Проблема HDR в современной цифровой фотографии
Да, она существует
Это статья не очень простая, хотя попытался объяснить всё максимально популярно. Она полезна для продвинутого понимания процессов в фоторедакторах, но базовые идеи из неё я всё же переформулировал и в гиперурощённом виде опубликовал спустя три года в другом материале: https://jejeya.pictures/histo
§1. Я, как и многие другие, путал динамический диапазон и контрастность. Но это разные вещи.
§2. Если выкрутить света и тени в Лайтруме, контрастность упадёт. Но если возвращать её в лоб, то пострадает цвет.
§3. Сделать HDR – не сложно. Но сложно понять, зачем его делать.
§2. Если выкрутить света и тени в Лайтруме, контрастность упадёт. Но если возвращать её в лоб, то пострадает цвет.
§3. Сделать HDR – не сложно. Но сложно понять, зачем его делать.
Если растащить ползунки в стороны, фотография автоматически лучше не станет. В этом и есть главная проблема HDR в современной цифровой фотографии.
На 10-й год увлечения фотографией я наконец-то могу объяснить, почему это происходит.
Когда мы тянем тени и гасим света, мы по принципу домино щёлкаем и по всем остальным свойствам снимка. Динамический диапазон это не какое-то изолированное понятие. Всё связано.
На 10-й год увлечения фотографией я наконец-то могу объяснить, почему это происходит.
Когда мы тянем тени и гасим света, мы по принципу домино щёлкаем и по всем остальным свойствам снимка. Динамический диапазон это не какое-то изолированное понятие. Всё связано.
Мне повезло: я сравнительно рано наткнулся на фоторедактор, который отучил меня коверкать изображение ползунками. Благодаря нему многие вещи я делал хотя и неосознанно, но правильно. При этом любая творческая задача, которую я не мог решить в нём, приводила меня в Лайтрум. Иногда я её решал, а иногда получался неприглядный уродец.
Я не пытался осознать, в чём проблема, и почему так происходит. Решил, что HDR это просто не очень красиво, и надолго успокоился. Лишь одно наблюдение теребило мне мозг: если у художников не возникало никаких проблем с отображением высококонтрастных сцен[1], почему они возникают каждый раз у меня?
Ни одной средней по уровню статьи на русском или английском языке, которая бы объединяла весь опыт создания HDR-снимков, я не нашёл. Либо «вот так темнее, вот так светлее, а вот так делается брекетинг», либо абсолютно гиковские штуки, которые без контекста непонятны.
Пришлось потратить полгода, чтобы написать свою статью с нюансами RAW-конвертации высококонтрастных сцен. Её основная идея в устранении противоречий между техникой и эстетикой. Чтения тут минут на 10.
Ни одной средней по уровню статьи на русском или английском языке, которая бы объединяла весь опыт создания HDR-снимков, я не нашёл. Либо «вот так темнее, вот так светлее, а вот так делается брекетинг», либо абсолютно гиковские штуки, которые без контекста непонятны.
Пришлось потратить полгода, чтобы написать свою статью с нюансами RAW-конвертации высококонтрастных сцен. Её основная идея в устранении противоречий между техникой и эстетикой. Чтения тут минут на 10.
§1. Я, как и многие другие, путал динамический диапазон и контрастность. Но это разные вещи
Объясню на пальцах.
Допустим, у меня 4 больших, 2 указательных, 7 средних, 5 безымянных и 10 мизинцев.
Гистограмма распределения пальцев в таком случае будет выглядеть так:
Допустим, у меня 4 больших, 2 указательных, 7 средних, 5 безымянных и 10 мизинцев.
Гистограмма распределения пальцев в таком случае будет выглядеть так:
Примерно так же устроены гистограммы в фоторедакторах. Только там не количество пальцев, а количество пикселей определённой яркости.
Когда вы дёргаете ползунок экспозиции, тёмных пикселей становится меньше, а светлых - больше. Гистограмма перебегает вправо.
Если высветлить тени и затемнить света, гистограмма соберётся в кучку. Всё логично: самых светлых и самых тёмных пикселей станет меньше.
Что-то похожее произойдёт, и если просто уменьшать контрастность.
И действительно, наш опыт это подтверждает. Когда мы высветляем тени и затемняем света ползунками, в большинстве конвертёров падает контрастность изображения.
Но это не значит, что одного без другого не бывает.
Что-то похожее произойдёт, и если просто уменьшать контрастность.
И действительно, наш опыт это подтверждает. Когда мы высветляем тени и затемняем света ползунками, в большинстве конвертёров падает контрастность изображения.
Но это не значит, что одного без другого не бывает.
Проще всего объяснить разницу между контрастностью и динамическим диапазоном, при помощи кривой. Потерпите, если вы обрабатываете фотографии, вам всё равно рано или поздно придётся с ней разобраться.
Кривая показывает, какие конкретно яркости пикселей как поменялись.
Кривая показывает, какие конкретно яркости пикселей как поменялись.
На гифке я затемняю все светлые, но не очень яркие пиксели. Правая часть гистограммы перебегает влево, а кривая показывает, насколько эти пиксели стали темнее.
Там, где кривая провисла сильнее, точки потемнели больше[2].
Там, где кривая провисла сильнее, точки потемнели больше[2].
Чтобы понять, как это выглядит в реальной жизни. Давайте поиздеваемся над моей фотографией.
Отсемчём все точки справа и слева.
Тёмные области свалились в черноту, а светлые засветились.
Динамический диапазон уменьшился, контрастность выросла.
Тёмные области свалились в черноту, а светлые засветились.
Динамический диапазон уменьшился, контрастность выросла.
Кривая стала короче, а самая светлая различимая область приблизилась к самой тёмной. В народе эти отсечки называют точками чёрного и точками белого.
А теперь не будем ничего отсекать. Изменим лишь углы наклона кривой.
Положение точек чёрного и белого не изменилось, но изображение стало более контрастным.
Положение точек чёрного и белого не изменилось, но изображение стало более контрастным.
Время для главного панчлайна этого параграфа:
Контрастность – угол наклона кривой, а динамический диапазон – расстояние между точками чёрного и белого
Для наглядности воссоздадим ситуацию, когда динамический диапазон крохотный, но изображение неконтрастное.
Уменьшим длину кривой, то есть, расстояние между точками чёрного и точками белого, но сохраним её наклон. Света выбиты, детализации в тенях нет – они просто светлые:
Уменьшим длину кривой, то есть, расстояние между точками чёрного и точками белого, но сохраним её наклон. Света выбиты, детализации в тенях нет – они просто светлые:
Если вытягивать света и тени, то в большинстве конвертёров контрастность снизится, но это лишь побочный эффект. Изображение может как содержать детали в самых тёмных и ярких областях, так и быть контрастным.
Формально, когда highlights мы тащим влево, а shadows – вправо, мы не расширяем динамический диапазон, а сужаем его. Мы снижаем контрастность и подтягиваем самые тёмные области к самым светлым. Дополнительной информации при этом ни в какую из сторон не наращивается, но из-за этого меняется наклон кривой и падает контрастность.
Это не было бы проблемой, если бы достаточно было втупую поднять контраст, чтобы всё встало на место. Но это не так.
Формально, когда highlights мы тащим влево, а shadows – вправо, мы не расширяем динамический диапазон, а сужаем его. Мы снижаем контрастность и подтягиваем самые тёмные области к самым светлым. Дополнительной информации при этом ни в какую из сторон не наращивается, но из-за этого меняется наклон кривой и падает контрастность.
Это не было бы проблемой, если бы достаточно было втупую поднять контраст, чтобы всё встало на место. Но это не так.
§2. Если выкрутить света и тени в Лайтруме контрастность упадёт. Но если возвращать её в лоб, то пострадает цвет
Изуродую ещё одну фотографию, чтобы наглядно продемонстрировать все проблемы такого подхода.
Эта фотография снята на Nikon D600. Если растащить ползунки в стороны, то мы получим что-то такое:
Контрастность упала, но появились паразитные оттенки: желтиза в светах и синева в тенях. Так происходит, потому что цветное изображение на самом деле состоит не из одной гистограммы, а из трёх: синей, зелёной и красной[7]. Причём у каждой из них свой динамический диапазон, но пока не будем об этом.
Когда в светах больше жёлтого, а в тенях синего, одинаковое воздействие одной кривой на разные каналы приводит к тому, что жёлтое в светах становится более жёлтым, а синее в тенях более синим. Логично, ведь синего нет в светах, а жёлтого – в тенях. Усиливается то, что есть.
Заодно когда фотограф видит, что контрастность, упала, он пытается вернуть её через ползунок contrast. И паразитные оттенки от этого становятся ещё заметнее.
Жёлтый и синий по-разному реагируют на повышение контраста. Жёлтый моментально выгорает, а синий, напротив, тем насыщенней, чем темнее. Какое совпадение, цвета неба и солнца. Природа как будто издевается над нами.
Когда в светах больше жёлтого, а в тенях синего, одинаковое воздействие одной кривой на разные каналы приводит к тому, что жёлтое в светах становится более жёлтым, а синее в тенях более синим. Логично, ведь синего нет в светах, а жёлтого – в тенях. Усиливается то, что есть.
Заодно когда фотограф видит, что контрастность, упала, он пытается вернуть её через ползунок contrast. И паразитные оттенки от этого становятся ещё заметнее.
Жёлтый и синий по-разному реагируют на повышение контраста. Жёлтый моментально выгорает, а синий, напротив, тем насыщенней, чем темнее. Какое совпадение, цвета неба и солнца. Природа как будто издевается над нами.
Взял градиент жёлтого и синего и повышал контрастность. Чем правее – тем выше.
Вместо богатых оттенками цветов получаем пережаренные жёлтый и оранжевый:
Когда фотограф это замечает, он снижает насыщенность и светлость жёлтого через панель HSL, и изображение, на первый взгляд, станет вменяемым. Но стоит присмотреться к левому верхнему углу, и воспринимать его как прежде уже не получится:
Эти неприятные ореолы следствие того, в листве на самом деле много жёлтого. Синий не трогали, жёлтый потащили, получили эти контуры.
Ещё заметней они становятся из-за локального контраста, который увеличивается, когда highlights снижается. Грубо говоря, растаскиваете ползунки – автоматически поднимаете clarity.
Если возвращать контраст не через ползунок, а через через кривую, то часть этих проблем решается.
Ползунок контрастности в Лайтруме меняет её s-образно: симметрично воздымается немного правее центра и погружается немного левее. Это приводит к обецвечиванию светлых областей [8]. Если же посильнее надавить в тенях и немного приподнять в светах, то такого жёлтый и синий не будут выгорать:
Ещё заметней они становятся из-за локального контраста, который увеличивается, когда highlights снижается. Грубо говоря, растаскиваете ползунки – автоматически поднимаете clarity.
Если возвращать контраст не через ползунок, а через через кривую, то часть этих проблем решается.
Ползунок контрастности в Лайтруме меняет её s-образно: симметрично воздымается немного правее центра и погружается немного левее. Это приводит к обецвечиванию светлых областей [8]. Если же посильнее надавить в тенях и немного приподнять в светах, то такого жёлтый и синий не будут выгорать:
Из-за таких вот тонкостей и возникает ощущение, будто «расширение» динамического диапазона в Лайтруме вредит картинке. На самом деле, нет. Если не придираться, ползунки во всех конвертёрах просто меняют яркость пикселей, и в этом процессе как таковом ничего плохого нет. Вопрос только в том, какие это пиксели, и как меняют.
В других конвертёрах, например, в Capture One, идентичные дёргалки работают по-другому. Конвертёр удерживает наклон кривой, пока я растаскиваю точки чёрного и белого.
В RPP реализован третий вариант: я сам выбираю, по каким законам будет меняться форма кривой, а точка чёрного это именно точка чёрного, а не загадочный blacks[9][10].
Окей, как происходит при имитации HDR – мы разобрались. Давайте теперь разберёмся, зачем вообще его делать.
В других конвертёрах, например, в Capture One, идентичные дёргалки работают по-другому. Конвертёр удерживает наклон кривой, пока я растаскиваю точки чёрного и белого.
В RPP реализован третий вариант: я сам выбираю, по каким законам будет меняться форма кривой, а точка чёрного это именно точка чёрного, а не загадочный blacks[9][10].
Окей, как происходит при имитации HDR – мы разобрались. Давайте теперь разберёмся, зачем вообще его делать.
§3. Сделать HDR – не сложно. Сложно - понять, зачем его, собственно, делать
Во время обработки мне всегда кажется, что чем больше деталей – тем лучше. А когда я сравниваю готовые варианты, кажется, что с проваленными тенями как-то прикольней даже.
Первое и последнее субъективное высказывание за статью: я верю, что тем фотография приятнее, чем она правдивее. Ей необязательно быть честной, но я хочу в неё верить.
Это как с «Властелином колец»: всё описанное там – выдумка, но допущения настолько хорошо объяснены в парадигмах пусть и вымышленного мира, что с ними легко смириться.
В контексте этой статьи это правило звучит так: динамический диапазон, чтобы быть реалистичным, должен быть...
Каким?
И вот тут возникает проблема.
Это как с «Властелином колец»: всё описанное там – выдумка, но допущения настолько хорошо объяснены в парадигмах пусть и вымышленного мира, что с ними легко смириться.
В контексте этой статьи это правило звучит так: динамический диапазон, чтобы быть реалистичным, должен быть...
Каким?
И вот тут возникает проблема.
На самом деле, никто не знает, сколько стопов – достаточно.
Кто-то привязывается к возможностям человеческого глаза, кто-то к возможностям репродукции изображения на бумаге и мониторе.
Я нахожу и то, и то несколько бессмысленным.
Точных оценок динамического диапазона глаза множество, от 10-и до 17-и стопов в зависимости от того, как считать[14]. Упираться в мониторы тоже нет смысла: отображаемся фотоширота сцены и битность мониторов никак не связаны, а контрастность – всё выше[15].
Средняя печаталка в фотолабораториях действительно выдаёт 10-12 стопов максимум, но более продвинутая термосублимационная печать воспроизведёт всё, что угодно[16].
Единственная причина отказаться от HDR – художественная задумка автора. Как способ отсечь все детали.
Когда я подбирал иллюстрацию к этому тезису, я пролистал свои фотографии из экспедиций. Оказалось, что пейзажных фоток с заваленными тенями у меня практически нет, хотя я всегда любил поконтранстнее.
Я нахожу и то, и то несколько бессмысленным.
Точных оценок динамического диапазона глаза множество, от 10-и до 17-и стопов в зависимости от того, как считать[14]. Упираться в мониторы тоже нет смысла: отображаемся фотоширота сцены и битность мониторов никак не связаны, а контрастность – всё выше[15].
Средняя печаталка в фотолабораториях действительно выдаёт 10-12 стопов максимум, но более продвинутая термосублимационная печать воспроизведёт всё, что угодно[16].
Единственная причина отказаться от HDR – художественная задумка автора. Как способ отсечь все детали.
Когда я подбирал иллюстрацию к этому тезису, я пролистал свои фотографии из экспедиций. Оказалось, что пейзажных фоток с заваленными тенями у меня практически нет, хотя я всегда любил поконтранстнее.
Сейчас я смотрю на эти снимки и понимаю, что они скучные. На первый взгляд броско, но взгляду не во что упереться.
Не так с портретными фотографиями.
Я полистал и их, после чего уловил закономерность. Когда свет жёсткий, вытягивание теней чаще всего неуместно. Не снизив контрастности, которая сюжетно значима, на точку чёрного с такой гистораммой не повлиять.
Не так с портретными фотографиями.
Я полистал и их, после чего уловил закономерность. Когда свет жёсткий, вытягивание теней чаще всего неуместно. Не снизив контрастности, которая сюжетно значима, на точку чёрного с такой гистораммой не повлиять.
Напротив, когда свет мягкий, изображение с проваленными тенями выглядит пережаренным.
У светов свои особенности.
Когда я купил первую полнокадровую камеру, я практически сразу заметил, что на низких ISO вытягивается любая чернота, а с засвеченными областями так не получается. Раньше, чтобы перестраховаться и наверняка всё вытянуть, я сильно недооэкспонировал кадры.
Эта особенность встречается у всех цифровых камер. Нижняя граница динамического диапазона размытая, а верхняя – чёткая. Легко наколоться.
Но сейчас я так не делаю.
Во-первых, потому что по факту что дисплеи камер, что конвертёры по умолчанию показывают изображение светлее, чем оно есть. Отсюда же мифы про то, где-то лучше тянутся света, а где-то тени. Везде они тянутся примерно одинаково, просто камеры по-разному заранее высветляют изображения.
Во-вторых, каждая ступень экспозиции содержит в два раза больше света, чем предыдущая. На практике это означает, что небольшие изменения в светлой части снимка не так заметны, как в тёмной, даже если они идентичны.
Когда засветки всё-таки случаются, я за счёт всё тех же кривых делаю переход к ним более плавным[12]. Ничего страшного в них нет. Иногда даже хочется, чтобы зритель щурился.
Когда я купил первую полнокадровую камеру, я практически сразу заметил, что на низких ISO вытягивается любая чернота, а с засвеченными областями так не получается. Раньше, чтобы перестраховаться и наверняка всё вытянуть, я сильно недооэкспонировал кадры.
Эта особенность встречается у всех цифровых камер. Нижняя граница динамического диапазона размытая, а верхняя – чёткая. Легко наколоться.
Но сейчас я так не делаю.
Во-первых, потому что по факту что дисплеи камер, что конвертёры по умолчанию показывают изображение светлее, чем оно есть. Отсюда же мифы про то, где-то лучше тянутся света, а где-то тени. Везде они тянутся примерно одинаково, просто камеры по-разному заранее высветляют изображения.
Во-вторых, каждая ступень экспозиции содержит в два раза больше света, чем предыдущая. На практике это означает, что небольшие изменения в светлой части снимка не так заметны, как в тёмной, даже если они идентичны.
Когда засветки всё-таки случаются, я за счёт всё тех же кривых делаю переход к ним более плавным[12]. Ничего страшного в них нет. Иногда даже хочется, чтобы зритель щурился.
Но главное, что нужно понимать про HDR: его не придётся делать вообще, если не снимать сцены большими перепадами яркостей. Я бы вставил сюда мем с Кайоди Эвуми, но вроде и так понятно, что это вариант для самых смекалистых.
Я показал, что само по себе расширение динамического диапазона не делает фотографию хуже, но это непросто как в исполнении на месте, так и за фоторедактором.
Я показал, что само по себе расширение динамического диапазона не делает фотографию хуже, но это непросто как в исполнении на месте, так и за фоторедактором.
Можешь обойтись без HDR – обходись без HDR
Когда только появился Dehancer, я разругался в одноимённом чатике с одним мужиком. Он раскритиковал мой пейзаж, а я ненавижу, когда критикуют мои пейзажи.
Павел Косенко попытался развести нас по сторонам, заметив, что сцены с подобной контрастностью вообще не стоит снимать. Как не экспонируй, получится ерунда. Общий посыл его слов был такой: хочешь красивые цвета, не включай небо в кадр.
Я намеренно не лезу в плёночные дела, потому что с цифрой-то разобрался кое-как, но нечто подобное я слышал и от цифровых фотографов, только они вычитали солнце. И в каком-то смысле это работает.
Если при съёмке пейзажной фотографии оставить солнце за спиной, снимок ничего не потеряет. Напротив, его будет гораздо проще обработать и выжать из него максимум.
Павел Косенко попытался развести нас по сторонам, заметив, что сцены с подобной контрастностью вообще не стоит снимать. Как не экспонируй, получится ерунда. Общий посыл его слов был такой: хочешь красивые цвета, не включай небо в кадр.
Я намеренно не лезу в плёночные дела, потому что с цифрой-то разобрался кое-как, но нечто подобное я слышал и от цифровых фотографов, только они вычитали солнце. И в каком-то смысле это работает.
Если при съёмке пейзажной фотографии оставить солнце за спиной, снимок ничего не потеряет. Напротив, его будет гораздо проще обработать и выжать из него максимум.
В портретной съёмке слишком большие перепады яркостей разглаживают отражателями, вспышкам с высокоскоростной синхронизацией[18] и любыми другими предметами, способными направить свет на то место снимка, которое должно быть светлее.
Но поскольку обрабатывать фотографии я люблю больше, чем их снимать, мой любимый приём – из фотошопного кунг-фу.
Чтобы создать иллюзию HDR, но при этом не трогать точек чёрного и белого, я повышаю локальный контраст в тенях[19].
Чтобы создать иллюзию HDR, но при этом не трогать точек чёрного и белого, я повышаю локальный контраст в тенях[19].
И последний лайфках: никогда не выкладывайте фотографии сразу же. Я каждый раз как выкладываю – жалею.
Отойдите, прищурьтесь, подойдите снова и оцените фотографию трезво.
Отойдите, прищурьтесь, подойдите снова и оцените фотографию трезво.
Список литературы...
[1] – Время пейзажа
[2] – Как работают кривые Curves
[3] – Обзор камеры iPhone 11 Pro
[4] – Вычислительная фотография. Будущее фотографии — это код
[5] – Стекинг: программные методы «сшивки» изображений
[6] – Экспозиция. Искусство экспонометрии
[6,5] – Как найти нейтральный цвет
[7] – Проклятие Брюса Байера
[8] – Цвет и контраст
[9] – RPP. Описание главной панели управления
[10] – Небольшой онлайн мастер-класс по RAW-конвертации
[11] – Динамический диапазон
[12] – Яркостные маски для ленивых или HDR ручками
[13] – Что такое зонная система адамса. Зачем она нужна и как ею успешно пользоваться
[14] – Почему приходится корректировать изображение?
[15] – Монитор Pro Display XDR
[16] – Сублимационный принтер
[17] – Sony A7R IV sensor review
[18] – Вспышка: высокоскоростная синхронизация
[19] – Повышение ДД через локальный контраст
[2] – Как работают кривые Curves
[3] – Обзор камеры iPhone 11 Pro
[4] – Вычислительная фотография. Будущее фотографии — это код
[5] – Стекинг: программные методы «сшивки» изображений
[6] – Экспозиция. Искусство экспонометрии
[6,5] – Как найти нейтральный цвет
[7] – Проклятие Брюса Байера
[8] – Цвет и контраст
[9] – RPP. Описание главной панели управления
[10] – Небольшой онлайн мастер-класс по RAW-конвертации
[11] – Динамический диапазон
[12] – Яркостные маски для ленивых или HDR ручками
[13] – Что такое зонная система адамса. Зачем она нужна и как ею успешно пользоваться
[14] – Почему приходится корректировать изображение?
[15] – Монитор Pro Display XDR
[16] – Сублимационный принтер
[17] – Sony A7R IV sensor review
[18] – Вспышка: высокоскоростная синхронизация
[19] – Повышение ДД через локальный контраст
...и слова благодарности тем, кто помогал со статьёй, а так же тем, поддерживает меня на Патреоне
Патреон: Dmitry, Dmitry Sergeev, Ivan Bondarev, Maks, Maksim Maksimov, Alexkolov, Nick Gladkiy, Oleksandr Fishchenko, Ruslan Keba, Taras
Консультанты: Кочеткова Екатерина (редакторка); Binary Animal (рецензент), Игнат Соловей (рассказал про притеры), Михаил Дрёмин (по блату сюда попал).
Консультанты: Кочеткова Екатерина (редакторка); Binary Animal (рецензент), Игнат Соловей (рассказал про притеры), Михаил Дрёмин (по блату сюда попал).
«Пока завод не починили» – канал о фотографии для тех, кто учится снимать в интернете. Подписывайтесь, всё, что я узнаю о фотографии, попадает прямиком туда.
Тред с обсуждением статьи в Твиттере: https://twitter.com/gerudes/status/120617981352812...
Пост в Фейсбуке: https://www.facebook.com/george.jejeya/posts/10220...
Занести автору и почувствовать себя лучше
Чтобы написать, оформить и заверстать текст, я трачу, в среднем, по несколько часов. Ваши донаты наделяют этот труд смыслом и мотивируют продолжать в том же духе.
Если вам нравятся мои статьи, поддержите мой блог на Патреоене. Если ежемесячные пожертвования не для вас, можете разово поблагодарить автора через форму здесь:
Если вам нравятся мои статьи, поддержите мой блог на Патреоене. Если ежемесячные пожертвования не для вас, можете разово поблагодарить автора через форму здесь:
Другие посты, где я прям заморочился:
