Jak działa synteza ekspozycji?

Odpowiedzi:

29

Fuzja ekspozycji to proces, który wykonuje wiele zdjęć i łączy je w celu utworzenia jednego obrazu, zachowując tylko odpowiednio naświetlone elementy. W przeciwieństwie do obrazów HDR , fuzja ekspozycji jest bardziej podstawowa, daje bardziej realistyczny efekt i wymaga mniej kroków.

Proces fuzji ekspozycji (fuzja lub EF) pobiera każdy pojedynczy piksel i przypisuje mu wagę dla kontrastu, nasycenia i jasności tego piksela. To oprogramowanie określa następnie równowagę pikseli na końcowym obrazie. Niektóre aplikacje określają tę decyzję jako wybór „dobrych” lub „najlepszych” pikseli. Możesz dostosować ustawienia określające równowagę w niektórych implementacjach oprogramowania oprogramowania do łączenia ekspozycji.

Świetnym przykładem tego, kiedy fuzja ekspozycji może mieć sens, jest brak dostępnego filtra z podziałką neutralną (ND) lub scena, w której fotografujesz, nie ma dobrze określonych obszarów, które zwykle działają dobrze z tymi filtrami. Za pomocą funkcji łączenia ekspozycji można łączyć ekspozycje w trybie bracketingu z elementami równowagi, takimi jak niebo, pierwszy plan i obiekt. HDR również może to osiągnąć, ale wielokrotnie wyniki po mapowaniu tonów stają się nienaturalne i niepożądane.

Oto trzy przykładowy przykład fuzji ekspozycji z porównaniem do wyniku procesu HDR z mapowaniem tonów.

Zacząłem od tych trzech obrazów źródłowych: Obrazy źródłowe

Jest to wynik po wykonaniu wstępnej fuzji ekspozycji: Po utrwaleniu ekspozycji

Jest to wynik po zakończeniu fuzji ekspozycji i dokonaniu korekt Lightroom: Po ekspozycji fuzja i lightroom

Jest to wynik tych samych trzech obrazów źródłowych, które wykorzystywały mapowanie tonów HDR i regulacje Lightrooma: HDR po mapowaniu tonów

Połączenie ekspozycji różni się znacznie od obrazów o wysokim zakresie dynamicznym (HDR), które zna większość z nas, ponieważ tworzy obraz o niskim zakresie dynamicznym bez żadnego pośredniego etapu mapowania tonów . Oba można pomylić, ponieważ oba pobierają wiele obrazów wejściowych i przekształcają je w jeden obraz wyjściowy. Łączone wyjście fuzji ekspozycji jest znacznie bardziej odpowiednie dla sceny niż zdjęcia HDR. Zdjęcia HDR mają bardzo nierówne przejścia i wiele razy wyglądają nierealnie. Z drugiej strony, zdjęcia fuzji ekspozycji uchwycą dokładnie to, co miały barwy w scenie, bez mapowania tonów.

Termin łączenie ekspozycji nazywa się obecnie zwykle zautomatyzowanym procesem łączenia wielu obrazów w jeden za pomocą oprogramowania. Przed automatyzacją oprogramowania fotografowie robili to od lat, zarówno pod względem filmowym, jak i cyfrowym. W sensie cyfrowym możemy zrobić dwa lub więcej zdjęć i połączyć elementy z każdego z nich, aby połączyć je w jeden końcowy obraz. Rezultat ten wielokrotnie zapobiegałby nadmiernemu rozświetleniu obszarów lub utracie szczegółów.

Prawdziwa magia fuzji ekspozycji polega na tym, że oprogramowanie bardzo szybko określa, które elementy są najlepsze z każdego obrazu. Możesz to zrobić samemu w Photoshopie z ogromną ilością czasu, ale cały proces jest zautomatyzowany za pomocą algorytmów w oprogramowaniu i naprawdę przyspiesza proces. W pewnym stopniu jest to to samo co fuzja ekspozycji, ale w znacznie bardziej podstawowej skali. Przykład tego podano poniżej w dalszej części Luminous Landscape.

Fuzję ekspozycji można także wykorzystać do ustawiania ostrości i uzyskiwania obrazów, które w innym przypadku nie byłyby możliwe z powodu wąskiej głębi ostrości. Może to być przydatne w wielu przypadkach, a prawdziwa sztuczka polega na tym, że fuzja ekspozycji może zwykle sama obliczyć optymalny obraz.

Niektóre przykłady oprogramowania do łączenia ekspozycji obejmują:

Ogólnie rzecz biorąc, fuzja ekspozycji jest techniką, która pokonuje przeszkody stawiane przez aparaty cyfrowe o ograniczonym zakresie dynamicznym. Przechwytując zestaw zdjęć w nawiasach, możemy wziąć pełny zakres dynamiczny sceny i przekształcić ją w pojedynczy obraz. Robi to również fotografia HDR, ale ponieważ nowoczesne wyświetlacze mają niski zakres dynamiczny, musimy wyświetlić mapę tonalną, aby wyświetlić obraz. Fuzja ekspozycji działa na tym etapie i łączy wiele ekspozycji w jeden obraz o niskim zakresie dynamicznym w typowo zautomatyzowany i wydajny sposób. Dane wyjściowe są bardzo wierne oryginalnej scenie i mogą pomóc w przezwyciężeniu przypadków prześwietlenia lub niedoświetlenia.

Dalsza lektura

W przeszłości proces ten był również nazywany „mieszaniem ekspozycji”, więc badania na ten temat mogą przynieść korzyści zainteresowanym.

dpollitt
źródło
Radzenie sobie z trudem jest niedopowiedzeniem! Większość algorytmów wybiera inną wagę na piksel.
Itai
@Itai - To prawda, dodam bardziej szczegółowo o tym, co faktycznie robi proces fuzji.
dpollitt,
2
Należy zauważyć, że obraz HDR jest tylko 32-bitowym obrazem źródłowym. Ostatecznym wynikiem przetwarzania HDR i mapowania tonów jest również obraz o niskim zakresie dynamicznym! Pod tym względem HDR i EF nie różnią się tak bardzo ... ale to podejście algorytmiczne i do pewnego stopnia ilość majstrów fotografa różnicują te dwa elementy.
jrista
@jrista - Musisz również bawić się z rozszyfrowanymi obrazami. Wypróbuj Photomatix Pro, aby włączyć, a nadal zobaczysz wiele suwaków do przełączania i zabawy. Zgadzam się z podkreślonym punktem, obie metody dają obrazy o niskim zakresie dynamiki.
dpollitt
1
Z mojego doświadczenia wynika, że ​​fuzja z ekspozycją generalnie sprawia, że ​​obraz jest bardziej realistyczny / przyjemny, ale rozumiem, że to zależy od osobistych preferencji. Funkcja łączenia ekspozycji w Photomatix Pro jest bardzo dobra.
Mark JP
6

Aby uzupełnić odpowiedź dpollitt, łącząc ekspozycję, zachowujesz związek między tonami w oryginalnej scenie. Jeśli punkt A jest jaśniejszy niż punkt B na oryginalnym obrazie, nadal będzie jaśniejszy po stopieniu obrazów.

Dzięki HDR, ponieważ scalony plik przekracza zakres dynamiczny urządzenia wyjściowego, musisz go tonemapować, aw ten sposób możesz uzyskać lokalne obszary, w których względne tony nie są takie same jak na oryginalnych obrazach. Jasne, prawie wyprane niebo i ciemny pierwszy plan, może zakończyć się jasnym pierwszym planem i ciemnym, groźnym niebem!

Na przykład w 3 ekspozycjach dpollitt chmury są jaśniejsze niż jakakolwiek inna część sceny. W wyniku fuzji ekspozycji chmury są jeszcze jaśniejsze, ale zacieniony pierwszy plan został zniesiony. W wersji HDR część ciemnych chmur jest ciemniejsza niż nawierzchnia pierwszego planu, co nie jest tak, jak oryginalne obrazy.

MikeW
źródło
Tak jest. Edytuj moją odpowiedź na wszystko, co uznasz za stosowne.
dpollitt,
5
Jeśli punkt A jest jaśniejszy niż punkt B na oryginalnym obrazie, nadal będzie jaśniejszy po stopieniu obrazów. : Matematycznie nie jest dla mnie oczywiste, dlaczego tak jest. Gdyby tak było, brzmi to tak, jakby EF dałoby wyniki porównywalne z obrazem HDR bez mapowania tonów (ale prawdopodobnie zastosowana globalna krzywa tonalna). Ponieważ EF ma mieć lokalnie różne maski, które dają różne wagi do obrazów wejściowych, nie jestem pewien, jak oświadczenie zacytowałem będzie gwarantowana.
pogromca
1
Fuzja ekspozycji wykorzystuje wagi dla kontrastu, nasycenia i ekspozycji. Chyba masz rację, że w zależności od wag nie jest to absolutne. W rzeczywistości możesz prawdopodobnie stworzyć surrealistyczne, przesadzone wyniki przypominające mapę tonów o ekstremalnych wagach.
MikeW