может произойти, если вы это сделаете (это то же изображение, что и выше, но с уменьшенной экспозицией, чтобы не засветить небо):

Это тоже выглядит ужасно. Передний план слишком темный и большая его часть черная. Если бы мы посмотрели на гистограмму, то увидели бы всплеск с левой стороны от нее.

Чтобы исправить это, вы можете попробовать раскрыть середину. На моем первом снимке (тот, который слишком яркий) выдержка была 15 секунд. На втором снимке (тот, который был слишком темным) выдержка была 2,5 секунды. Итак, на этом финальном снимке выдержка будет 6 секунд, что находится прямо посередине. Вот как картина выглядит сейчас:

Третья картинка выглядит лучше, и большая ее часть технически находится в пределах динамического диапазона камеры, но все равно не совсем правильно. Небо слишком яркое, а передний план слишком темный.

Мы поговорим о том, как это исправить, через минуту. Во-первых, давайте поговорим о том, как определить, находится ли изображение в пределах динамического диапазона вашей камеры.

Измерение динамического диапазона в вашей камере

Как узнать, находятся ли различные части изображения в пределах динамического диапазона вашей камеры? Лучший способ - гистограмма. Вы можете использовать гистограмму в своей камере, когда снимаете вне дома, или гистограмму, доступную в вашем программном обеспечении для постобработки, когда вы снова за компьютером.

Начнем с того, что в вашей камере есть гистограмма. Вы должны использовать его, когда вы находитесь вне съемки. Таким образом, вы можете сказать во время захвата, все ли вы держите в пределах динамического диапазона вашей камеры. Для этого вам нужно будет зайти в меню вашей камеры, чтобы показать гистограмму после того, как вы сделаете снимок. Пока вы это делаете, многие камеры также можно настроить так, чтобы они мигали или мигали на ЖК-дисплее в любых частях вашего изображения, которые находятся за пределами динамического диапазона вашей камеры (т. Е. Чисто белый или чисто черный). Вы можете настроить камеру так, чтобы она мигала, а может и нет, но вы обязательно должны настроить ее так, чтобы она отображала гистограмму после того, как вы сделаете снимок.

Действительный динамический диапазон камер варьируется от модели к модели, но большинство зеркальных фотокамер имеют динамический диапазон 10–12 стопов (напомним, что стоп света — это удвоение света) . Однако, когда вы снимаете вне дома, вам, вероятно, следует думать о том, что ваша камера имеет динамический диапазон всего около 6 ступеней света. Причина этого в том, что это будет соответствовать масштабу экспозиции, который вы видите при компоновке изображения. Очень часто эта шкала выглядит так:

Числа измеряют число остановок света. Так, например, 1 справа от 0 означает, что вы переэкспонированы на 1 стоп. Как только вы превысите 2, камера начнет мигать, предупреждая вас о том, что вы приближаетесь к пределам ее динамического диапазона. Если вы предполагаете, что у вас есть еще одна остановка для работы по обе стороны от двойки на шкале, это даст вам 6 остановок света. Поэтому, еще раз, я рекомендую вам думать о вашей камере как о динамическом диапазоне около 6 ступеней, хотя на самом деле он больше.

Устранение проблем с динамическим диапазоном

Итак, теперь, когда мы понимаем динамический диапазон и знаем, как его измерять, мы можем попытаться использовать его в нашей фотографии. К сожалению, нет единого ответа для широкого динамического диапазона. Однако существует множество обходных путей и вещей, которые вы можете сделать, чтобы оставаться в пределах динамического диапазона камеры. Поэтому в оставшейся части этой статьи мы рассмотрим их.

Способ 1. Работа с настройками экспозиции

Первый и лучший способ справиться с ограниченным динамическим диапазоном вашей камеры — просто установить экспозицию так, чтобы все оставалось в пределах динамического диапазона, даже если это означает экспозицию вашего снимка. иначе, чем в противном случае.

Например, когда вы видите сцену с большим контрастом, когда вы знаете, что у вас, вероятно, есть проблемы с динамическим диапазоном, вы можете замерить самую яркую часть изображения и установите значение экспозиции на верхней стороне шкалы. Это предохранит яркую часть от выдувания. Надеюсь, поскольку вы установили камеру на небольшую передержку, значение экспозиции также будет достаточно высоким, чтобы более темная часть вашего изображения не стала черной. Таким образом, все будет в динамическом диапазоне вашей камеры.

Вы постоянно будете сталкиваться с этой ситуацией при съемке на открытом воздухе. Вы постоянно сталкиваетесь со сценами с ярким небом и не очень ярким передним планом. В этом случае измерьте небо и установите значение экспозиции на +1. Это будет держать ваше небо в пределах динамического диапазона камеры. Надеюсь, этого света будет достаточно, чтобы передний план не был черным. Если нет, внесите коррективы и повторите попытку.

Если это не сработает, вам придется проявить творческий подход. Ранее я написал статью для Школы цифровой фотографии с несколькими методами, которые вы можете использовать для работы с ограничениями динамического диапазона. Посмотрите здесь.

Способ 2. Добавить фильтр

Чтобы решить проблему динамического диапазона в камере, вы также можете использовать градуированный фильтр нейтральной плотности. Для краткости их часто называют фильтрами Grad ND.

Grad ND представляет собой стеклянную пластину прямоугольной формы, которая крепится к передней части объектива с помощью специального держателя. Стекло темное с одной стороны и прозрачное с другой. Вы устанавливаете фильтр так, чтобы более темная часть покрывала небо, а светлая часть фильтра покрывала передний план. В результате ваше небо затемняется фильтром, а передний план остается в покое. Надеюсь, вы достаточно выровняете экспозицию, чтобы все оставалось в пределах динамического диапазона вашей камеры.

Однако Grad ND не панацея. Линия между темной и светлой частями фильтра представляет собой прямую линию, поэтому, если в вашей сцене нет прямой линии горизонта, вы не сможете использовать фильтр. Фильтры и вложения также могут быть немного громоздкими. Но иногда эти фильтры спасают жизнь, и я рекомендую держать их в сумке для фотоаппарата.

Способ 3:быстрое исправление Lightroom

Вы также можете в определенной степени решить проблему с динамическим диапазоном при постобработке.

В качестве порога вы должны настроить камеру на съемку в формате Raw. Файлы Raw имеют более широкий динамический диапазон, чем файлы JPEG. Как только вы окажетесь за компьютером, самый простой способ — внести некоторые быстрые изменения в Lightroom. Вот трехступенчатый процесс решения проблемы с динамическим диапазоном в Lightroom, который займет у вас всего несколько секунд:

• В модуле "Разработка" потяните вниз (влево) ползунок Highlights. Это смягчит ваши блики.
• Далее просто потяните вверх (вправо) ползунок «Тени». Это увеличит экспозицию более темных областей изображения.
• Если изображение выглядит размытым, переместите ползунок «Черный» вниз (слева). Это добавит контраста.

Вот и все. Очень часто этого достаточно, чтобы ваши снимки выглядели на 100% лучше. На самом деле, я пошел дальше и сделал несколько быстрых корректировок в Lightroom для изображения, которое мы использовали в качестве примера выше. Вот до и после:

Если у вас нет Lightroom, но есть Photoshop или Photoshop Elements, вы можете использовать экран Adobe Camera Raw, чтобы выполнить тот же процесс.

Метод 4:Брекетинг и смешивание

Если ни одна из предыдущих техник не сработала, вам придется атаковать тяжелую артиллерию. Это означает, что вам нужно будет сделать брекетинг ваших фотографий, а затем смешать их каким-либо образом.

Чтобы сделать брекетинг фотографий, настройте камеру так, чтобы она делала три снимка (или пять, если позволяет ваша камера) с интервалом не менее одной ступени. Камера сделает три снимка:один с нормальной экспозицией, один с недодержкой и один с передержкой.

Запустив Photoshop, вы можете смешать эти экспозиции. Ближе к концу этой статьи я написал краткое руководство по смешиванию фотографий.

Способ 5:HDR

Вы также можете использовать программное обеспечение с расширенным динамическим диапазоном (HDR), такое как Photomatix и HDR Efex Pro, для смешивания фотографий.

Чтобы использовать технику HDR, сначала сделайте брекетинг ваших фотографий, как указано в методе 4 выше. Затем вы загрузите эти фотографии в Photomatix и HDR Efex Pro, которые являются двумя лучшими программами HDR. Вы пройдете процесс тональной компрессии в этих программах (используя ту, которую выберете), чтобы смешать фотографии. Если вы не знакомы с этим процессом, вот, вероятно, самое популярное руководство по HDR от одного из самых известных HDR-фотографов, которое поможет вам начать работу.

HDR имеет немного плохую репутацию во многих кругах фотографов, но это очень мощный инструмент. Существует «вид HDR», который оскорбляет некоторых людей. Как и со многими другими методами, новички могут иногда злоупотреблять этим. Просто держите его под контролем и, возможно, даже совместите файл HDR с оригинальными изображениями, и это действительно поможет решить проблему с динамическим диапазоном.

Заключение и рекомендации

Надеюсь, теперь вы понимаете природу проблемы, с которой сталкиваются фотографы на открытом воздухе в отношении динамического диапазона. Надеюсь, это даст вам некоторые идеи о том, как решить эту проблему в вашей фотографии. Я расскажу больше о каждом из этих методов решения проблем с динамическим диапазоном в следующих статьях. Сейчас цель состоит в том, чтобы познакомить вас с проблемой и способами ее решения.

Чтобы помочь вам применить содержание этой статьи к вашей фотографии, я хочу оставить вам контрольный список нескольких вещей, которые вы можете сделать, чтобы избежать проблем с динамическим диапазоном. Эти простые шаги решат большинство проблем с динамическим диапазоном:

• Снимайте в формате Raw. Это увеличит динамический диапазон вашей камеры.
• Установите экспозицию на основе ярких моментов. Найдите самую яркую часть сцены и установите шкалу экспозиции камеры на передержку (начните с +1).
• По возможности используйте градуированный ND.
• Разместите фотографии в скобках. Даже если вы не думаете, что когда-либо будете смешивать свои фотографии или использовать HDR, все равно используйте брекетинг. Вы можете начать использовать дополнительную постобработку позже, и таким образом у вас будут данные для использования. В любом случае, иногда фотографии с брекетингом удивят вас, и вы обнаружите, что переэкспонированное или недоэкспонированное изображение выглядит лучше.

Выполняя эти действия, вы гарантируете, что вы максимизируете динамический диапазон и что вы готовы попытаться исправить это позже, если захотите.

Дальнейшие шаги

Готовы углубиться в динамический диапазон?

• Чтобы узнать, что связано с брекетингом ваших фотографий, ознакомьтесь с Кратким руководством по брекетингу ваших фотографий.
• Чтобы узнать, как использовать точечный замер для максимального увеличения динамического диапазона на конкретном изображении, прочитайте статью Улучшите экспозицию с помощью точечного замера.
• Чтобы узнать, как использовать постобработку для увеличения динамического диапазона, посмотрите мое видео о редактировании Basic Lightroom или прочитайте эту статью DPS об использовании Lightroom для улучшения ваших пейзажных фотографий.
• Чтобы познакомиться с фотографией с расширенным динамическим диапазоном, начните с Введение в HDR.
• Чтобы узнать, какие камеры имеют лучший динамический диапазон, ознакомьтесь со статьей Сравнение динамического диапазона цифровых камер.