Thank you! Your submission has been received!

Oops! Something went wrong while submitting the form :(

Beeldbewerking

Contrastbereik deel 1

De theorie

De ontwikkelingen van digitale camera’s gaan snel en steeds meer barrières worden geslecht en nieuwe functionaliteit geïntroduceerd. Beeldkwaliteit, snelheid, mogelijkheden en flexibiliteit van digitale spiegelreflexcamera’s zijn ongekend. Toch is er een aspect wat de R&D-afdelingen nog steeds de nodig hoofdbrekens oplevert en dat is het vergroten van het dynamische bereik van een digitale opname.

Ziet het menselijk oog bij een zonsondergang én prachtige kleuren en doortekening in de lucht én detail in de voorgrond, bij een digitale camera moet je kiezen voor óf de lucht óf de voorgrond.

Grootste verschil tussen het oog en de sensor is dat de sensor een lineair verband kent tussen in- en output en die van het oog niet-lineair is. Wordt de input bij een sensor twee keer zo groot, dan wordt de output ook twee keer zo groot. Bij het oog werkt dat anders. In donkere omstandigheden zal een verdubbeling van de input leiden tot een veel grotere output. Met een klein beetje licht meer, kun je al een stuk meer zien. Bij hele lichte omstandigheden is dat juist omgekeerd. Twee keer zoveel licht verhoogt het outputsignaal minder sterk. Dus bij veel meer licht, zal het oog minder licht, dus meer detail, naar de hersenen sturen.

Hierboven tref je hiervan een versimpelde weergave. Zo kan het ook een contrastverschil van 14 stops overbruggen. Het zal nog even duren voordat een digitale camera op dit niveau is en tot die tijd zal de digitale fotograaf zich moeten behelpen met softwarematige oplossingen.

Tip: Als je een landschap fotografeert met een betrekkelijk rechte horizon, dan kan de heldere lucht ‘tegengehouden’ worden met een grijsverloopfilter voor de lens. Met nog enige nabewerking kan dit heel goede resultaten opleveren en wordt ruis in de heldere voorgrond voorkomen
De responscurve van een sensor wijkt af van die van het menselijk oog

Enkele foto, JPEG

Als je in JPEG fotografeert, dan heb je 256 helderheden per kleur ter beschikking (8-bits). Dat lijkt heel veel, maar beperkt het dynamische bereik tot ongeveer 8 stops. Als je meer detail in hooglichten én schaduw wilt hebben door een softwarematige aanpak in de camera, dan gaat dit bij JPEG ten koste van het contrast en wordt ook vaak meer ruis zichtbaar in de donkere partijen van de foto.

Voorbeelden van in-camerasoftware die het dynamisch bereik oprekken zijn onder andere D-light van Nikon, DRO van Sony, Highlight priority van Canon, X3Fill van Sigma en Adaptive lighting van HP. Ook Fujifilm timmert op dit punt aan de weg met zijn Super CCD SR. Of dit hard- of softwarematig is, is niet duidelijk. Feit is wel dat bij een instelling van 400% op de S5 Pro het contrast van de opname erg vlak wordt.

Beschikt je camera niet over een dergelijke functie, dan is het raadzaam te belichten op de hooglichten en in Photoshop de donkere partijen open te trekken met Schaduw/hooglichten. Dit heeft ruis tot gevolg, maar voor kleinere afdrukken kan het resultaat heel acceptabel zijn.

Enkele foto, RAW

Als je met een enkele opname een zo groot mogelijk contrastbereik wilt bewerkstelligen, dan is RAW het aangewezen bestandstype. Steeds meer DSLR’s nemen RAW op bij 14-bits en hebben dus veel meer ruimte voor een breed spectrum aan helderheidgradaties. In een RAW-converter als Lightroom of Camera RAW van Photoshop kan dan relatief veel detail in hooglichten en schaduwen worden geëxtraheerd. Het aanpassen van RAW levert niet alleen meer detail op dan bij correctie van een JPEG, maar ook is de kleurnauwkeurigheid in lichte en donkere gebieden hoger en ontstaat er minder ‘vuile’ ruis door het ontbreken van JPEG-artefacten.

Tip: Bekijk je de clipping van hooglichten en schaduw op het lcd-scherm van je camera, dan is dit op basis van het histogram van de JPEG. Als de opname in RAW is, dan zal in veel gevallen het clippinggebied een stuk kleiner zijn of zelfs afwezig. Word hierdoor echter niet overmoedig en waak voor echte overbelichting. Een pixel die teveel licht gezien heeft, zal nooit meer een RGB-waarde kleiner dan 255, 255, 255 kunnen krijgen.
Meerdere foto’s

JPEG in combinatie met schaduw/hooglichten en RAW met 14-bits kunnen met een redelijk resultaat het contrastbereik van foto’s oprekken voor kleinere publicatievormen. Wil je 14-stops overbruggen, dan zullen meerdere foto’s van verschillende belichting (trapje, bracketing) met elkaar worden gecombineerd.

foto: Ian Lumb
Stonehenge, Wiltshire, UK. At sunset, high dynamic range image (HDR).

Welke software of manier hiervoor ook wordt gebruikt, het resultaat wordt grotendeels bepaalt door de input. Het op de juiste manier nemen van de foto’s is dus erg belangrijk. Hieronder volgen een paar aandachtspunten.

• Het onderwerp moet zo min mogelijk bewegende voorwerpen bevatten, zoals mensen en voertuigen, maar ook wolken, vogels, waterrimpeling en wuivende vegetatie.
• Gebruik altijd een statief (met afstandsbediening, spiegel opklappen, zelfontspanner) om bewegingsonscherpte te voorkomen, maar vooral voor een perfecte overlapping van de opnamen.
• Wijzig bij het maken van een trapje alleen de sluitertijd, zodat het diafragma en daarmee de scherptediepte constant blijft.
• Kies bij JPEG een vaste witbalans en fotografeer in RAW voor een consistente kleur.
• Gebruik zo laag mogelijke ISO’s
• Voor een maximaal resultaat maak je de opnamen in RAW in plaats van JPEG. Kan de software niet direct uit de voeten met RAW, zet deze dan om naar 16-bits TIFF en gebruik deze.

Tip: Met een camera met een snelle motordrive (Canon Eos 1D mkII) kun je beweging in het onderwerp tijdens het maken van een trapje ondervangen door met 10 fps en autobracketing snel achter elkaar verschillend belichte foto’s te maken. In een halve seconde maak je dan een trapje van 5 opnamen!
Conclusie

Het verhogen van het dynamisch bereik om onderwerpen met een hoog contrast vast te kunnen leggen is momenteel alleen nog mogelijk met softwarematige hulpmiddelen. Worden meerdere, verschillend belichte foto’s als uitgangspunt genomen, dan kan door montage erg goed resultaat bereikt worden. Deze montage wordt High Dynamic Range (HDR) genoemd en wordt behandeld in deel 2 van dit artikel.

Pieter Dhaeze
| 31-12-2007
Boeken algemeen