Dynaamisen alueen selitys

Kun termi ”dynaaminen alue” mainitaan, monille tulee nopeasti mieleen HDR eli ”High Dynamic Range”. Koska tämä termi ja tekniikka on niin suosittu valokuvausmaailmassa, harvoin mietitään, mitä dynaaminen alue oikeastaan on, saati miksi sen pitäisi olla ”korkea”. Lyhyesti sanottuna dynaaminen alue kuvaa mittausta maksimi- ja minimiarvojen välillä. Vaikka se ei koske erityisesti valokuvausta, tässä valokuvauksen dynaamista aluetta käsittelevässä artikkelissa voimme tulkita dynaamisen alueen olevan kuvan valkoisimman valkoisen ja mustimman mustan eli tiheyden ja luminanssin pienimmän ja suurimman arvon välinen mittaus.

Yllä: Täysin tonaalinen mustan ja valkoisen välinen gradientti.

Ennen kuin syvennytään liian syvälle, tarkastellaan mustavalkoista gradienttia: tasainen siirtymä mustasta valkoiseen, jossa gradientin mustimpien ja valkoisimpien arvojen välillä on näennäisesti lukemattomia harmaasävyjä. Yritä nyt, kun sinulla on mielessäsi tämä täysin sävykäs gradientti, kuvitella tasainen gradientti, joka kulkee tummanharmaasta vaaleanharmaaseen. Harmaasävyjen vaihteluväli on paljon rajallisempi ilman mustia ja valkoisia pisteitä, ja näin ollen dynaaminen alue on lyhyempi. Helpompi tapa tunnistaa tämä on se, että asteikon maksimi- ja minimipisteiden välinen kontrasti on paljon suurempi mustavalkoisessa kaltevuudessa kuin harmaasta harmaaseen -kaltevuudessa. Tämä kontrastialue sekä suurempi määrä sävyjä minimi- ja maksimiarvojen välillä tarkoittaa suurempaa dynaamista aluetta.

Yllä: Harmaasta harmaaseen -gradientilla on lyhyempi dynaaminen alue.

Tämä on tärkeää valokuvauksen kannalta lähinnä siksi, että tallennusmediamme, olivatpa ne sitten digitaalinen sensori, filmirulla, digitaalinen tiedosto tai tuloste, eivät pysty havaitsemaan samaa dynaamista aluetta kuin silmämme. Riippumatta siitä, kuinka laajalta sävyasteikko näyttää valokuvauskuvassasi, sitä typistetään jollakin tavalla ja kompensoidaan valkoisen tai mustan absoluuttisen arvon puuttumista. Painettu valokuva ei voi olla valkoisempi kuin paperin valkoinen tai tummempi kuin paperin muste. Aivan samoin digitaalinen tai filmipohjainen kuva voi tallentaa vain tietyn määrän yksityiskohtia kohtauksen tummimpien varjojen ja kirkkaimpien kohokohtien väliltä, ja lopulta tämän asteikon loppupäässä olevat sävyt esitetään tehokkaana mustana tai valkoisena yksinkertaisesti siksi, että käytettävissä ei ole tarpeeksi yksityiskohtia. Kullakin välineellä on oma dynaaminen alueensa, ja usein tavoitteena on laajentaa enimmäis- ja vähimmäisarvojen väliin jäävää sävyjen aluetta, jotta kuvasta saataisiin täyteläisemmän tuntuinen, samanlainen kuin puhtaasta mustasta puhtaaseen valkoiseen kulkeva kaltevuus.

Tätä kykyä tuottaa laajempi sävyjen kirjo tai sitä, että käytettävissä on suurempi sävyjen kirjo väliaineen mustan ja valkoisen välissä, haetaan, kun verrataan eri kameroiden, filmien, papereiden tai melkeinpä minkä tahansa rajoituksen dynaamista aluetta, jota sovelletaan valokuvaa tehtäessä.

Käytännössä dynaamista aluetta käytetään tehokkaimmin ja se näkyy tehokkaimmin silloin, kun työskennellään kohtauksissa, joissa on paljon luontaista kontrastia. Tilanteet, joissa on kirkkaita elementtejä ja varjoja, ovat vaikeimpia valokuvata, koska yksityiskohtia ei pystytä tallentamaan kuvan molemmilta alueilta, ja usein joudutaan tekemään kompromissi varjojen tai valokeilojen hallitsemiseksi. Kamerat, joilla on suurempi dynaaminen alue, joka mitataan pysähdyksinä, säilyttävät yksityiskohdat paremmin kuin kamerat, joiden dynaaminen alue on pienempi. Jos esimerkiksi kohtaus on mitattu siten, että kirkkaat kohdat ovat EV (valotusarvo) 12 ja varjot EV 1, kirkkaissa kohdissa ja varjoissa on 12 stopin ero, ja kameraa, jonka dynaaminen alue on 12 stoppeja, on käytettävä yksityiskohtien tallentamiseen kaikissa kuvan osissa ilman rajausta (kyvyttömyys esittää yksityiskohtia, koska valotusarvo ylittää tallennusvälineen tallennusrajoitukset). On harvinaista, että kameroiden dynaamisen alueen mittaukset on annettu tai että ne ovat täysin tarkkoja; yleisenä nyrkkisääntönä voidaan kuitenkin olettaa, että kamerat, joissa on suuremmat fotosiitit tai suurempi pikselikoko tai pikseliväli, pystyvät tallentamaan suuremman dynaamisen alueen. Suuremmat kennot ja alhaisemmat resoluutiot voivat olla osoitus suuremmasta fotosiitistä: suuremmilla kennoilla on tilaa suuremmille fotosiiteille, ja kennot, joiden resoluutio on alhaisempi, mahdollistavat suuremman fotosiitin kuin kennot, joiden resoluutio on korkeampi. Suuremmat fotosiitit mahdollistavat suuremman valomäärän keräämisen ja siten suuremman yksityiskohtaisuuden ja suuremman kontrastisuhteen tallentamisen.

Yllä: HDR-komposiittikuva. Alla: Erilliset valokuvat, joista komposiitti muodostuu.

Menemättä pidemmälle tieteelliselle tielle, on olemassa joitakin hyödyllisiä vinkkejä, joiden avulla kuvan tehokasta dynamiikka-aluetta voidaan laajentaa, jotta voidaan laajentaa visuaalisesti tallentamiesi sävyjen skaalaa ja jotta vältytään menettämästä yksityiskohtia kirkkaimmissa pisteissä ja tummissa.

Kuten ensiksi mainittiin, suuren dynaamisen alueen (HDR) kuvaaminen on tekniikka, jota monet käyttävät saadakseen enemmän yksityiskohtia kohtauksen kohokohtiin ja varjoihin kuin mitä yhdellä valotuksella voidaan tallentaa. Käyttämällä edellistä esimerkkiä lähtökohtana, jos kohtauksen valotusarvojen vaihteluväli on 12 pysähdystä ja tiedät, että kamerasi voi tallentaa mukavasti 10 pysähdyksen vaihteluväliä, menetät nyt yhden pysähdyksen yksityiskohtia sekä korkeilla että matalilla alueilla, tai kaksi pysähdystä jommallakummalla alueella, riippuen valotuksen vinoudesta. Jos haluat kompensoida tämän HDR:n avulla, kuvaat kolme peräkkäistä valotusta eri valotusasetuksilla varmistaaksesi, että tummimpien varjojen ja kirkkaimpien kohokohtien yksityiskohdat tallentuvat. Jos perusvalotuksesi on esimerkiksi f/5,6 1/60 sekunnin valotusajalla, tallenna myös valotukset f/5,6 1/30 sekunnin valotusajalla ja f/5,6 1/125 sekunnin valotusajalla. Jälkituotannossa yhdistät nämä kolme kuvaa yhdeksi kuvaksi, otat varjot 1/30 sekunnin valotuksesta, kirkkaat kohdat 1/125 sekunnin valotuksesta ja keskiarvoistat keskisävyt näistä kolmesta valotuksesta, jotta saat tehokkaasti aikaan kuvan, jossa valotusarvojen vaihteluväli on 12 pykälää.

Vaihtoehtoinen ja perinteisempi menetelmä valotuksen hallitsemiseksi ja dynamiikka-alueen pidentämiseksi on porrastettujen neutraalitiheyssuodattimien käyttäminen. Maisemakuvaajien ja yleisesti laajoja taivaankannen alueita kuvaavien valokuvaajien suosiossa olevan porrastetun neutraalitiheyssuodattimen rakenteen ansiosta voit saada täyden valotuksen kohtauksen varjoisalle etualalle ilman, että kirkas taivas muuttuu täysin valkoiseksi. Näiden suodattimien muotoilu sijoittaa osan neutraalitiheyttä suodattimen toiseen reunaan ja jättää loput puolikkaasta täysin kirkkaaksi. Tästä tallennat valotuksen normaalisti etualalle ja annat tiheyden hallita taivaan kohokohtia, jolloin saat tuloksena kuvan, jossa on suurempi dynaaminen alue ja täydet yksityiskohdat kohtauksen molemmilla kontrastialueilla.

Joitakin muita käytännön esimerkkejä, jotka nousevat usein esiin ja liittyvät dynaamiseen alueeseen, ovat termit Dmax ja Dmin ja niiden suhde skannaus- ja tulostussovelluksiin sekä filmipohjaiseen valokuvaukseen. Vaikka termejä voidaan soveltaa myös digitaaliseen valokuvaukseen, ne liittyvät pääasiassa tulosteen, filmin tai skannauksen syvimpään mitattavaan mustaan pisteeseen. Esimerkki Dmax-pisteen löytämisestä on, että otetaan valokuvapaperi, altistetaan se huoneenvalolle ja kehitetään. Kun paperi on kehitetty, se on täysin musta, ja tämä mitattava ”mustuus” on kyseisen välineen Dmax-arvo. Dmin on päinvastainen, ja se on paperin mitattavissa oleva alue, joka ei ole saanut valotusta (eli paperi on valkoista, tai mitä yleisesti kutsutaan nimellä base+fog). Dmax ja Dmin ovat lyhenteitä sanoista Density + Maximum (tiheys + maksimi) tai Density + Minimum (tiheys + minimi), ja ne liittyvät optiseen tiheyteen, jonka media pystyy tallentamaan. Digitaalisessa käytössä Dmax-arvo on yleisesti annettu skannereita varten, ja se liittyy tulosteen tai filmin tummimpaan osaan, josta skanneri voi vielä hakea yksityiskohtia, ja mitä suurempi luku on, sitä parempi. Tiheysarvot mitataan logaritmisella asteikolla, jonka perusta on 10. Tämä tarkoittaa, että skanneri, jonka Dmax-arvo on 3,0 (kontrastisuhde 1000:1), pystyy tallentamaan 10 kertaa enemmän yksityiskohtia kuin skanneri, jonka Dmax-arvo on 2,0 (kontrastisuhde 100:1).

Tämä on samanlainen asia kuin pysähdyksinä ilmaistu dynamiikka-alueen kanssa, jossa valotuksen arvot 0:n tienoilla edustavat kuvauskohteen Dmax-arvoa, ja EV-arvot 100:15 koskevat Dmin-arvoa. Näiden kahden arvon välinen ero on käytännössä dynaaminen alue, ja mitä suurempi ero on, sitä pidempi dynaaminen alue.

Kaikki kuvat © Tim Cooper

Dynaaminen alue on usein unohdettu valokuvauksen osa-alue, mikä johtuu pääasiassa siitä, että sitä ei ole helppo tai aina mahdollista hallita. Usein tehdään luovia päätöksiä, joilla kielletään halu täysin hallittuun sävyvalikoimaan, jotta suositaan korkea- tai matalasävyistä estetiikkaa, ja toisaalta monet valokuvaajat ovat hyvin tietoisia näennäisestä dynaamisesta alueesta ja tekevät kaikkensa pakatakseen kuvaan mahdollisimman monta pysähdystä ja mahdollisimman paljon yksityiskohtia. Luovasta väylästä riippumatta kameran, filmin tai jakovälineen ymmärtäminen antaa sinulle mahdollisuuden työskennellä sen dynamiikka-alueen rajoissa tai etsiä vaihtoehtoja tämän alueen laajentamiseksi.

Katso video, jossa Tim Cooper keskustelee HDR-valokuvauksesta, klikkaamalla tästä. Jos haluat katsoa Cooperin lisävideon, jossa hän keskustelee realistisesta HDR-valokuvauksesta, klikkaa tästä.

Jätä kommentti