Lidská civilizace je chronicky zamilovaná do technických vynálezů. I samotná fotografie je jedním z nich. A průběžně se objevují technické vynálezy a vylepšení, které rozšiřují její možnosti. Jedním z nich je HDR - výraz, který působí v posledních letech téměř jako zaříkávadlo. V tomto PhotoHintu si vysvětlíme, kdy a jak ho použít.
Lidská civilizace je chronicky zamilovaná do technických vynálezů. I samotná fotografie je jedním z nich. A průběžně se objevují technické vynálezy a vylepšení, které rozšiřují její možnosti. Jedním z nich je HDR – výraz, který působí v posledních letech téměř jako zaříkávadlo.
Zkratka HDR pochází v anglického High Dynamic Range = vysoký dynamický rozsah. Přesněji by to asi, vzhledem k náplni, mělo znít „široký tonální rozsah“, ale o sémantice tento článek není.
Skládání do HDR je však pouze prvním z potřebných procesů. Tím druhým a navazujícím je tone mapping – mapování tónů. Postupně si osvětlíme oba procesy, ale nejdřív začneme vysvětlením, proč a kdy vlastně HDR použít.
 |
 |
Při fotografování digitálním fotoaparátem jsme velmi často omezeni jeho schopností (konkrétně schopností obrazového senzoru) v jednom záběru zaznamenat kresbu ve světlech i ve stínech vysoce kontrastních scén. Tyto situace se mohou objevit u různých fotografických témat. Nejčastěji to jsou: ostré sluneční světlo, snímky v protisvětle a proti slunci, interiéry s výhledem na jasné světlo, večerní a noční město se zdrojem osvětlení v záběru, extrémně lesklé kovové předměty (šperky, příbory…).
 |
 |
Využití principu HDR se pravděpodobně zrodilo v hlavě fotografa Gustave Le Graye již několik let po vynálezu fotografie. Již kolem roku 1850 experimentoval ve fotokomoře s kombinováním různě naexponovaných negativů té samé scény. Za oficiálního vynálezce HDR se považuje Charles Wyckoff se svými výzkumy z 30-tých a 40-tých let 20. století. Od 80. let dvacátého století začal výraznější vývoj této technologie hlavně díky paralelnímu vývoji počítačů. Je nutno říci, že v této době to již nebyla prioritně fotografie, která by byla motivací pro technologický pokrok v této oblasti, ale ekonomicky zajímavější oblasti, jakými jsou filmový průmysl, video, medicína, počítačové hry a virtuální realita.
My však zůstaneme v oblasti fotografie. Proces tvorby by se dal rozdělit do tří částí:
- Fotografování
- Slučování do HDR
- Mapování tónů
Fotografování
Jak při fotografování zjistit, zda je v konkrétním případě důvod využít HDR? Většinou to můžeme odhadnout ihned po odfocení z obrazu na displeji, kdy v nejsvětlejších a nejtmavších částech obrazu již nevidíme detaily. Ti exaktněji smýšlející si mohou v menu fotoaparátu zapnout funkci zvýrazňování přepalů (oblasti bílé, ve kterých již není kresba) a někdy i podpalů (oblasti černé, ve kterých již není kresba). Tyto oblasti na displeji blikají. Pak je důvod pro využití HDR.
Fotografování v HDR vyžaduje nafotografování dvou nebo více různě naexponovaných fotografií toho samého záběru. Vzhledem k tomu, že rozdíl by měl být pouze ve světlosti a tmavosti jednotlivých fotografií, a ne v jejich obsahu, je tento postup použitelný pouze pro statické scenérie. Drobné odlišnosti, jako je třeba tekoucí voda, se ještě dají tolerovat, ale výrazné rozdíly, třeba různě se pohybující lidé, by ve výsledku působily problémy. Vzhledem k tomu, že budete u přeexponované varianty fotografie potřebovat rozdíl o 2 a více EV stupňů, bude i u méně silného denního světla vhodnější použít stativ, aby nedošlo k pohybové neostrosti. U tmavších scén, například v interiéru, je nutností. Pro vaše první pokusy vám ho doporučuji i za velice silného světla. Předejdete tak možnému zklamání z výsledku.
Série vašich fotografií by měla být na všech expozicích totožná. Proto kromě stativu doporučuji po prvním zaostření vypnout i automatické ostření. Co kdyby si to fotoaparát u jedné z expozic rozmyslel a najednou zaostřil někam jinam. Ze stejného důvodu je možné u jednotlivých expozic měnit pouze časy a ne clonová čísla. Ty mají vliv na hloubku ostrosti, takže fotografie by nebyly úplně stejné.
Co se obrazového formátu týče, doporučuji fotit do RAW. Nejen z důvodu, že tento formát je 10–14 bitový a tudíž výrazně kvalitnější než 8 bitový JPG. Hlavně proto, že ještě není fotoaparátem zpracován, a tudíž má stále lineární charakteristiku. Ta má klíčový význam pro návazný proces, kterým je skládaní do 32 bitového obrazu. Při fotografování vždy používejte co nejnižší citlivost ISO. Následným skládáním se sčítá, takže šum by mohl být příliš výrazný.
 |
 |
Sadu fotografií můžete vyfotografovat:
- V manuálním režimu. Pokud začnete nejtmavším snímkem, ujistěte se
po odfocení, zda neobsahuje přepaly. Ve druhé expozici prodlužte čas
o 2 EV stupně (4× – např. z 1/200 na 1/50). Následně zkontrolujte
histogram. Pokračujte další a další expozicí vždy s časem
prodlouženým o 2 EV stupně až po situaci, kdy levá polovina histogramu
bude úplně prázdná. Černý bod tak bude naexponovaný jako šedý a bude
tak obsahovat minimum šumu. Tento postup při fotografování je sice
nejpřesnější, ale zároveň nejsložitější. Takže začínajícím
fotografům rozhodně nedoporučuji.
- V režimu priority clony s využitím funkce AEB (automatic exposure
bracketing) – automatická stupňovaná expozice. Tato funkce je
v současné době součástí téměř každé digitální zrcadlovky a
špičkových kompaktů – vyvolatelná z menu. Po její aktivaci vám
fotoaparát pořídí 3 nebo více fotografií po EV stupních, které si
navolíte. Doporučuji alespoň-2/0/+2. Jeden EV stupeň jako rozdíl nemá
prakticky význam. Je vhodné si uvědomit, že dynamický rozsah digitálního
fotoaparátu je v rozsahu 9–11EV, což je zhruba 5EV oběma směry od
střední šedé. Jeden EV stupeň rozdílu se tam jeví jako dost
zanedbatelný. Rozšíření tonálního rozsahu o 2 EV stupně oběma směry
je obvykle postačující pro většinu kontrastních motivů (zkontrolovat
následně na histogramu). U některých fotoaparátů je možné AEB funkci
nastavit až v rozsahu +5/-5EV a u jiných pouze +0,7/-0,7EV, což je bohužel
nedostačující. Takže volba vhodného fotoaparátu je v tomto ohledu
zásadní.
- Pro majitele jiných fotoaparátů, které nedisponují funkcí AEB, je použitelná metoda, při které v režimu priority clony nafotografujete kromě správné expozice druhou s kompenzací expozice +2 a třetí s kompenzací –2. Prioritu clony a kompenzaci expozice mají i mnohé lepší kompaktní fotoaparáty, takže ani jejich majitelé nejsou o možnost využít HDR ochuzeni.
Slučování do HDR
Slučování jednotlivých fotografií do HDR probíhá v počítačových programech. Ty nejznámější jsou: Photomatix, Photoshop, HDR Expose, Luminance HDR, FDRTools a Zoner Photo Studio. Slučování různě naexponovaných fotografií stejného záběru probíhá jako automatický proces. Odlišné jsou však možnosti programů v nastavení před generováním sloučeného obrazu. Photomatix má největší množství korekcí: zarovnání, redukce chromatické aberace, šumu, duchů vzniklých pohybem pozadí, objektů nebo lidí, barevné teploty a přiřazení barevného prostoru. Photoshop umožňuje zarovnání obrazů a všechny možnosti předzpracování RAW formátů při generování automaticky načtené z XMP souborů – barevná teplota, chromatická aberace, vinětace objektivu… Většina ostatních programů umožňuje pouze zarovnání snímků a případně volbu barevné teploty.
 |
Po sloučení jednotlivých fotografií vznikne jeden obraz, soubor, který má barevnou hloubku na jeden kanál 32 bitů. To je tak velké množství informací, že ho současné monitory nejsou schopny komplexně zobrazit. Dá se ale ukládat. Z formátů, které jsou k dispozici, doporučuji .exr (OpenEXR) – dobře podporovaný aplikacemi, vysoká přesnost, komprese 40% a .hdr (Radiance) – dobře podporovaný aplikacemi, střední přesnost, komprese 20%. Ukládání není nutné. Je ale vhodné pro ty, kteří by se chtěli v budoucnu znovu vrátit k mapování tónů 32 bitové fotografie, které je klíčové.
Mapování tónů
Mapování tónů je totiž ze všech procesů vedoucích k finální HDR fotografii ten nejnáročnější. Účelem mapování tónů je převést extrémně široký rozsah odstínů a barev ze sloučeného a na monitoru nezobrazitelného 32 bitového obrazu na standardní, na monitoru zobrazitelný a tiskárně tisknutelný, obraz. Je jasné, že je to možné pouze vypuštěním a „stlačením“ některých odstínů. To způsobuje vznik nežádoucích artefaktů jako například inverze tónů nebo halo efekty.
 |
V oblasti mapování tónů probíhá v posledních 10 letech asi nejvýraznější vývoj nových a stále lepších algoritmů pro specializované počítačové programy. Jsou v podstatě stejné jako ty, které se používají při skládání fotografií do HDR: Photomatix, Photoshop, HDR Expose, Luminance HDR… u všech hlavně doporučuji poslední verze, které používají nejdokonalejší algoritmy. Každý z těchto programů disponuje často i desítkami různých posuvníků, kterými můžete ovlivňovat výsledný obraz, takže napsat nějaký jednoduchý recept na ideální výsledek není možné.
 |
I když většina profesionálních fotografů bude preferovat fotorealistický výsledek co nejvíce zodpovídající fotografované realitě, je i mnoho fotografů, kteří HDR používají právě k vytvoření grafického až surrealistického obrazu, výrazně odlišného od reálného vzhledu. Photomatix i Photoshop CS5 mají různé výrazně odlišné způsoby mapování již v předvolbách.
 |
Většina HDR fotografií ještě vyžaduje drobnou postprodukci v grafickém editoru. Obvykle globální nebo lokální úpravy kontrastů a barev. Případně retušování „duchů“ a jiných nežádoucích artefaktů.
Na závěr jsem si nechal typickou ukázku z práce komerčního fotografa, při které se využije nejenom HDR, ale zároveň i panorama. Hotelové pokoje většinou nedisponují dostatečným odstupem (pokud to není zrovna prezidentské apartmá). Nejčastěji je jediné místo, odkud se dá pokoj vyfotografovat celý (i to pouze jako panorama a pro zisk co největšího prostoru obvykle na výšku), u vchodu do pokoje. Ten se ale obvykle nalézá přímo naproti oknu – hlavnímu světelnému zdroji. Takže pokud budete chtít mít kresbu i v zácloně před oknem i předmětech ve stínu na opačné straně pokoje, je jedinou možností využít výhody HDR.
 |
Profesionální fotograf Kamil Varga, autor PhotoHintu, je lektorem kurzu Jak fotografovat Prahu, formát RAW a HDR a dalších kurzů FotoInstitut.cz.
V seriálu PhotoHintů již vyšlo:
- březen 2011: „HDR fotografie“
- únor 2011: „Optická neostrost ve fotografii“
- leden 2011: „Polarizační filtr“
- prosinec 2010: „Odrazná deska“
- listopad 2010: „Synchronizace blesku“
- říjen 2010: „Vyvážení bílé a barevná teplota“
- září 2010: „Ploché a plastické svícení“
- srpen 2010: „Sluneční clona“
- červenec 2010: „Abstrakce ve fotografii“
- červen 2010: „Zoomování při expozici“
- květen 2010: „Panoramatická fotografie“
- duben 2010: „Hloubka ostrosti“
- březen 2010: „Fotografické filtry a systém Cokin“
- únor 2010: „Fotografické zátiší“
- leden 2010: „Měřítko ve fotografii“