A fényképezés alapjai - Nagy dinamikatartomány

Tartalom

A filmes és a digitális technika
Megvilágított téma árnyalatterjedelme
Egyszerű megoldások
CHDK
RAW formátum használata
HDR
Fényforrások a képen
Szűrők használata


A téma árnyalatterjedelme (dinamikája, kontrasztja) a legvilágosabb és legsötétebb részeinek világosságkülönbsége.

Mit tegyünk, ha a téma árnyalatterjedelme (dinamikája) meghaladja fényképezőgépünk által átvihető tartományt? Mit tegyünk, ha a téma túl kontrasztos?

Elöljáróban szögezzük le azt, hogy a mai körülmények közepette (8-bites JPEG kép általános elterjedtsége, a szintén 8-bites sRGB színrendszer elterjedtsége a monitoroknál, stb...) a túl nagy dinamika leképezése legtöbb esetben inkább hátrány lenne, mint előny. Ha szemünk nem mozdul el a téma adott részéről, akkor a pupilla egy adott állapotban van, ilyenkor mindössze valamivel több, mint öt fényértéknyi szemünk árnyalatterjedelme. Ennél nagyobb dinamikát természetellenesnek érzünk. Ez is azt támasztja alá, hogy az elkészült képnek legfeljebb 5-6 fényértéknyi dinamikája az ideális.

Mégis sokan látni szeretnék a valóság teljes árnyalatterjedelmét a kész képen, valószínűleg a fényképen látott beégett és bebukott részek hatására. Erről A digitális fénykép című fejezetben már részletesebben írtam.

A filmes és a digitális technika

Ha összehasonlítjuk a filmes technikát a digitálissal, akkor a következő a helyzet. Általában a filmek érzékenysége a megvilágítás függvényében nem lineáris, a legsötétebb és legvilágosabb értékeknél csökken az érzékenységük, azaz nehezebben kapunk részlettelen fekete illetve fehér részeket. A digitális érzékelők sokkal inkább lineáris viselkedésűek.

A hagyományos fekete-fehér film által maximálisan átvihető árnyalatterjedelem (a téma árnyalatterjedelme) 11-13 fényérték, a színes negatív 9-10 fényérték, a színes diafilm 6-7 fényérték. A téma árnyalatterjedelme bizonyos esetekben bőven meghaladhatja a 10 fényértéket is, azaz a beégést vagy részlettelen feketéket a filmes technikával sem tudjuk mindig elkerülni.
A digitális kép árnyalatterjedelme JPEG kép esetén a gyakorlatban maximum 5-6 fényérték, RAW formátum esetén maximum 8-9 fényérték, nagyméretű érzékelővel rendelkező gépekkel ennél nagyobb árnyalatterjedelem átvitelére is számíthatunk. Látható, hogy a digitális technika dinamikája kisebb a filmhez képest, emiatt (is) a digitális képet pontosan kell exponálni. 

Az átvihető árnyalatterjedelmen kívül eső világosságértékű részletek vagy részlettelen fehérek (beégettek) lesznek, vagy részlettelen feketék (bebukottak).


Általánosan elterjedt tévhit az, hogy majd a számítógépen minden hibát korrigálni lehet. Ez sajnos nem igaz.

Megvilágított téma árnyalatterjedelme

Önmagában a témának a kontrasztja az egyenletesen megvilágított téma legvilágosabb és legsötétebb részei közötti világosságkülönbség. Tulajdonképpen a téma legvilágosabb és legsötétebb részei fényvisszaverő képességének különbsége, fényértékben kifejezve.

Ennél a meghatározásnál fontos a téma egyenletes megvilágítása, hogy a megállapított árnyalatterjedelmet a megvilágítás egyenetlensége ne befolyásolja. Az egyenletesen megvilágított téma fényértékben meghatározott árnyalatterjedelmét szinte bármilyen fénymérővel (vagy a fényképezőgép spot fénymérésével) kimérhetjük. Legyen egy világos, pl. fehér blúzban, sötét szoknyában lévő modellünk. Állítsunk be fénymérőnkön például ISO 100 érzékenységet. Tulajdonképpen nem is az érzékenység konkrét értéke a lényeges, hanem inkább az, hogy a mérés alatt ne változtassuk értékét. Mérjük meg a legvilágosabb részen, a blúzon a fényt, ekkor a fénymérőn például 12-es értéket olvashatunk le, majd a szoknyán legyen a mért érték 6. A téma árnyalatterjedelme a kettő különbsége, azaz 6 fényérték. Ez (2 a 6-odik hatványon), azaz 1:64 kontrasztarányt jelent. A legsötétebb rész fényességét 1-nek tekintjük, és a legvilágosabb rész 64-szer olyan világosságú. Mivel egy fényértéknyi világosság-növekedés kétszeres világosságot jelent, ezért a növekedés aránya 2 megfelelő hatványával határozható meg. Eszerint 1 FÉ különbség 1:2, 2 FÉ különbség 1:4, 3 FÉ különbség 1:8, 4 FÉ különbség 1:16, 5 FÉ különbség 1:32, stb. kontrasztarányt jelent.

A témát akkor mondjuk kontrasztosnak, ha nagyobb, mint 5 FÉ a különbség. Digitális gép esetén 5-6 FÉ kontrasztarány még átvihető a gyakorlatban is. RAW formátum esetén ennél nagyobb az árnyalatterjedelem, az más kérdés, hogy ha JPEG formátumba konvertáljuk, akkor a JPEG korlátozza a terjedelmet.

Igen alacsony a kontraszt, ha a téma kontrasztaránya 1:2.

A nem egyenletes megvilágítás befolyásolja a témáról a fényképezőgépbe jutó fény árnyalatterjedelmét. Ilyen eset akkor fordul elő, ha a téma egyes részeit valamilyen fényforrással külön megvilágítjuk úgy, hogy a téma megvilágítása nem lesz egyenletes.

A megvilágított téma árnyalatterjedelmét (dinamikáját) általános esetben téma kontrasztja és a megvilágítás kontrasztja együttesen határozza meg. A megvilágított téma együttes árnyalatterjedelme (amit a fényképezőgép "lát") = téma árnyalatterjedelme x megvilágítás aránya.

Például a téma árnyalatterjedelme legyen 3 fényértéknyi, azaz a világos/sötét arány 8:1, a megvilágítás aránya (szintén világos/sötét arány) legyen 4:1, az eredő kontrasztarány a kettő szorzata, azaz 32:1 lesz, amely 5 fényértéknyi dinamikának felel meg. Ha ebben a példában szereplő témát "fordítva" világítanánk meg, azaz a téma legsötétebb részeit világítanánk meg négyszer erősebben, mint a világos részeket, ekkor a megvilágítás világos/sötét aránya 1:4 lenne, és az eredő kontraszt a kettő szorzata (8:1 és 1:4 szorzata), azaz 8:4, egyszerűsítve 2:1, azaz csökkent a kontraszt a téma kontrasztjához képest. Az utóbbi eseten alapul a derítés, amikor a sötét részeket a kontraszt csökkentése érdekében megvilágítjuk.

Az előzőek nagyszerűen használhatók annak megállapítására, hogy egy bizonyos kontrasztú témát például két vakuval megvilágítva a fényképezőgép szempontjából milyen árnyalatterjedelmet kapunk. Ez segíthet a megvilágítás olyan beállításához, hogy a kontraszt ne lépje túl a fényképezőgéppel átvihető értéket.


Egyszerű megoldások

A téma nagy dinamikája általában kültéren jelent problémát. Beltéren a megfelelő világítással, derítéssel általában célt érünk. 

Kültéren, magas napállás mellett, portréfelvétel készítése esetén az arcon az árnyékok túl kemények, amelyeket valamilyen módon deríteni kell. Ezt többféle módon is megtehetjük:

  • Állítsuk a modellt valamilyen világos, semleges színű felület mellé.
  • Kérjünk meg valakit, hogy tartson egy világos tárgyat (fehér dzsekit, kardigánt) az arc közelébe úgy, hogy arról az arc sötét területére verődjön vissza a nap fénye.
  • Körülbelül 2-3 méter távolságon belül derítésre használhatjuk a fényképezőgép beépített vakuját is.
  • A felvételt más időpontban, alacsonyabb napállás mellett készítjük el.

CHDK

Canon kompakt fényképezőgép esetén, ha témánk árnyalatterjedelme túl nagy, akkor is jó hasznát vesszük a CHDK szoftver kiegészítésnek.

A CHDK-nak számos hasznos szolgáltatása van, többek között biztosítja az élő (felvételkészítéskor rendelkezésre álló) hisztogramot, a túl- illetve alulexponált területek jelzését, valamint a RAW formátumban történő fényképezést.

Itt azonban egy másik lehetőségéről szólok, arról a szolgáltatásáról, amely RAW formátum használata nélkül is segíthet bizonyos esetekben.

  • A CHDK menüjében kapcsoljuk be az Auto DR opciót: "Egyedi görbék/Görbe engedélyezése/Auto DR".
  • Kapcsoljuk be az élő hisztogramot és a zebra módot is.
  • Ha a téma túl kontrasztos, és a zebra mód jelzi a túlexponált területeket, akkor addig korrigáljuk az expozíciót "lefelé" (mínusz irányba), amíg a túlexponáltként jelölt terület éppen teljesen eltűnik, vagy területe minimális lesz. A keresőben a kép ilyenkor rendszerint túl sötétnek tűnik, de ne törődjünk vele.
  • Készítsük el a felvételt.

A JPEG állomány létrehozásakor a CHDK a szükséges mértékben "összenyomja" az árnyalatterjedelmet, és jó felvételt kapunk. Ha a téma árnyalatterjedelme nem túl nagy, nem csinál semmit. Ez hatásos eszköz, akár mozgó témánál is. Ez bizonyos mértékű beégést kompenzálni tud, de ha túl nagy mértékben kell a felvételkészítés előtt korrigálni, akkor a sötét képrészek zajosak lesznek.

Ha kompakt gépünk rendelkezik valami ehhez hasonló, a dinamika összenyomására alkalmas üzemmóddal, akkor próbáljuk meg azt használni.

RAW formátum használata

Ha lehetséges, használjunk RAW formátumot. Ennek használatával 2-3 fényértéknyivel nagyobb árnyalatterjedelmet tudunk rögzíteni. Ezt vagy alapszolgáltatásként kínálja fényképezőgépünk, vagy Canon kompaktok esetén a CHDK szoftver kiegészítő teszi alkalmassá gépünket a RAW formátum, hisztogram, zebra mód használatára.

Általános szabályként fogadjuk el, hogy fényképezzünk RAW formátumban, exponáljunk a csúcsfényekre, és dolgozzuk ki a képet az árnyékokra.

Ha ugyanis a csúcsfények a RAW fájlban is beégtek, akkor oda részleteket már semmilyen módon se tudunk utólag varázsolni. Csak az lehet a megoldás, hogy megakadályozzuk a beégésüket. Az előző, CHDK szolgáltatta módszer tulajdonképpen ugyanezt csinálja: a korrekció révén biztosítja a csúcsfényekre történő expozíciót, és kidolgozza a képet az árnyékokra.

Az alábbiakat tehetjük RAW formátum használata esetén:

  • A hisztogramon figyelve addig csökkentsük az expozíciót (negatív expozíció korrekciót alkalmazva), amíg nem, vagy csak minimális számú képpont lesz túlexponált, és a képet így készítsük el. Ha a kép így sötét lesz, majd a feldolgozáskor RAW konverter programmal (pl. RawTherapee) korrigálunk.
  • Ha gépünk nem alkalmas élő hisztogram megjelenítésére, akkor kissé nehezebb helyzetben vagyunk. Ha van visszanézéskor hisztogram, akkor készítünk egy felvételt, azt megnézzük a fényképezőgép kijelzőjén, a hisztogram alapján korrigálunk, és a korrekcióval megismételjük a felvételt.
  • Ha egyáltalán nincs semmilyen túlexponáltságot jelző segédletünk, akkor teljesen a szemünkre kell hagyatkoznunk. Egyrészt már felvételkészítéskor figyelhetjük a kijelzőn, hogy vannak-e beégett részek, másrészt készíthetünk egy felvételt, és azt visszanézve korrigálhatunk.
  • Készítsünk expozíció sorozatot, például -2, -1 és 0 fényértéknyi expozíció korrekcióval.

Az élő hisztogramot figyelve kisebb dinamikájú téma esetén alkalmazhatjuk az "exponáljunk jobbra" módszert.

Előfordulhat, hogy túl sötét lesz a kép az expozíció korrekció során, amelyet már nem tudunk úgy visszakorrigálni, hogy a sötét részekben is legyenek részletek, illetve azok ne legyenek zajosak. Ha lehetséges, megpróbálkozhatunk a sötét részek derítésével. Vagy bele kell nyugodnunk, hogy csak kompromisszumokkal tudjuk elkészíteni a felvételt.

HDR

Statikus, nem mozgó témához használhatjuk a HDR néven ismert eljárást is. Ha erre rákeresünk az interneten, számtalan, szürreálisnak ható képet találhatunk. Ezt a HDR túlzott alkalmazása eredményezi. Ha nem túlzott mértékben alkalmazzuk, akkor reális hatású képeket kaphatunk. Mi nem HDR képet készítünk, csak a módszert vesszük át.

A HDR eredeti gondolata az, hogy színcsatornánként 16 bites formátumban nagy árnyalatterjedelmet tárolunk. Ezt ugyan megtekinteni sem tudjuk monitorunkon, azonban ezt tovább feldolgozhatjuk. Írásomban nem ezzel a felhasználással foglalkozom.

A módszer alapelve az, hogy állvány használatával a témáról nem egy, hanem több (például három vagy öt) felvételt készítünk különböző expozíciós értékekkel, majd a képeket speciális szoftver segítségével úgy egyesítjük, hogy sem a csúcsfények, sem a sötét árnyalatok nem lesznek részlettelenek (beégettek, illetve bebukottak).

Ehhez úgy kell megválasztani a képsorozat expozícióit, hogy legyen a képek között olyan, amelyen a sötét árnyalatok nem részlettelen feketék, legyen, amely a közepes árnyalatokra jól exponált, és legyen, amelyen jól exponáltak a csúcsfények.

Elkezdhetjük a kísérletezést úgy, hogy az egyes képek 1 vagy 2 fényérték különbséggel készüljenek. Állványt kell használni, és lehetőleg rekesz prioritás (Av) módban készítsük el a sorozatot (az expozíciós idő változzon, ne a rekesz). A zárprioritás azért nem jó, mert a változó rekeszérték miatt képről-képre változna a mélységélesség is, amely az egyesítés során problémát okoz.

Az elkészült képek egyesítéséhez Linux esetén használjuk a Luminance HDR programot, Windows esetén például a Picturenaut, vagy mindkét operációs rendszernél a GIMP-et. Ezek mind ingyenes alkalmazások. Mozgó téma esetén ez a módszer nem igazán használható, már egy kis szél is káros lehet. Ha egy alak a távolban lassan ballag, az egyesített képen több példányban fog megjelenni.

Fényforrások a képen

Ha fényforrások vannak a képen, az mindig problémát jelent. Általában olyan nagy a fényessége a környezetéhez képest, hogy azt a jelenlegi körülmények között nem tudjuk leképezni, az menthetetlenül beég.

A filmes világban se lehetett ezt egyszerűen megoldani. Például a Szabadság híd díszkivilágítása régebben olyan volt, hogy a hídra szerelt lámpasorok, mint vonalat alkotó pontsorok, kirajzolták a híd körvonalát. Ezt úgy lefényképezni, hogy ne csak a lámpák látszódjanak, hanem valamennyire a környezetük is, egyszeri expozícióval nem volt lehetséges. Ha a lámpákra exponáltunk, akkor a környezete teljesen fekete volt. Ha a környezetre exponáltunk, akkor a lámpák beégtek.

Filmen kettős expozícióval lehetett célt érni, olyan gép kellett hozzá, amivel ez lehetséges volt. A gépet állványra kellett tenni, és a lámpák bekapcsolása előtt el kellett készíteni a felvételt, amelyen a híd a kívánt világosságban látszik. Meg kellett várni, míg felkapcsolták a díszvilágítást, majd még egyet kellett ugyanarra a filmkockára exponálni úgy, hogy a díszfények ne égjenek be.

Digitális géppel ez nem járható út, mert nem tudunk kettős expozíciót megvalósítani. Csak az lehetséges, hogy két képet készítünk az előzőek szerint, és azokat valamilyen képszerkesztő program segítségével egyesítjük.

Szűrők használata

Tájkép készítésekor az ég beégését szűrő használatával el lehet kerülni. Erre a célra szolgálnak az átmenetes ND szűrők. Erről egy külön fejezetben írok.

Ha a fenti módszerek valamelyikével nem tudjuk megoldani a problémát, akkor vállalnunk kell a beégett fehér vagy részlettelen fekete részleteket. Esetleg úgy komponáljuk meg a képet, hogy ezekből minél kevesebb legyen látható. Elkészíthetjük a képet más alkalommal, jobb fényviszonyok mellett.


Bereczky Péter - bykyny