sexta-feira, 27 de abril de 2012

Fotografia HDR-High Dynamic Range (Grande Alcance Dinâmico)

(Foto para quem tem o monitor com pouco brilho)


High Dynamic Range (HDR, ou Grande Alcance Dinâmico, em português) são métodos utilizados em fotografia, computação gráfica ou processamento de imagens em geral, para alargar o alcance dinâmico (o trecho entre o valor mais escuro e o mais claro de uma imagem). A intenção dessa técnica é representar precisamente nas imagens desde as áreas mais claras, possivelmente iluminadas directamente por uma fonte de luz, até áreas mais escuras, possivelmente em sombras.


Em fotografia, utiliza-se diferentes tempos de exposição numa série de fotografias para se atingir o grande alcance dinâmico, técnica utilizada pela primeira vez nos anos 40 desenvolvida por Charles Wyckoff, com o objectivo de tirar fotografias detalhadas de explosões nucleares. Com a ascensão da fotografia digital e software que possibilitasse facilmente a criação de imagens com grande alcance dinâmico, a técnica popularizou-se.



Para se visualizar imagens HDR em telas e monitores normais (CRT, LCD, entre outros), impressão a tinta ou outros métodos de visualização que têm um alcance dinâmico limitado (têm pouca capacidade de mostrar áreas de grande luminosidade ou áreas muito pouco luminosas), utiliza-se a técnica de Tone mapping (mapeamento de tons), em que o grande alcance dinâmico é comprimido numa curta faixa de luminosidade, ou num curto alcance dinâmico. As imagens criadas com o auxílio dessa técnica frequentemente criam imagens surreais se um grande alcance dinâmico estiver comprimido num curto alcance dinâmico.



Os Sensores
Os sensores das câmaras digitais conseguem captar as cores dentro de uma faixa teoricamente limitada (LDR - Low Dynamic Range) em comparação com o olho humano. Isto faz com que, em zonas de muito contraste, algumas informações de cores sejam perdidas.



Um exemplo simples:
Se tirar a fotografa a uma janela, durante o dia, de dentro de um quarto com pouca iluminação, o que acontece? Para que o interior do quarto apareça, é necessário aumentar a exposição, o que gera uma sobreexposição do que está fora do quarto, o chamado ”estouro”. Assim, o que está dentro do quarto pode ser visto, mas a paisagem através da janela aparece como um “estouro”, ou seja, tudo branco, sendo impossível diferenciar cores, texturas e formas.

Como funciona o HDR?
Com o HDR,é possível controlar as exposições de forma que na imagem final se possa ver tanto o que está dentro do quarto quanto o que está lá fora, através da janela! A partir de uma mesma imagem com diferentes exposições, o software faz uma renderização e, posteriormente, permite um ajuste das tonalidades. É o chamado mapeamento de tons.

A função do HDR
A função do HDR é equalizar os tons de uma imagem, a partir de outras com exposições diferentes, obtendo um resultado o mais parecido com a realidade da cena onde a mesma foi capturada.

Funcionamento do Sensor e do processador.
Qual o Sensor que capta mais detalhes em termos de luz e tons?


Normalmente quando adquirimos uma câmara fotográfica, estamos preocupados com o número de pixéis do sensor, e esquecemos o processador. Para quem não sabe, o sensor apenas capta a luz; a interpretação feita pelo processador é que vai criar as cores.


Analisando vários sensores das várias marcas, verificámos que os sensores finepix, da Fuji, são os que têm uma menor taxa de ruído e uma maior dinâmica de cores, normalmente têm um número de pixéis inferior à concorrência, razão pela qual têm uma taxa de ruído menor. A maior dinâmica de cores surge devido ao facto de os sensores serem "extended dynamic range", onde a Fuji é pioneira, do que resulta o facto de os sensores terem dois tipos de fotodíodos: os de alta sensibilidade e os de baixa sensibilidade.





O processador depois vai calcular os valores intermédios! Desta forma vamos ter mais detalhe nas zonas brilhantes e nas zonas escuras. Concluindo, a máquina faz duas fotos: uma mais escura e outra mais clara, e cria uma final resultado das duas anteriores em que a soma é melhor que as partes!


Nota: se fotografar com a fonte de luz, Sol, pelas costas, não encontrará grandes diferenças, a não ser que existe zonas com muito brilho e zonas muito escuras!




As câmaras que têm este tipo de tecnologia são as Fuji e a Nikon! Se conhece alguém que tenha uma Fuji SLR ou Bridge ou uma Nikon SLR, peça para fazer uma fotografia em contra luz e compare essa fotografia com outra feita nas mesmas condições por equipamento de outra marca, exemplo Canon. Verá que a fotografia feita com o equipamento Fuji e Nikon tem muito mais dinâmica de cor, mais detalhe nas zonas brilhantes e nas zonas mais escuras. Caso ainda não se tenha apercebido, a Nikon usa o sensor da Fuji e as câmaras SLR da Fuji usam as lentes da Nikon! As lentes Fujinon (FUJI+nikON) são consideradas, pelos profissionais de vídeo, as melhores lentes do mercado. Deixo aqui uma sugestão: Fuji Finepix S100FS (manual em português, manual em inglês, site em Portugal)
Como inicialmente a Canon se juntou à Kodak e a Kodak não acreditava muito na fotografia digital, até que teve que mandar muitas pessoas para o desemprego porque a secção da fotografia tradicional (feita em película) dava prejuízo e a secção da fotografia digital dava lucro, teve que correr para tentar recuperar o mercado perdido, no entanto encontrava-se, do ponto de vista tecnológico, muito atrasada. Inicialmente quem apostou na fotografia digital foram a Casio e a Olympus, tendo a Olympus ganho alguns prémios.

Captura das imagens.


Para criarmos uma fotografia em HDR, precisamos pelo menos de duas fotos, normalmente usamos três fotos. No meu exemplo, vou usar apenas 3 fotos e veremos que já podemos obter resultados muito satisfatórios. Há quem use 5 fotos!


Com a máquina no tripé, utilizando o disparador remoto para máquina não abanar, vamos fazer usando 3 fotos.





Uma fotografia com AE = 0, outra fotografia com AE=-2 e outra fotografia com AE=+2
(Fiz o teste com AE=+1 e -1, mas obtive melhores resultados com o número 2).
Ainda é possível fazer uma sequência, mantendo o AE=0 (abertura constante) mas mudando a velocidade de obturação.
Uma fotografia com a velocidade = 1/60, outra fotografia com a velocidade =1/30, outra fotografia com a velocidade =1/125
Pode também, usando a velocidade e abertura constante, fazer variar o ISO.
Uma fotografia com ISSO = 200, outra fotografia com ISO = 100 e outra com ISSO = 400.
Se possuir, por exemplo, a Fuji S100FD que foi considera pela TIPA a melhor câmara no seu género em 2008 e pela EISA a melhor câmara de 2008/2009, pode usar no Bracketing mode a opção Dinamic Range BKT.


Renderização das fotos
Depois de termos obtido a sequência de 3 fotos, usando um tripé, com valores diferentes, temos que as juntar de modo a obter a foto HDR. Essa junção é feita com recurso a software específico, podendo ser:
1-Software Pago
-Artizen (http://www.supportingcomputers.net/)
-FDRTools Adanced - (http://fdrtools.com/)
-HDRShop – (http://gl.ict.usc.edu/HDRShop/)
-Photogenenics HDR – (http://www.idruna.com/photogenicshdr.html)
-PTgui – (http://www.ptgui.com/)
-Photoshop, a partir da versão CS2 - obtemos mais resultados no modo automático, obtemos apenas bons resultados com o uso de máscaras e canais.)
-EasyHDR Pro - (http://www.easyhdr.com/) - necessita de muita memória RAM.
-Photomatix Pro - (http://www.hdrsoft.com/) -foi o software que funcionou muito bem no modo automático, recomendado!
-Dinamic Photo HDR - (http://www.mediachance.com/hdri/index.html) - este software também funcionou muito bem, recomendado!
- AutoPano Pro (http://www.autopano.net/) (Tutorial)

2-Software Gratuito
-FDRTools Basic - (http://fdrtools.com/)
-EasyHDR Basic (http://www.easyhdr.com/)
-Hugin – (http://hugin.sourceforge.net/)
-pfs tools – (http://pfstools.sourceforge.net/)
-Qtpfsgui – (http://qtpfsgui.sourceforge.net/)
-Picturenaut – (http://www.hdrlabs.com/picturenaut/)
-Photomatix Basic 1.2 (http://www.hdrsoft.com/download.html)

Vamos a um exemplo feito por mim:
1-Uma fotografia normal:



2-Fotografia HDR do mesmo local com as mesmas condições de luz, usando 3 fotos, como explicado anteriormente, usando um dos softwares indicados.



Nota: se a foto está escura, tenha em conta a imagem que está no topo!
Mais informações sobre HDR!

António Freiras - Grupo 520

1 comentário:

G.G. disse...

obrigado pelas informações fornecidas neste artigo.

pretendo, brevemente, aprender a trabalhar com HDR.

quando puder consulte o meu blog, lá encontrará algumas fotografias minhas.

www.dodicitre.blogspot.com

Cumprimentos,

Giovanni Giorgetti (aluno do 12º 21)