High Dynamic Range Imaging , HDRI nebo jednoduše HDR jsou zobrazovací a video technologie, jejichž rozsah jasu přesahuje možnosti standardních technologií.
Nejčastěji se termín HDR používá ve vztahu k pořizování, ukládání a zpracování bitmapových obrázků. Dnes široce používané digitální technologie jsou historicky založeny na 8bitových celočíselných formátech pro reprezentaci a zpracování dat, které poskytují velmi úzký dynamický rozsah , často nazývaný SDR ( Standard Dynamic Range ) nebo LDR ( Low Dynamic Range ) . Pro srovnání, poměr nejjasnějších a nejméně jasných (ale ještě ne černých) barev pro sRGB je asi 3000:1, zatímco skutečné scény mají často poměr jasu 1 000 000:1 nebo více, a to jak ve stínech, tak ve světle, oko je schopno (díky přizpůsobení světla jasu) rozlišovat detaily. Využití technologie HDR umožňuje pracovat s plným rozsahem jasu scény a eliminuje historická omezení.
Technologie HDR mají mnoho praktických aplikací, jako je pořizování snímků a videí přirozených vysoce kontrastních scén, ukládání a zpracování obsahu HDR, vytváření snímků LDR ze snímků HDR a dosahování různých uměleckých efektů pomocí snímků HDR.
Ve fotografii se dynamický rozsah často měří v počtu expozičních kroků , také nazývaných "krok" nebo "stop" (často zkráceně nedávno EV, z anglického Exposure value - expopara ), tedy základní 2 logaritmus , méně často dekadický logaritmus (označený písmenem D). 1 EV se rovná 0,3 D. Používá se také lineární zápis, například 1000:1, což se rovná 3 D nebo přibližně 10 EV.
Charakteristický „dynamický rozsah“ je také vlastní formátům souborů používaným k záznamu fotografií . V tomto případě je určen datovým typem zvoleným autory formátu na základě účelů, pro které je formát určen. Například dynamický rozsah základního režimu formátu JPEG je definován standardem reprezentace barev sRGB s 8bitovou gama korekcí a je přesně 11,7 EV, ale ve skutečnosti je použitelný pouze 8-9 EV z tohoto rozsahu. U formátu Radiance HDR je dynamický rozsah 256 EV.
Termín „dynamický rozsah“ se někdy používá k označení jakéhokoli poměru jasu ve fotografii:
Řada autorů využívá jiné, exotičtější možnosti.
Při vyhodnocování charakteristik dynamického rozsahu je třeba se s rezervou dívat na počet bitů použitých k záznamu informace v jakémkoli formátu nebo matici kamery . Takže ADC kamery (10-, 12- nebo 14bitové) obvykle čte hodnoty na lineární stupnici. Soubory obsahují hodnoty s gama korekcí .
Například dynamický rozsah obrázku reprezentovaný 16bitovými čísly s poloviční přesností je mnohem větší než rozsah reprezentovaný 16bitovými celými čísly. Radiance HDR (32bpp RGBE reprezentace) má mnohem větší dynamický rozsah než 16bitový TIFF (48bpp celé číslo RGB).
Jednou z definic dynamického rozsahu, která je široce používána výrobci CCD , je poměr maximálního signálu přijatého ze snímače v jasném světle ke čtenému šumu obrazového snímače v nepřítomnosti světla.
Novější fotoaparáty Nikon mají režim snímání HDR pro soubory JPEG . V tomto režimu fotoaparát vyfotí 2 snímky s různou expozicí a slepí je do jednoho [1] .
Fotografická šířka moderních fotoaparátů a filmů nestačí ke zprostředkování jakékoli scény okolního světa. To je patrné zejména při fotografování na barevný reverzibilní film nebo kompaktní digitální fotoaparát, který často nedokáže zachytit ani jasnou denní krajinu , pokud jsou objekty ve stínu (a rozsah jasů noční scény s umělým osvětlením a hlubokými stíny může dosahovat až do 20 EV).
Standardním způsobem, jak obejít problém dynamického rozsahu, který se úspěšně používá od nástupu fotografie jako takové, je korekce osvětlení scény, které je dosaženo správnou volbou okamžiku a úhlu záběru a umělého osvětlení, a také pomocí speciálních provozních režimů fotoaparátu. Například, když je scéna jasná, lze použít doplňkový blesk ke zvýraznění stínů, snížení kontrastu obrazu a fotografování s bleskem s vysokou expozicí může vyrovnat kontrast některých scén pořízených ve tmě. Ne všechny tyto metody jsou však vždy vhodné a použitelné, jejich správné použití vyžaduje vyšší kvalifikaci fotografa.
Řešení problému nedostatečného dynamického rozsahu bez změny scény, osvětlení a úhlu je dosaženo dvěma způsoby:
Obě cesty vyžadují řešení dvou problémů:
Níže je uveden příklad obrázku vytvořeného pomocí technologie HDR ze čtyř zdrojů a zdrojových fotografií k němu.
Mapování tónů lze také použít ke zpracování obrázků s malým rozsahem jasu pro zvýšení místního kontrastu.
Výše uvedený příklad ukazuje použití metod HDR k vytvoření obrazu, který je divákem vnímán jako realistický.
Techniku snímání HDR lze také použít pro video zachycením více snímků pro každý snímek videa a jejich kombinací. Qualcomm tomu říká „Computationnal HDR video capture“. V roce 2020 Qualcomm oznámil procesor Snapdragon 888, který je schopen zachycovat 4K vypočítané HDR video a HDR video [2] . Xiaomi Mi 11 Ultra je také schopen pořizovat výpočetní HDR video [3] .
-4 stopy
-2 stopy
+2 zastávky
+4 zastávky
Snížení kontrastu
Mapování místních tónů
přirozený výsledek
| měření expozice | |
|---|---|
| Podmínky měření expozice | |
| Manuální ovládání expozice |
|
| Automatická kontrola expozice | |
| Standardy měření blesku | |