lunedì 12 maggio 2014

Foto HDR: cosa sono veramente?

Oggi invece della solita tecnica per elaborare una foto vi voglio parlare di un termine che sempre più spesso incontriamo, non solo su internet: HDR.

Come altri termini tecnici, probabilmente non del tutto compresi, questa parola viene ormai utilizzata per definire un tipo di foto che poco ha a che fare con il reale significato di HDR.

Probabilmente questo articolo non vi fornirà indicazioni per migliorare le vostre foto, ma spero possa aumentare la comprensione di alcune nozioni molto importanti nel campo della fotografia digitale. E forse, perché no, vi potrà fornire spunti per riuscire a scattare foto migliori.

Riprendendo le note tecniche che avevo scritto nell'articolo Fotografie digitali, possiamo vedere come la maggior parte del nostro mondo di immagini digitali ha 16 milioni di colori e 256 livelli di luminosità.

Questo valori dipendono direttamente dal modo in cui si è scelto di memorizzare le informazioni di un'immagine.
Nello specifico si è scelto di usare 8 bit di informazioni per ogni componente di colore primario (rosso, verde e blu), dando un totale di 24 bit per le combinazioni, che portano appunto ad un totale di poco più di 16 milioni di combinazioni diverse. Le variazioni di luminosità però non sono combinate, restando perciò a soli 256 (le possibili variazioni con 8 bit di dati).


Questo sistema per memorizzare le informazioni di una foto è funziona bene per la maggior parte delle immagini che vediamo. Consente di avere un buon risultato senza per questo occupare uno spazio spropositato e spesso anche piuttosto inutile.

I problemi cominciano a spuntare quando abbiamo necessità di effettuare riprese di soggetti con forti differenza di luminosità.

Un esempio tipico sono i soggetti in controluce. La forte luminosità dello sfondo contrasta molto con il soggetto in primo piano e quindi rischiamo di ottenere un soggetto troppo scuro, oppure uno sfondo completamente bianco e privo di dettagli.

Nell'articolo Esposizioni multiple 2 ho parlato proprio di un soggetto di questo tipo, fornendo una possibile soluzione.
Qui spesso le persone indicano una tale foto come HDR. Niente di più sbagliato. È una comunissima foto elaborata e niente più!

A questo punto, qual'è la soluzione più ovvia per mantenere più informazioni sulla luminosità di una scena? Ovviamente quella di aumentare il numero di bit relativi a questo dato, portando i bit delle tre componenti principali da 8 ad un valore in grado di fornirci quello che vogliamo.

Sono quindi nati alcuni formati che ci consentono di memorizzare livelli di luminosità anche molto più elevati, fino a 24 bit per componente con ben 16 milioni di differenti variazioni di luminosità. Questi formati ci consentono di poter vedere dettagli sia nella zone più luminose della nostra foto che in quelle più buie.

Il primo problema che si pone è come realizzare queste immagini. Una delle soluzioni possibili e alla portata di quasi tutte le macchine fotografiche digitali è il bracketing, ovvero un'opzione che fa scattare alla macchina fotografica 3 foto con esposizioni diverse, una correttamente esposta, una sottoesposta e l'ultima sovraesposta. Unendo i dati di queste tre foto abbiamo la possibilità di mantenere le informazioni anche di parti molto luminose e molto buie.

Ecco un esempio di bracketing:


Un'altra possibilità, sempre più diffusa, è quella di scattare le foto in formato raw. I sensori delle macchine digitali hanno generalmente 12 bit o più per ogni componente. Queste informazioni vengono poi elaborate e ridotte a 8 bit per salvare in un formato standard (praticamente sempre jpeg).
L'idea è quella di salvare i dati direttamente dal sensore, senza elaborarli, per ottenere una foto HDR (e infatti i formati raw sono a tutti gli effetti HDR).

Se poi i bit del formato raw non li si considerano sufficienti, è sempre possibile integrare il tutto con la tecnica del bracketing.

Il secondo problema che si incontra quando si ha a che fare con le foto HDR è che la quasi totalità dei dispositivi per la visualizzazione lavora ancora con componenti a 8 bit, quindi dobbiamo trovare un modo per ridurre le informazioni di luminosità per adattarle ai nostri display.

Qui di metodi ne troviamo davvero tantissimi (vengono genericamente chiamati tone mapping) e non starò a descriverli. La cosa importante è che esistono e che ci consentono di ridurre le informazioni di luminosità senza perdere troppi dettagli.

Purtroppo la gestione dei formati HDR in GIMP è alquanto limitata, ma forse in futuro sarà migliorata. Attualmente la scelta migliore è affidarsi a software commerciali, tra i quali spicca Lightroom di Adobe.

Se invece preferite software gratuito, ci sono alcune buone scelte, ma generalmente sono un po' complessi per via del gran numero di parametri da settare per ottenere buoni risultati. Vi lascio una piccola lista:

  • Luminance HDR. Probabilmente il più noto tra i software freeware per le immagini HDR.
  • Fusion. Questo programma purtroppo ha una scarsa documentazione e risulta quindi abbastanza ostico da utilizzare.
  • Picturenaut. Probabilmente il più facile da utilizzare, ma raramente fornisce ottimi risultati.
  • FDRTools. Qui la documentazione è molto buona, ma il software è un po' lento e i risultati non sono dei migliori.

Tutti questi software consentono, oltre al tone mapping, anche di unire due o più foto eseguite tramite bracketing.
La lista non contiene ovviamente tutti i programmi di questo tipo, ma solo alcuni tra i più noti.

Infine un'ultima nota. HDR è l'acronimo che sta per High Dynamic Range (la I che a volte si trova alla fine invece starebbe per Image), cioé elevato range dinamico, in opposizione a LDR che sta per Low Dynamic Range, cioé basso range dinamico che identifica tutte le immagini con livelli di luminosità fino a 8 bit.


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