Krajinářská fotografie – řešíme problematiku expozice pomocí HDR

V předchozím díle jsme probrali ten nejpoužívanější nástroj pro řešení problematiky expozice v krajinářské fotografii - filtry. V dnešním díle si představíme další, tentokrát softwarové řešení, kterým je HDR neboli High Dynamic Range fotografie.

Jak už jsem dříve zmínil, každý kdo si někdy zkusil vyfotografovat krajinu zjistil, že dosáhnout správné expozice není tak jednoduché. Nejčastější problém se kterým se setkáváme, je výrazný kontrast mezi oblohou a popředím. Jednoduše řečeno, naše fotoaparáty exponují buď na tmavé popředí a pak je obloha přeexponovaná a nebo exponují na oblohu a pak je popředí podexponované. Je-li kontrast opravdu značný, vznikají nám navíc v kritických místech přepaly či podpaly (viz dřívější článek ).

Způsobů, jak tento problém řešit je několik. Jedním z nich, který poslední dobou získává na popularitě, je tzv. HDR fotografie. Pojďme se tedy podívat, co to High Dynamic Range fotografie je, jak vzniká a jaké má uplatnění v krajinářské fotografii.

Dynamický rozsah scény

Každá scéna kterou fotíme má určitý dynamický rozsah neboli rozdíl mezi nejtmavším a nejsvětlejším prvkem scény. Lidské oko je po dlouhodobější adaptaci schopno zachytit přibližně 20 EV (viz článeček o EV), avšak senzory našich fotoaparátů jsou na tom podstatně hůře a většinou se pohybují na hodnotách okolo 6-10 EV.

Co tato čísla znamenají v praxi? Jednoduše řečeno, je-li scéna opravdu kontrastní, naše fotoaparáty nedokáží zachytit to co naše oči vidí. Nejčastějším případem jsou fotky focené v protisvětle (se sluncem v záběru), kdy důsledkem extrémního kontrastu vznikají na výsledné fotografii přepaly a podpaly, tedy místa, která svým kontrastem spadají mimo dynamický rozsah senzoru našeho fotoaprátu a jsou proto bez detailu, pouze bílá (v případě přepalů) či černá (v případě podpalů).

High dynamic range fotografie (HDR)

HDR je fotografie skládajíc se z několika vrstev shodných fotografií, vyfocených s různým expozičním posunem. Obvykle se jedná o podexponovanou, nadexponovanou a expozičně správnou fotografii.

Sečteme-li dynamický rozsah každé odlišně exponované fotografie, získáme fotografii o velmi vysokém dynamickém rozsahu. To nám umožní fotit i vysoce kontrastní scény, bez jakékoliv ztráty detailu.

Co budeme potřebovat pro HDR fotografii?

Abychom HDR fotografii vytvořili, budeme potřebovat stativ, fotoaparát s funkcí expozičního bracketingu, software pro HDR, a ideálně (ale ne nutně) i dálkové ovládání. Fotit budeme většinou v programu priorita clony a optimálně do formátu RAW.

Vezmeme to pěkně popořádku. Takže proč stativ? Jednoduše proto, že fotky se musí dokonale překrývat, neboli být kompozičně naprosto totožné. Jakýkoliv pohyb fotoaparátu při snímání sekvence záběrů může zničit ostrost i toho nejlepšího objektivu. Z toho samého důvodu se doporučuje použít i dálkové ovládání, i když to lze nahradit funkcí samospouště. Obecným pravidlem při vlastním snímání podkladových fotografií tedy je na fotoaparát šahat co nejméně.

Proč budeme potřebovat fotoaparát s funkcí automatického expozičního bracketingu (AEB) ? Funkce automatického expozičního bracketingu nám umožní vyfotit sekvenci tří až pěti fotografií (dle možností fotoaparátu) v maximální rychlosti za sebou a v těch správných expozičních intervalech. Při využití funkce AEB tedy fotoaparát udělá celou tu těžkou práci za nás :o)

Proč budeme fotit v programu priorita clony? Jednak proto, že tento program nám možnost využití funkce AEB nabídne a také proto, že principem snímání podkladových fotografií je zachování stejné clony a ISO citlivosti při současně se měnícím čase. Ten pak určuje, zda konkrétní snímek bude záměrně podexponován, přeexponován či exponován správně.

Abychom fotografie s různým expozičním posunem nakonec složili do jedné HDR fotografie, budeme potřebovat specializovaný software. Na trhu je řada možností jakými je například Photomatix Pro, FDR Tools Advanced, Dynamic Photo HDR, Artizen HDR, Adobe Photoshop CS3, CS4 nebo CS5. Který software je nejlepší? Jak už to většinou bývá, každý má nějaké ty přednosti i mouchy. V knize “Complete Guide to High Dynamic Range Digital Photography” naleznete podrobné srovnání jejich výhod, nevýhod a možností, ale já tohle téma přeskočím, jelikož srovnávání software není účelem tohoto článku. Každopádně nejpopulárnějším a nejvíce rozšířeným se zdá být Photomatix Pro. Jeho jak zkušební tak i plnou verzi si můžete stáhnout na stránce http://www.hdrsoft.com/ , kde je kromě vlastního software k dispozici i řada ukázkových fotografií a praktických rad. Já vlastním plnou verzi (za 99 USD), ale vyzkoušet si Photomatix Pro může každý na zkušební verzi, která se liší pouze vodotiskem, který se objeví na finální fotografii.

Fotit budeme pokud možno do RAWu, protože při jeho použití se řada digitálních zrcadlovek dokáže dostat na hodnotu až 10 EV (tzn. zvýšíme tím dynamický rozsah fotografie) a jednak proto, že nám to následovně umožní opravit řadu případných chyb.

Focení podkladových fotografií

Takže máme vše co k HDR fotografii potřebujeme a přicházíme před západem slunce na vyhlídnuté místečko, abychom to všechno pěkně vyzkoušeli. Fotoaparát je pevně zafixovaný na stativu, v ruce máme dálkové ovládání (popřípadě na fotoaparátu nastavenou samospoušť), jsme v programu priorita clony ve které se řídíme klasickými pravidly pro krajinářskou fotografii, tzn. minimální hodnota ISO, clona většinou vyšší (f8 a více), atd. (viz články Učíme se používat fotoaparát I., Učíme se používat fotoaparát II.).

Pokud nefotíme do RAWu, ujístíme se, že je ve fotoaparátu vypnutá funkce AWB (automatic white balance) a zvolíme vyvážení bílé manuálně. Tím zabráníme riziku, že fotoaparát nastaví pro každý snímek jinou hodnotu vyvážení bílé. Někteří fotografové specializovaní na HDR doporučují navíc ještě přepnout autofokus na manuálního ostření, ale já se domnívám, že toto není nutné.

Ve fotoaparátu aktivujeme funkci AEB a nastává otázka kolik snímků a s jakým expozičním posunem budeme potřebovat. Počet snímku se bude odvíjet od dynamického rozsahu focené scény. Pro drtivou většinu situací v krajinářské fotografii budou stačit 3 snímky s posunem + / - 2 EV. V podstatě 90% všech HDR fotografií které jsem kdy “vyrobil” byly složeny z tohoto počtu snímků o stejném expozičním posunu.

Tento počet fotografií vychází z faktu, že jak už je tomu v krajinářské fotografii zvykem, fotím vše během východu a západu slunce, kdy světlo dopadá z boku, je tlumeno vrstvou atmosféry a tak k extrémním kontrastům tolik nedochází. Pokud ale budete fotit v pravé poledne a obzvláště nějaký ten záběr směřující do slunce, setkáte se s opravdu velmi kontrastní situací, na kterou budete potřebovat snímků 5 (např. EV -4, EV -2, EV 0, EV +2, EV +4) nebo i více. Setkal jsem se s fotografií, která byla focena z černého tunelu směrem ven do slunečného dne, kdy kontrast byl natolik extrémní, že fotograf musel použít fotografií 9.

Někdo se teď může zaleknout.. jak ale nafotím např. 5 snímků když moje AEB funkce umí snímat pouze série tří snímku. Řešení je jednoduché a spočívá v kombinaci AEB funkce s kompenzací expozice. Jednoduše vyfotíme 2 série snímků (jednou o hodnotách EV -4, EV -2, EV 0, a druhou o hodnotách EV 0, EV +2, EV +4, s tím že jednu EV 0 pak následně vymažeme). V tomto případě bude potřeba na fotoaparát mezi snímáním jednotlivých sérií šáhnout (abychom změnili kompenzaci expozice), a proto je třeba si dát pozor, abychom nepohnuli fotoaparátem samotným.

Jaký expoziční posun mezi jednotlivými podkladovými fotografiemi je optimální? Pro většinu snímků je nejlepší posun o 2EV. Větší posun nedoporučuji, jelikož pak vznikají na fotografiích vady. Posun o 1EV je z tohoto pohledu bezpečnější, ale vyžaduje větší počet fotografií, což se na druhou stranu odráží ve vyšším riziku pohybu fotoaparátu, či foceného objektu (např. pohybující se mraky) a může tak dojit k nechtěnému “zdvojení” některých prvků na fotografii.

Kontrola podkladových fotografií

Správné nafocení podkladových fotografií je alfou a omegou celé HDR fotografie. Jestliže uděláte chybu, většinou se projeví až při následné softwarové úpravě a o snímek přijdete. Nejčastější chybou může být nechtěný posun fotoaparátu (či foceného objektu), případně špatně exponovaný snímek.

V klasické fotografii o jednom snímku jsme si správnost expozice ověřili jednoduše kontrolou histogramu. Jak ale poznáme že je snímek správně podexponován či přeexponován? I v tomto případě nám pomůže histogram. Histogram přeexponovaného snímku by měl mít mezeru zleva (tzn. ve fotografii by měly chybět stupně černé), zatímco histogram podexponovaného snímku by měl mít mezeru zprava (tzn. ve fotografii by měly chybět stupně bílé). Zjednodušeně řečeno, když v histogramu podexponovaného či přeexponovaného snímku tyto “mezery” nejsou, znamená to, že musíme snímek více podexponovat, či přeexponovat .

Kontrola histogramu založená na této znalosti může pomoci, ale nakonec je to stejně víceméně o zkušenosti fotografa, aby konkrétní histogram uměl správně interpretovat, či odhadnul počet a expoziční posun jednotlivých podkladových fotografií pro konkrétní situaci.

Workflow v Photomatixu Pro

Původně jsem zamýšlel popsat podrobně jednotlivé kroky v podobě tutoriálu. To by ale neskutečně prodloužilo rozsah už tak obsáhlého článku a tak se namísto toho pokusím vypíchnout jen ty nejdůležitější body. Podrobný tutoriál pro použití Photomatixu Pro pak naleznete zde: Tutorial Photomatix Pro, popřípadě se můžete podívat na video-tutoriál zde: Introduction to Photomatix Pro.

Po otevření programu Photomatix Pro se vám objeví ikona “Generate HDR image”. Když na ní kliknete, otevře se okno ve kterém kliknutím na “Browse” vyberete patřičnou sekvenci 3 či více RAW snímků. Po kliknutí na “Ok” se otevře nové okno “Generate HDR options”, ve kterém je nejdůležitější vybrat “Align source images” - By correcting horizontal and vertical shifts.

K výběru je i možnost “Reduce noise” či “Reduce chromatic aberation”, ale popravdě jsem s výsledkem těchto funkcí nebyl spokojený a tak pokud máte na fotce nějaký ten šum či barevnou vadu, doporučuji toto předem upravit v software k tomu určeném (Imagenomic noiseware, Adobe Raw, Canon Digital Profesional, atd.), pak fotografie převést do 16-bit tiff formátu a až po té upravovat v Photomatixu.

Po kliknutí na “Ok” přecházíme do nejdůležitější fáze úpravy fotografie a tou je “Tone Maping”. Zde v panelu “Details Enchancer” doporučuji nejdříve vybrat Preset “Natural”, což nám poskytne jakési přirozené přednastavení, ze kterého budeme dále vycházet.

V panelu “Details Enchancer” jsou nejdůležitější sliders “Strength” a “Smoothing”. Pro tradiční vzhled fotografie se doporučuje použít “Strength” v rozsahu 25-50 a “Smoothing” v rozmezí 7-10. Pro HDR vzhled je potřeba posunout “Strength” blíže k hodnotě 100 a “Smoothing” k hodnotě 2, či níže. Jednoduše řečeno, tyto dva sliders určují, jestli se fotografie bude podobat více tradiční fotografii nebo HDR fotografii. Je na každém, jestli preferuje slabší efekt a chce aby fotografie vypadala přirozeně nebo jestli naopak holduje extrémnímu podání HDR.

Nakonec po kliknutí na “Process” dostáváme finální HDR fotografii, kterou můžeme uložit jako 16bit tiff, 8bit tiff, či jako jpeg. Záměrně jsem vynechal celou řadu možností, kterými Photomatix disponuje, ale jak už jsem zmínil, tutoriál tohoto software by byl na samotný článek a tak uvádím jen ty nejdůležitější body.

Bohužel Photomatix postrádá funkce pro finální úpravy (jako jsou levels, kontrast, doostření, atd.) a tak je třeba každou HDR fotografii následně doupravit klasicky v Photoshopu či obdobném programu.

Jak podkladové a finální fotografie vypadají?

Pojďme se konečně podívat jak takové HDR fotografie vypadají. Na ukázku dávám dvě HDR, včetně podkladových fotografií.

Obě HDR fotografie jsou složeny ze 3 podkladových snímků, focených do RAWu dle výše popsaných pravidel (EV -2, EV 0, EV +2) a složeny v Photomatixu Pro dle popsaného postupu.

Všimněme si, že podkladové fotografie vypadají opravdu nevlídně. Je to dáno tím, že jsou jednak focené do RAWu a také tím, že jsou záměrně podexponovány či přeexponovány.

Výsledná HDR fotografie, doupravená v Photoshopu, ale vypadá podstatně lépe :o)

Otázky a nejasnosti

Lze pro focení podkladových fotografií použít režim manuál?

Ano lze, ale doporučuji ho používat pouze tam, kde nelze použít režim priorita clony, tzn. při časech nad 30 sekund (při využití funkce BULB). Nevýhodou je, že musíme expoziční posun jednotlivých fotek nastavovat ručně a tím se nám prodlužuje čas a zvyšuje riziko pohybu fotoaparátu či foceného objektu.

Lze z jedné RAW fotografie vyvolat sérii tří fotografií a z ní vytvořit HDR?

Prakticky to sice lze udělat, ale kvalita takové fotografie bude výrazně nižší v porovnání s HDR, která vznikla z fotografií s poctivým expozičním posunem (tedy u kterých se měnil čas).

Co když se nám focený objekt pohybuje?

Tady právě nastává největší problém HDR fotografie. HDR fotografie funguje skvěle na statických objektech. Stačí aby se mraky opravdu rychle pohybovaly, či aby vítr rozpohyboval větve stromů a na fotografii se dočkáme zdvojení rozpohybovaných objektů. To lze omezit zvýšením rychlosti focení podkladových fotografií, focením méně fotografií, nebo softwarově v Photomatixu aktivováním funkce “Ghost removal”, popřípadě dodatečně klonováním v Photoshopu. Když všechna tato řešení selžou, lze v Photomatixu provést “Tone maping” i jedné samostatné fotografie z nafocení sekvence. Kvalita takovéto fotografie není ohromující, ale většinou je pro běžné amatérské účely postačující.

Jak je to se šumem?

Jelikož šum se vyskytuje nejvíce v tmavých oblastech fotografie, tak tím že HDR fotografie tyto tmavé oblasti (většinou stíny) eliminuje, eliminuje zároveň i šum, který by v těchto místech byl jinak přítomný. Avšak na druhou stranu, použijeme-li vyšší hodnotu ISO, následný softwarový proces nám šum značně zvýrazní. Proto je pro focení HDR doporučováno používat nejnižší možnou hodnotu ISO a jsou-li podkladové fotografie “zašuměné”, doporučuje se nejdříve šum vyhladit v k tomu určeném software.

Lze kombinovat HDR fotografii s jinou HDR nebo RAW fotografií?

Ano, tato metoda realizovaná v Photoshopu s využitím “Layers and Masks” se používá k řešení problémů jako je ghosting (zdvojení), halos (nežádoucí zesvětlení oblasti obrysů focených objektů), či k vytvoření realističtější podoby HDR.

Využití HDR v krajinářské fotografii

Mezi fotografy je řada zastánců, stejně tak jako řada odpůrců HDR fotografie. Odpůrci většinou argumentují, že HDR fotografie vypadají příliš uměle a nepřirozeně. Na druhou stranu jsou fotografové, kteří jsou na HDR fotografii vyloženě specializovaní, vytvořili si v rámci HDR svůj specifický styl a často přichází se zajímavými fotografiemi.

Já jsem si postupně prošel obdobím, kdy jsem fotil pouze HDR (jelikož jsem byl poněkud rozladěn z optické kvality Cokin filtrů), ale po výměně Cokin filtrů za Lee (viz článek o filtrech) jsem se vrátil ke starému dobrému “sklu a pryskyřici” a od HDR upustil.

Dle mého názoru HDR fotografie mají své kouzlo a uplatnění, ale souhlasím s názorem, že většinou vypadají příliš nepřirozeně. Ona ta přirozenost či nepřirozenost výsledných HDR fotografií záleží na postoji autora (tzn. jakým způsobem používá software – viz odstavec o zesílení či zeslabení HDR vzhledu). Někdo preferuje extrémní HDR vzhled, já zase tvrdím, že nejlepší HDR fotografie je taková, u které není poznat že to je HDR. Ale jak říkám, to už je otázkou vkusu každého z nás.

Pro případné komentáře, otázky, či návrhy můžete navštívit vlákno "Krajinářská fotografie" v Diskuzi Fotorádce, které bylo za tímto účelem zřízené.