HIG DYNAMIC RANGE IMAGING (HDRI)
L’HDRI, sigla di high dynamic range imaging, è una tecnica utilizzata in grafica computerizzata e in fotografia per ottenere un’immagine in cui l‘intervallo dinamico, ovvero l’intervallo tra le aree visibili più chiare e quelle più scure, sia più ampio dei metodi usuali.
Le tecniche per la creazione di una HDRI sull’idea di effettuare scatti multipli dello stesso soggetto ma a diverse esposizioni, in modo da compensare la perdita di dettagli nelle zone sottoesposte o sovraesposte di ciascuna singola immagine. La successiva elaborazione della serie di immagini consente di ottenere un’unica immagine con una corretta esposizione sia delle aree più scure che di quelle più chiare.
L’uso dell’HDR in grafica computerizzata venne introdotto da Paul Debevec, probabilmente la prima persona a creare immagini usando la mappatura HDR per visualizzare realisticamente le luci e animare gli oggetti. Gregory Ward invece è il creatore del formato di memorizzazione per le immagini HDR.
Le informazioni memorizzate in un’immagine HDR di solito corrispondono ai valori fisici della luminosità e della radianza che possono essere osservate nel mondo reale; in questo differiscono dalle informazioni memorizzate nelle normali immagini digitali, che memorizzano solo quali colori vanno riprodotti sullo schermo.
Le immagini HDR richiedono un maggior numero di bit per colore delle tradizionali immagini, per via del fatto che rappresentano valori da 10-4 a 108 (i valori della luce visibile) o più.
Numeri a 16-bit o a 32-bit floating point sono spesso utilizzati per rappresentare i pixel HDR. In ogni caso, utilizzando l’appropriata funzione di trasferimento, i pixel HDR possono essere rappresentati a 10-12 bit di luminosità e a 8 bit per la componente colore senza alcuna variazione visibile.
Algoritmi
Le immagini HDR vengono realizzate mediante l’uso di formule o algoritmi che ci danno la possibilità di elaborare le immagini allo scopo di ottenere diversi risultati. Ogni algoritmo è gestito da una formula studiata generalmente da un gruppo di persone il cui referente principale è quello che dà il nome alla stessa e che ritroviamo nell’elenco dei vari programmi che consentono questa elaborazione.
La descrizione matematica di tali algoritmi in genere è rintracciabile con una certa facilità, spesso on line; meno semplice è reperire informazioni che descrivano gli algoritmi in maniera facilmente interpretabile, così da capire che genere di risultato sia possibile ottenere. È allora importante testarli più volte, su varie immagini e con varie impostazione dei parametri, e confrontare i risultati.
Mantiuk ’06: Questo algoritmo agisce sul contrasto dell’immagine, evidenziando i dettagli in tutte le zone, ma senza evidenziare aloni nelle zone con forti variazioni.
Mantiuk ’08: questo algoritmo agisce invece sulla luminosità dell’immagine per rendere la curva il più compatibile possibile con il display utilizzato per la visione. Infatti il primo parametro da scegliere è proprio il tipo di display.
Fattal: anche questa formula agisce sulla luminosità dell’immagine. È la formula che più di tutte riesce a visualizzare dettagli sia in ombra sia in piena luce, ma evidenzia anche in modo esagerato le forti variazioni di contrasto (generando aloni) e i disturbi presenti nell’immagine.
Drago: simile al Fattal, ma molto meno potente. In compenso è rapidissimo nell’esecuzione. Non evidenzia però i dettagli presenti nell’immagine.
Durand: un algoritmo abbastanza rapido, ma che difficilmente produce risultati interessanti. Di solito le parti luminose perdono dettagli e il risultato finale assomiglia molto ad una foto normale, più che a una HDR elaborata con tone mapping.
Reinhard ’02: fornisce un risultato abbastanza buono, sebbene a volte un po’ scuro e comunque poco contrastato.
Reinhard ’05: variante della formula precedente, che fornisce risultati più luminosi, ma con poca evidenza di dettagli.
Ashikhmin: fornisce risultati con contrasto molto basso e quindi immagini molto “piatte” e poco interessanti.
Pattanaik: un altro algoritmo che fornisce risultati con pochi dettagli e un contrasto un po’ basso
Limiti
La realizzazione di foto in HDR richiede che il soggetto inquadrato sia statico, così come la fotocamera. Se l’apparecchio è in grado di realizzare sul momento la foto in HDR, possono verificarsi dei fenomeni di “ghosting” dovuti al movimento dell’inquadratura. Il problema è parzialmente aggirabile se le foto scattate richiedono poi il post-processing mediante applicativi dedicati, che il più delle volte tentano di allineare le foto. In altri casi, però, le varie foto “intermedie” devono essere allineate manualmente.
Evoluzione
Normalmente sono necessarie almeno 2/3 foto con diverse esposizioni dello stesso soggetto per realizzare una foto in HDR. Ad oggi, è possibile ricreare tale tecnica in tempo reale con diversi smartphone di ultima generazione. Questa nuova tecnologia di HDR in tempo reale (conosciuta come “Rich Tone“), seppur ancora acerba, offre buoni risultati e apre prospettive per i futuri sviluppi dell’HDR.
Esempi di foto HDR
Chiesa di Old Saint Paul’s – Wellington – Nuova Zelanda
Grand Canyon in due differenti esposizioni
Tramonto HDR
New York
Chiesa di Santa Prisca a Taxco – Messico
Tartaruga al tramonto
Fabbrica di carbone ad Ostrava – Repubblica Ceca
PHOTOSHOP
Possiamo anche semplicemente correggere una normale foto, trasfrormandola in HDR,senza eseguire scatti multipli,ma impostando tutte le opzioni previste da Photoshop.
La procedura è molto semplice.
– caricare foto
– Immagine
– Regolazioni
– Viraggio HDR
– Predefinito : più saturo
– Anteprima : spuntare per vedere subito gli effetti
– adattamento locale
– raggio 183
– intensità 1,75 (di default)
– Smoth edges (non mettere spunta)
– Gamma 0,37 (di default)
– Esposizione -0,15 (di default)
– Dettagli +100 (di default)
– Ombra 0 (di default)
– Luce +12
– Vividezza +59 (di default)
– Saturazione +100 (di default)
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– Curva di viraggio e Istogramma
Non dobbiamo aprire la Curva, e non ci dobbiamo lavorare sopra perchè o lavoriamo sui valori che abbiamo impostato sopra,oppure lavoriamo sulla curva,ma non si può lavorare su enmtrambi.
– OK
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