High Dynamic Range یا دامنه پویایی خودکار چیست ؟

تصویربرداری دامنه دینامیک بالا یا HDR

HDR که مخفف کلمه High Dynamic Rang به معنای دامنه پویای وسیع است در عکسهای پر کنتراست، در نواحی سیار تیره و بسیار روشن تصویر، جزئیات محو و گم می شوند. تکنیک HDR با گرفتن چند تصویر با نورهای متفاوت و ترکیب کردن با یکدیگر، این نقیصه را رفع می نمایند و تصویر را با نمایش جزئیات هم در نواحی تیره و هم در نواحی روشن ارائه می دهد. واژه HDR ، هم به تکنیک یاد شده و هم به تصویری اطلاق می شود که با به کارگیری این تکنیک در دوربین های عکاسی ایجاد مشود.

دوربین های DSLR جدید قادرند به صورت خودکار و با سرعت زیاد و طی چند ثانیه تصاویر شما را با دامنه پویایی بالا تولید کنند ، اما آیا نتیجه حاصل مورد قبول شما است یا کار با رایانه برای ساختن یک تصویر HDR، ضروری است؟ در سالهای اخیر، عکاسی با دامنه پویای وسیع HDR مورد توجه بسیاری از عکاسان و طراحان قرار گرفته است این فرآیند، بیشتر مدیون قابلیت دوربین های عکاسی دیجیتال و برنامه های نرم افزاری است که می تواند این گونه تصاویر را پردازش نمایند. این برنامه، عکس را قادر می سازد که با کنتراست های شدید مقابله کند و تصویر HDR را طوری تولید نماید که به آن چه انسان در طبیعت و واقعیت مشاهده می کند نزدیک باشد.

تولید تصاویر HDR در دوران دیجیتال، کار جدیدی نیست و نسبتاً آسان صورت می پذیرد، اما این فرآیند در زمان منگاتیو خیلی سخت وخسته کننده بود و نیاز به مهارت، تاریک خانه ای گران قیمت و آزمون و خطاهای بسیار داشت. اکنون با فناوری دیجیتال میتوان توسط کامپیوتر، یک تصویر با دامنه پویایی بالا را خیلی آسان تر و بهتر تهیه نمایید. دوربین های DSLR قادرند کادرهای متوالی با نوردهی های متفاوت بگیرند و شما می توانید با استفاده از نرم افزار های متنوع خاص تولید تصاویر HDR ، عناصر مطلوب موجود در این کار را استخراج و با هم ترکیب کنید و یک تصویر HDR بسیار عالی بسازید.

اما در این جا به جنبه مهمتری از این فناوری را مورد بررسی قرار میدهیم، در اصل به ساختمان تصویر HDR در بدنه دوربین بدون اینکه با رایانه و نرم افزار سرو کله بزنیم میپردازیم. اخیراً ساختار Auto HDR در چندین مدل جدید ازدوربین های نیکون، پنتاکس و سونی به کار گرفته شده و انتظار میرود که این روند ادامه پیدا کند.

این عکس با دوربین DSLR سونی Alpha 7 II گرفته شده است.این دوربین، به عکاس این اجازه را میدهد که با افزایش تفاوت بین سه مرحله نور دهی ( کم نوری، نرمال و پرنور) اثرات HDR را تنظیم نماید یا تغییردهد. دوربین، با ترکیب کادرها، نمایانی جزییات در نقاط بیش روشن وبیش تیره را افزایش می دهد و ضمناً کنتراست کلی تصویر را پایین می آورد. برای اغلب صحنه ها، تغییر مقدار نوردهی از دو تا سه گام، مطلوب و مناسب است.

در حالت دامنه پویایی خودکار، به محض این که عکاس، دکمه شاتر این دوربین ها را فشار دهد، دوربین به سرعت چندین کادر با نورهای متفاوت می گیرد و با بهره گیری از پردازش گر پرقدرتی که دارد، این کارها را با هم ترکیب می کند و یک تصویر با دامنه پویایی بالا و با فرمت JPEG به وجود می آورد. این چیزی است که طراحان دوربین گمان نمی کردند که در آینده نزدیک و به این سادگی انجام پذیر باشد. جالب این که تعدادی از مدلهای پنتاکس و سونی، حتی تکانهای کوچک دوربین حین عکس برداری پیاپی را هم رفع مینماید و عکاس می تواند روی دست و بدون استفاده از سه پایه، تصاویر HDR تولید کند.

عملیات Auto HDR ، زمان پردازش پس از عکس بردای را حذف می کند و سبب صرفه جویی در وقت و استفاده از نیروی کار می شود. حتی بسیاری از عکاسان بنیادگرا و آنان که مایلند کنترل بیشتری روی فرآیند تصویرگری داشته باشند هم، وقتی می بینند که دوربین قادر است که در تمام گزینه های HDR AUTO، یک فایل HDR JPEG 8 بیت از طریق عکس برداری پیاپی و نه با استفاده از فایل های RAW و tiff 16 بیت تولید کند، خیلی راضی و شادمان می شوند. درفرآیند تولید HDR در دوربین های پنتاکس و نیکون ، پس از خاتمه کار، تمامی کادرهایی که مورد استفاده قرارگرفته اند، پاک میشوند و لذا پس از تشکیل فایل JPEG HDR ، هیچ گونه تغییر و تنظیمی را نمی توان در آن اعمال کرد. اما برخی از مدل های شرکت سونی، دو کادر را نگه می دارند، یک کادر JPEG معمولی و یک کادر JPEG HDR و لذا میتوانید بلا فاصله نتایج حاصل را باهم مقایسه نمایید. اگر آنچه در صفحه نمایش ال سی دی مشاهده می کنید مورد پسند تان نباشد، میتوانید گزینه یا تنظیم های HDR به کار گرفته شده را عوض کنید و مجدداً اقدام به عکس برداری نمایید.

در حال حاضر، تنها کنترلی که روی HDR Auto وجود دارد این است که عکاس می تواند نوردهی بین کادرهای متوالی را از 2 گام تا 6 گام تغییر دهد و هم چنین در انتخاب تفکیک پذیری و کیفیت فایل JPEG HDR نهایی هم آزاد است. در وضعیت HDR تمام خودکار، دوربین های سونی بر حسب کنتراست صحنه، دامنه نوردهی را تعیین می کنند و در دوربین های پنتاکس، این دامنه ، 2 درجه است یعنی (1-)، نرمال و (1+).

هم اکنون، هیچ گونه کنترل AUTO HDR وجود ندارد که عکاس بتواند که هم سکانس های نوردهی را در قالب های JPEG یا در RAW ذخیره کند و هم فایل های ترکیب شده HDR آنها را نگهداری نماید. در اینجا هم که شما یک فایل HDR در قالب JPEG دارید، مثل سایر فایل های JPEG نمی توانید تغییراتی مثل تنظیم تراز سفیدی و دست کاری سایر عوامل کیفیت تصویر که در فایل (RAW) امکان پذیراست در این فایل هم انجام دهید. خوشبختانه، ساختار AUTO HDR در آینده بهینه سازی خواهد شد وخواهید توانست که تصویز HDR نهایی را در قالب 16 بیت TIFF+JPEG ذخیره نمایید و احتمالاً زمان پردازش هم کوتاه تر خواهد شد . هم اکنون پردازش فایل JPEG HDR در دوربین های نیکون و سونی 5 ثانیه و در دوربین های پنتاکس 20 ثانیه به طول می انجامد و در خلال این مدت، عکاس قادر به عکاس برداری جدید نخواهد بود.

سریع ترین روش ایجاد یک تصویر JPEG بسیار عالی

تنها اشکالی که در نسخه موجود یعنی دامنه پویایی خودکار مشاهده می شود این است که اگر بخواهید کنترل زیادی روی تصویر داشته باشید و هم چنین مایل باشید که تصویر نهایی HDR را مدت طولانی پس از عکس برداری سکانس ها دست کاری وتنظیم کنید، این ویژگی برای شما کمال مطلوب نیست. کنترل هایی که اغلب عکاسان مایلند روی تصویر داشته باشند، عبارت است از دست کاری وتنظیم کنتراست، سفیدی رنگ، اشباع رنگ ودر پاره ای موارد، تغییرات موضعی در میزان نمایانی جزییات در نقاط بیش روشن وبیش تیره تصویر. در برنامه های پیشرفته تر، عکاس قادر خواهد بود که یک موضوع متحرک را در یک کادر از میان یک سکانس عکس برداری شده منجمد نماید واین کاری است که هنوز نمی توان انجام داد و موضوع متحرک در فایل HDR Auto به صورت تصاویر دوگانه وچند گانه ظاهر می شود. علاوه براین، عکاسانی که نمیخواهند برای تولید یک تصویر HDR، وقت زیادی روی رایانه صرف کنند، اما مایلند از صحنه ای که فقط یک حرکت ملایم دارد، دامنه رنگ بسیار خوبی به دست آورند، این ویژگی را تحسین می نمایند. سوال دیگر این است که آیا گزینه HDR Auto بهترین روش برای باز نمایی صحنه های پر کنتراست است، یا خیر؟

راه های دیگری هم وجود دارد، از جمله استفاده از فیلتر خنثی تدریجی برای کاهش روشنایی ابرها، برف و شن. هم چنین می توانید بالاترین درجه دامنه پویایی دوربین را انتخاب کنید. در این وضعیت، هنگام پردازش یک فایل RAW تنها، حداکثر نمایانی جزییات در نقطه بیش روشن و بیش تیره را به دست خواهید آورد. تمام فن هایی که از آن ها نام برده شده، برای کار روی فقط یک کادر است وشما را قادر می سازد که هم صحنه های ایستا وهم صحنه های پویا را ثبت نمایید.

در آزمایشهایی که از پاره ای دوربین ها از جمله نیکون 5100 ،پنتاکسK-7، سونیA850  وslt-A35 بعمل آمده معلوم گردیده است که گزینه های HDR Auto، بهترین نتیجه را در صحنه های پر کنتراست وکم پویا بدست می دهند. این موضوع مبتنی بر این واقعیت است که برای خلق یک تصویر HDR واقعی، خواه به طریق دستی ویا توسط گزینه های HDR Auto ، عکاس باید تصاویر متعددی با نورهای متفاوت بگیرد و این کار را با یک تصویر تنها نمی توان انجام داد.

اغلب حسگرهای دوربین های DSLR، محدویت عکس برداری فقط با 8 تا 10 نور متفاوت را دارند، در حالی که یک صحنه پرکنتراست، حاوی داده هایی است که بهره برداری از آنها مستلزم 13 کادر عکس برداری با نورهای گوناگون است. در پایین ترین گزینه HDR Auto که معمولاً مستلزم گرفتن فقط دو کادر با دو نور متفاوت است یک تصویر HDR JPEG از یک صحنه پر کنتراست، چیز فوق العاده ای نیست وفقط می تواند اندکی بهتر از JPEG معمولی باشد .همچنین در تنظیم یاد شده نمایانی جزئیات در نقاط بیش روشن وبیش تیره ، مشابه یا اندکی بهتر از زمانی است که تصویر در قالبهای TIFF یا JPEG عکس برداری شده و سپس در رایانه پردازش گردیده باشد. این به آن سبب است که اغلب فایل هلی خام (RAW) حاوی یک یا چند گام اطلاعات مفید در زمینه نمایانی جزئیات در نقاط بیش روش یا بیش تیره هستند که این اطلاعات توسط نرم افزار مبدل فایل خام گلچین می شود البته این اطلاعات را می توان از نقاط تیره تصویر استخراج کرد، تا نواحی روشن آن. شماری از نرم افزارها طوری برنامه ریزی شده اند که با استفاده از ویژگی یاد شده به طور خودکار دامنه نور دهی یک فایل RAW را بهینه سازی می کنند واز آن یک تصویر HDR تصنعی می سازند اما اگر دامنه نور صحنه که حسگر دوربین میگیرد، بالاتر از 8 تا10گام باشد، عکاس نمی تواند اطلاعات موجود در گامهای اضافی را استخراج کند واین عمل، تنها از ترکیب کادر های چند گانه امکان پذیر است از آنجا که هر یک از تولید کنندگان از الگوریتم یا پردازش گر خاص خود برای تولید تصاویر JPEG-HDR از کادرهای چند گانه استفاده می کنند، کیفیت تصاویر حاصل ممکن است از دوربینی به دوربین دیگر واز صحنه ای به صحنه دیگر تفاوت داشته باشد. علاوه براین، نتیجه مطلوب هنگامی حاصل می شود که در وقت عکسبرداری پیاپی در نورهای مختلف وهمچنین وقتی که عکاس برای خنثی کردن تکان دوربین، با سرعت بالا وبدون سه پایه روی دست عکس میگیرد، موضوع هیچ حرکتی نداشته باشد، یا حداقل پویایی را داشته باشد.

در آخر ساختار HDR Auto، سیستم کاملی نیست اما مسلماً سریعترین روش برای بدست آوردن یک تصویر JPEG تقریباً بی عیب از صحنه ای با کنتراست متوسط یا یک تصویر HDR واقعی از یک صحنه با کنتراست بسیار بالا است. در حال حاضر، کنترل ها محدودند و علاوه بر این، فرآیند پردازش وترکیب کادرهای تصویر در داخل دوربین، عکاس را برای چند ثانیه از عکس برداری باز می دارد.