Jak działają pseudo lub fałszywe programy HDR, takie jak Photomatix?

10

Istnieje kilka programów, które mogą generować wyniki podobne do HDR na podstawie tylko jednego obrazu wejściowego. Jak one działają?

software hdr tone-mapping reż
źródło
Te programy prawdopodobnie wykonują mapowanie tonów: photo.stackexchange.com/questions/7630/…
Sean
2
Tylko dla wyjaśnienia ... Nie nazwałbym Photomatix „fałszywym” programem HDR, ponieważ jest on rzeczywiście zdolny do prawdziwego HDR poprzez mieszanie ze sobą wielu obrazów. Jest również zdolny do Enfusion, który jest innym podejściem do wielu obrazów, który przetwarza dane inaczej niż HDR, ale w tym samym celu. Photomatix ma możliwość automatycznego przetwarzania pojedynczych zdjęć w celu uzyskania lepszego zakresu tonalnego ... ale tylko dlatego, że jego zdolność nie oznacza, że ​​jest to fałszywy program HDR.
jrista
1
Nie ma czegoś takiego jak „fałszywy” lub „pseudo” HDR - nie można stworzyć magicznego zakresu dynamicznego, można jednak zastosować mapowanie tonalne do wielu zdjęć o wysokim zakresie dynamicznym lub pojedynczego obrazu o niskim zakresie dynamicznym.
Matt Grum,
może pomóc ,, photo.stackexchange.com/q/19058/7079
vivek_jonam

Odpowiedzi:

27

Przede wszystkim ważne jest, aby zrozumieć różnicę między HDR a mapowaniem tonów. HDR to technika przechwytywania obrazów, które zawierają ogromną różnorodność informacji o jasności. Jednak większość ludzi nie ma monitorów o wysokim zakresie dynamicznym, aby pokazać te informacje. Jeśli po prostu przeskalujesz duży zakres jasności do mniejszego zakresu, uzyskasz obraz z bardzo małym kontrastem.

Tonemapping to technika maksymalizacji lokalnego kontrastu. Wyobraź sobie, że dostosowujesz kontrast obrazu po pewnym momencie, gdy zwiększasz kontrast, najciemniejsze i najjaśniejsze obszary będą miały czystą czerń / biel i zaczniesz tracić szczegóły. Teraz wyobraź sobie, że dostosowujesz kontrast każdej ćwiartki obrazu osobno. Prawdopodobnie będziesz w stanie zwiększyć kontrast znacznie wyżej, ponieważ najciemniejsze i najjaśniejsze części każdej ćwiartki nie są tak daleko od siebie, jak najciemniejsze i najjaśniejsze części całego obrazu.

Teraz jest jeszcze jeden punkt, który należy docenić: zakres dynamiki i hałas są jak przeciwieństwa. Technicznie są one odwrotnie proporcjonalne do siebie - im wyższy poziom hałasu, tym niższy zakres dynamiczny i odwrotnie. Możesz więc tonemap (zwiększyć lokalny kontrast) dowolnego obrazu, ale jeśli zaczniesz od obrazu o niskim zakresie dynamicznym, obraz z tonem mapą będzie zawierał więcej szumów.

Możliwość tworzenia „fałszywych obrazów HDR” nie ma nic wspólnego z dodatkowym zakresem uzyskiwanym w surowych obrazach. To dlatego, że mapowanie tonów nie ma nic wspólnego z HDR. Możesz włożyć standardowy 8-bitowy JPEG do photomatix, a nadal uzyskasz podobny wynik, tylko z większym szumem.

To zdjęcie powstało z trzech ekspozycji przy użyciu Photomatix:

Tutaj wziąłem najciemniejszy plik RAW i masowo podciągnąłem cienie w Lightroomie za pomocą suwaka „wypełnij światło”:

Tutaj zrobiłem środkowy 8-bitowy obraz JPEG i załadowałem go prosto do Photomatix (udowadniając, że nie potrzebujesz 12-14 bitów, aby tworzyć obrazy „HDR”):

Trzy różne zestawy danych źródłowych. Trzy różne metody. Trzy raczej podobne wyniki. Nie ma „HDR” - tylko mapowanie tonów i lokalna regulacja kontrastu. Dynamiczny zakres źródła wpływa tylko na poziom szumu na ostatecznym obrazie, a nie na to, co można wytworzyć.

Oto kolejny przykład, aby scementować to, co powiedziałem, i pomóc ludziom skupić się na związku między obrazami HDR a mapowaniem tonów. Oto wynik połączenia trzech ekspozycji:

Zawiera szczegóły zarówno na niebie, jak i w obszarze cienia filarów. Gdybyś miał monitor o wysokim zakresie dynamicznym, obraz wyglądałby niesamowicie. W tej chwili musiałem zmniejszyć ten duży zakres, aby zmieścił się w niskim zakresie dynamicznym typowego monitora. Ta kompresja / skalowanie oznacza, że ​​wartości jasności są bardzo blisko siebie, pozostawiając niewielki kontrast i matowy obraz.

Teraz zwiększmy kontrast globalnie:

Wygląda lepiej, ale straciliśmy wszystkie szczegóły na niebie i wiele szczegółów w cieniach. Wracając do oryginału, podzieliłem obraz na 24 kwadraty i osobno zwiększyłem kontrast w każdym kwadracie . To jest znaczenie terminu lokalny w lokalnym wzmocnieniu kontrastu:

Teraz mamy szczegóły na niebie i chmurach. Co więcej, zaczyna wyglądać trochę jak „HDR”! Niektóre kwadraty nadal mają zbyt duży kontrast, co powoduje przycinanie świateł / cieni. Jeśli zmniejszysz kwadraty i wygładzisz przejście, ostatecznie uzyskasz obraz z mapą tonalną.

Oprogramowanie HDR / Tonemapping (takie jak Photomatix) wykorzystuje wiele fantazyjnych algorytmów z wieloma parametrami do dostosowania, ale zasadniczo wszystko, co robi, to lokalne zwiększenie kontrastu.

Matt Grum
źródło
2
Czy masz na myśli dosłownie, że zakres dynamiczny jest przeciwieństwem hałasu, oba są skrajnymi końcami tego samego widma; czy masz na myśli, że są one odwrotnie proporcjonalne , przy czym jedna zwiększa się, a druga maleje i odwrotnie, ale gdzie mają wyraźnie odrębne właściwości?
Sean
1
eee tak, miałem na myśli to, co powiedziałeś (chyba prawdziwym przeciwieństwem hałasu jest sygnał) - wyjaśnię moją odpowiedź!
Matt Grum,
Naprawdę podoba mi się lokalny kontrast.
Sean
4
+1 - Świetna odpowiedź ... prawdopodobnie jedna z najlepszych w HDR i Tonempingu, jaką do tej pory widziałem. Szczególnie podoba mi się porównanie 3-obrazowego obrazu HDR i skorygowanego obrazu RAW ... chociaż są one bardzo podobne, myślę, że 3-obrazowy obraz HDR ma trochę więcej naturalnego charakteru i więcej kolorów niż skorygowany RAW jeden (choć być może z wystarczającą ilością majstrowania, można osiągnąć ten sam wynik za pomocą jednego obrazu RAW.)
jrista
Nie bardzo jasne dla mnie słowo „LOKALNIE” (kontrast), pomiędzy następnymi dwoma: 1) -Lokalny jako powierzchnia obrazu -w wielu modułach kwadratowych (rosnących w każdym kwadracie) 2) -Lokalny jako (tylko) histogram, - wartości jasności (rosnące o małe równe segmenty) Photomatix jak dokładnie działa?