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HDR高動態範圍

HDR高動態範圍High Dynamic Range
 

於攝影曝光時,常發生一種現象,以肉眼於逆光下,既可看清楚亮部景物,亦可辨識暗部之物體,但以相機拍攝時,不是亮部之景物過瀑,就是暗部黑漆一團,親眼所見與拍攝景物截然不同。

 

高動態範圍影像是透過運算技術,依據拍攝影像資訊,擷取各相片中正常曝光部分,進行自動影像合成運算,產生一個最佳明暗效果的影像,亦即增強數位照片的明暗範圍,讓相片亮暗細節趨近完美,以達接近真實世界的明暗比例。

所謂動態範圍是指影像中黑暗與明亮區域之比例,而『高動態範圍』類似我們人類之眼睛,電腦透過運算技術,修正影像之明暗範圍,使達到真實環境之明暗比例,即於同一場景,不同區域進行曝光,混合影像後成為單一影像。於一高反差場景中,進行相同光圈,但不同之曝光時間,即對影像之亮部、中間調、及陰影各曝光一次,Photoshop擷取影像中正常曝光部分進行自動影像之合成,產生出一張明暗效果最佳之影像。

 

如為傳統底片拍攝,可利用掃描軟體進行不同之設定值,做兩次掃描,以獲得不同階調範圍之最佳影像資訊,即讓該影像亮部不為死白具相關細節,暗部並非全黑,具相關階調,再將兩圖檔合併為一,做出一很好之效果影像來。

HDR合併是否成功,於拍攝時需以下條件:設機設定以RAW檔拍攝,三腳架固定數位相機,最好有快門線,以免機身晃動,固定好光圈大小,只更改快門速度,確保焦距,達成景物大小一致,亦即在同一場景,相同光圈但不同曝光時間,至少拍2張以上照片。

 

其實,無論是JPG或RAW檔格式,無論是8位元或是16位元,都只能被定義為「低動態範圍」影像,真正之「高動態範圍」影像是32位元,

於Photoshop執行:檔案/自動/合併至HDR後,進行運算處理,出現「合併後HDR」對話窗,可進行設定最亮預視,使亮部之細節可顯現而不死白一片。確定後於Photoshop可執行:檢視/32位元預視選項,進行曝光度與Gamma調整。曝光度滑桿在控制整體影像之亮部,Gamma滑桿在調整增加或減少影像之反差,如中間調之亮度控制。

 
關於高動態範圍影像
 
視覺世界中的動態範圍 (黑暗和明亮區域間的比例) 遠超過人類的視野以及螢幕上所顯示或列印出的影像範圍。雖然人眼可適應差異很大的亮度層級,但是大多數的相機和電腦螢幕只能重製一定的動態範圍。攝影師、動畫藝術家,以及其他需要處理數位影像的人,必須挑選場景中的重要部份,因為他們使用的是有限的動態範圍。
 
「高動態範圍」(HDR) 影像帶來全新的可能性,因為它們可以呈現視覺世界的完整動態範圍。由於真實世界中的所有明度值會依比例呈現並儲存在 HDR 影像中,因此調整 HDR 影像的曝光度,就像是在真實世界中進行拍攝時調整曝光度一樣。
 
合併不同曝光度的影像來建立 HDR 影像
A. 具有陰影的細節,但亮部被裁剪掉的影像
B. 具有亮部的細節,但陰影被裁剪掉的影像
C. 包含場景的動態範圍的 HDR 影像
 
Photoshop 中儲存 HDR 影像的明度值時,會使用 32 位元長 (32 位元/色版) 的浮點數值表示法。HDR 影像中的明度值與場景中的光源量直接相關。相對的,非浮點 16 bpc 8 bpc 影像檔只會儲存從黑色到紙張白色的明度值,反映的只是真實世界中動態範圍的極小片段。
 
Photoshop 中,「合併至 HDR Pro」指令可以讓您合併多張曝光度不同的相片以建立 HDR 影像。由於 HDR 影像含有遠超過標準 24 位元檢視器能顯示的亮度值,因此 Photoshop 允許您調整 HDR 預視。如果您需要進行列印,或需使用無法搭配 HDR 影像的工具和濾鏡,則可將影像轉換為 16 bpc 8 bpc 影像。
拍攝以產生 HDR 影像
拍攝要使用「合併至 HDR Pro」指令合併的相片時,請注意下列提示:
1.      將相機固定在三腳架上。
2.      拍攝足夠多的相片來涵蓋場景的完整動態範圍。可以試著拍攝至少 5 7 張相片,不過根據場景的動態範圍而定,可能需要拍攝更多張相片。最少的相片數目應該是 3 張。
3.      改變快門速度,可產生不同曝光的相片。改變光圈會變更每張相片的景深,而且可能產生較低品質的結果。改變 ISO 或光圈也可能導致影像中產生雜訊或暈映。
4.      一般而言,請不要使用相機的自動曝光包圍功能,因為曝光度變化通常太小。
5.      相片之間的曝光度差異應該是相距 1 2 EV (曝光值) (大約等於 1 2 光圈值)
6.      請不要改變光源;例如,不要這一張相片使用閃光燈、下一張相片不使用。
7.      請確認場景中沒有任何移動物。「曝光合併」只適用於相同場景的不同曝光影像。