Проблема HDR в современной цифровой фотографии
Да, она существует
§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.
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.
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.
§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:

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.
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.
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].
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.
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.
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:
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. Мы снижаем контрастность самых тёмных и самых светлых областей снимка. Из-за этого же меняется наклон кривой в целом, а сама кривая при этом никуда не наращивается.

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 вместе появились ещё и 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 кривой на разные каналы приводит к тому, что в 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.

Если я верну то, что растворили ползунки highlights и shadows, толкнув вправо ползунок contrast, проблема только усугубится.

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:
Если я понижу насыщенность и светлость жёлтого, 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.

Часть этих проблем решается настройкой контрастности вручную, через воздействие на кривую.

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 делать по-плёночному, то есть посильнее добавлять в тенях и поменьше в светах, то такого жёлтый и синий не будут выгорать:
Выглядит этот метод костыльно, поэтому сам я редко делаю финальную художественную обработку в Лайтруме.

Если не придираться, ползунки во всех конвертёрах просто меняют яркость пикселей. 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].
Описанные проблемы, скорее, эстетического толка, но есть и чисто технические. Ведь фактически мы не добавляем детали в светах и тенях, мы лишь меняем контрастность светлых и тёмных областей. По-настоящему расширяет динамический диапазон только дополнительная информация из другого – более светлого или тёмного кадра.

Так, например, работает Smart HDR в айфонах. Благодаря нему нетронутые картинки с малахольной матрицы под айфонским сверхшириком[3] выглядят иной раз лучше плохо растянутых равов с полного кадра.
Понятно, что вычислительная фотография в первую очередь маскирует физические ограничения небольших сенсоров[4]. На условном Nikon D850 с динамическим диапазоном под 15 стопов до определённого момента без разницы, сшивать несколько разных изображений [5] или тянуть всё из одного:
Однако рано или поздно любая камера упирается в ограничения своей матрицы. Понимание, когда достаточно равки, а когда без склейки – уже никак, приходит с опытом, но даже бывалые ребята иногда лажают. Человеческий глаз – худший из инструментов для оценки динамического диапазона[6].
Сам я, естественно, не ношу с собой экспонометр, да и штатива обычно у меня при себе нет. Раньше, чтобы перестраховаться и наверняка всё вытянуть, я сильно недооэкспонировал кадры.

Когда я купил первую полнокадровую камеру, я практически сразу заметил, что на низких ISO вытягивается любая чернота, а с засвеченными областями так не получается. 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 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.
Если, пожалуйста, без этого, то касайтесь гистограммой правой стороны, примерно как к дверям в метро[13]. Трогайте, но не прислоняйтесь.
Окей, как делать HDR мы разобрались. Давайте теперь разберёмся зачем это 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.
На самом деле, никто не знает, сколько стопов – достаточно.
Кто-то привязывается к возможностям человеческого глаза, кто-то к репродуктивным возможностям... 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].

Самый большой динамический диапазон на конец 2019-го у Sony α7IVR и он включает 15 стопов[17]. Это максимальное теоретическое значение, которое и глаз различает, и печатается без проблем, если речь идёт о цифровой фотографии. Лишнего из одного кадра не вытянуть.

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, повышение динамического диапазона 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.
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.
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.
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].
И последний лайфках: никогда не выкладывайте фотографии сразу же. Я каждый раз как выкладываю – жалею.

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
...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).
«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...
comments powered by HyperComments
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:
Другие посты, где я прям заморочился:
Что изменил для меня 2019-й год

Made on
Tilda