A dinamikatartomány magyarázata

Amikor a “dinamikatartomány” kifejezés szóba kerül, sokan gyorsan a HDR-re, vagyis a “nagy dinamikatartományra” gondolnak. Mivel ez a kifejezés és technika annyira népszerű a fotózás világában, ritkán gondolkodnak el azon, hogy valójában mi is az a dinamikatartomány, arról nem is beszélve, hogy miért szeretnénk, ha “magas” lenne. Röviden, a dinamikatartomány a maximális és a minimális értékek közötti mérést írja le. Bár nem kifejezetten a fotográfiára jellemző, a fotózás dinamikatartományáról szóló cikkben a dinamikatartományt úgy értelmezhetjük, mint a kép legfehérebb fehérek és legfeketébb feketék, illetve a sűrűség és a fénysűrűség legalacsonyabb és legmagasabb értékei közötti mérést.

Fentebb: Egy teljesen tónusos fekete-fehér gradiens.

Mielőtt túl mélyen belemerülnénk, gondoljunk egy fekete-fehér gradiensre: egy sima átmenet a feketétől a fehérig, látszólag számtalan szürkeárnyalattal a gradiens legfeketébb és legfehérebb értékei között. Most, ezt a teljesen tónusos gradienst a fejedben tartva, próbálj meg elképzelni egy olyan sima gradienst, amely a sötétszürkétől a világosszürkéig tart. A szürkeárnyalatok tartománya sokkal korlátozottabb fekete vagy fehér pontok nélkül, és így a dinamikatartomány is rövidebb. Ezt könnyebben felismerheti úgy, hogy a skála maximális és minimális pontjai közötti kontraszt sokkal nagyobb a fekete-fehér gradiensnél, mint a szürkétől szürkéig tartó gradiensnél. Ez a kontraszttartomány a minimális és maximális értékek közötti nagyobb számú tónus mellett nagyobb dinamikai tartományt jelent.

Fentebb: A szürkétől szürkéig terjedő gradiensnek rövidebb a dinamikai tartománya.

Ez a fotózás szempontjából elsősorban azért fontos, mert a felvételi hordozóink – legyen az digitális érzékelő, filmtekercs, digitális fájl vagy nyomtatás – nem képesek ugyanazt a dinamikatartományt érzékelni, mint a szemünk. Bármilyen szélesnek is tűnik ez a tónusskála a fényképes képen, azt valamilyen módon csonkítják, és kompenzálják a fehér vagy fekete abszolút értékének hiányát. Egy nyomtatott fénykép nem lehet fehérebb, mint a papír fehérje, vagy sötétebb, mint a papír tintája. Ugyanígy egy digitális vagy filmalapú kép is csak annyi részletet tud rögzíteni, amennyi a jelenet legsötétebb árnyékai és a legvilágosabb fénypontok között van, és végül a skála végén lévő tónusokat effektív feketeként vagy fehérként fogja megjeleníteni, egyszerűen azért, mert nem áll rendelkezésre elegendő részlet. Minden médiumnak megvan a maga dinamikatartománya, és gyakran az a cél, hogy a maximális és minimális értékek közötti tónustartományt kiterjesszük, hogy teljesebb érzetű képet hozzunk létre, hasonlóan a tiszta feketétől a tiszta fehérig tartó gradienshez.

Ez a képesség, hogy szélesebb tónustartományt hozzunk létre, vagy hogy a médium fekete és fehér között nagyobb tónustartomány álljon rendelkezésre, az, amire törekszünk, amikor a különböző fényképezőgépek, filmek, papírok vagy szinte bármilyen, a fénykép készítésekor alkalmazott megkötés dinamikatartományát összehasonlítjuk.

Gyakorlati értelemben a dinamikatartományt akkor használjuk a leghatékonyabban és a leglátványosabban, amikor olyan jeleneteken dolgozunk, amelyekben nagy a belső kontraszt. Azokat az eseteket, ahol fényes elemek és árnyékok vannak, a legnehezebb fényképezni, mivel a kép mindkét régiójában nem lehet részleteket rögzíteni, és gyakran kompromisszumot kell kötni az árnyékok vagy a fénypontok szabályozására. A nagyobb dinamikatartományú, megállásokban mért fényképezőgépek nagyobb mértékben őrzik meg a részleteket, mint egy olyan fényképezőgép, amelynek dinamikatartománya kisebb. Például, ha egy jelenetet úgy mérünk, hogy a fénypontok EV (expozíciós érték) 12, az árnyékok pedig EV 1, akkor a fénypontok és az árnyékok között 12 stoppal van különbség, és egy 12 stoppal rendelkező dinamikatartományú fényképezőgépet kell használni ahhoz, hogy a kép minden részén részleteket rögzíthessünk, anélkül, hogy a képrészleteket vágás (a részleteket nem lehet megjeleníteni, mivel az expozíciós érték meghaladja a médium rögzítési korlátait) miatt. Ritka, hogy a fényképezőgépek dinamikatartományának mérései adottak, vagy teljesen pontosak; általános szabályként azonban feltételezhető, hogy a nagyobb fotóelemekkel, illetve nagyobb pixelmérettel vagy pixelosztással rendelkező fényképezőgépek nagyobb dinamikatartomány rögzítésére képesek. A nagyobb szenzorok és az alacsonyabb felbontás nagyobb fotótérre utalhat: a nagyobb szenzorok nagyobb fotótérnek adnak helyet, az alacsonyabb felbontású szenzorok pedig lehetővé teszik, hogy a fotótér nagyobb legyen, mint a nagyobb felbontásúaknál. A nagyobb fotoszitok több fény összegyűjtését teszik lehetővé, és ennek következtében több részletet és nagyobb kontrasztarányt lehet rögzíteni.

Fentebb: HDR kompozit kép. Alul: A kompozitot létrehozó különálló fotók.

Anélkül, hogy tovább mennénk a tudományos úton, van néhány hasznos tipp a kép hatékony dinamikatartományának kiterjesztésére, hogy vizuálisan bővítsük a rögzíthető tónusok tartományát, és elkerüljük a részletek elvesztését a fénypontokban és árnyékokban.

Az elsőként említett nagy dinamikatartományú (HDR) képalkotás egy olyan technika, amelyet sokan használnak arra, hogy nagyobb részletességet érjenek el egy jelenet fénypontjaiban és árnyékaiban, túl azon, amit egyetlen expozícióval rögzíteni lehet. Az előző példát kiindulópontként használva, ha egy jelenet expozíciós értéktartománya 12 fokozat, és tudja, hogy a fényképezőgép kényelmesen képes 10 fokozatú tartományt rögzíteni, akkor most egy fokozatnyi részletet veszít a magas és a mély tartományban, vagy két fokozatot az egyik vagy a másik tartományban, az expozíciós torzítástól függően. Ennek kompenzálására a HDR használatával három egymást követő expozíciót rögzítene különböző expozíciós beállításokkal, hogy a legsötétebb árnyékok és a legfényesebb csúcsfények részletei is rögzítésre kerüljenek. Például, ha az alap expozíciója f/5,6 1/60 másodpercnél, akkor f/5,6 1/30 másodpercnél és f/5,6 1/125 másodpercnél is rögzítene expozíciót. Az utómunka során ezt a három képet egyetlen képkockává egyesítené, az 1/30 másodperces expozíció árnyékrészleteit, az 1/125 másodperces expozíció fénypontjait és a három expozíció középtónusainak átlagolását alkalmazva, hogy ténylegesen egy 12 fokozatú expozíciós értéktartományt tartalmazó képet kapjon.

Egy alternatív és hagyományosabb módszer az expozíció szabályozására és a dinamikatartomány meghosszabbítására a fokozatmentes semleges sűrűségű szűrők használata. A tájfotósok és a gyakran nagy kiterjedésű égboltot fotózók körében kedvelt fokozatmentes semleges sűrűségű szűrő kialakítása lehetővé teszi, hogy a jelenet árnyékos előterében teljes expozíciót érjen el anélkül, hogy a fényes égbolt teljesen fehérré válna. Ezeknek a szűrőknek a kialakítása a semleges sűrűség egy részét a szűrő egyik szélén helyezi el, míg a maradék fele teljesen tiszta marad. Innen kezdve az expozíciót a szokásos módon rögzíti az előtérre, és hagyja, hogy a sűrűség szabályozza az égbolt fénypontjait, így az eredmény egy megnövelt dinamikatartományú és teljes részletességű képet kap a jelenet mindkét kontrasztos régiójában.

Más gyakorlati példák, amelyek gyakran felmerülnek és a dinamikatartományhoz kapcsolódnak, a Dmax és Dmin kifejezések, valamint a szkennelési és nyomtatási alkalmazásokhoz, illetve a filmalapú fényképezéshez való kapcsolódásuk. Bár a kifejezések a digitális fényképészetre is alkalmazhatók, elsősorban a nyomtatás, film vagy szkennelés legmélyebb mérhető fekete pontjára vonatkoznak. A Dmax meghatározása például úgy történhet, hogy fogunk egy darab fotópapírt, szobafénynek tesszük ki, és előhívjuk. Miután kifejlődött, a papír teljesen fekete lesz, és ez a mérhető “feketeség” az adott médium Dmax értéke. A Dmin ennek az ellentéte, és a papírnak az a mérhető területe, amely nem kapott semmilyen expozíciót (azaz a papír fehér, vagy amit általában alap+ködnek neveznek). A Dmax és a Dmin a Density + Maximum vagy Density + Minimum rövidítései, és arra az optikai sűrűségre vonatkoznak, amelyet egy médium képes rögzíteni. Digitális szempontból a Dmax értéket általában a szkennerek esetében adják meg, és egy nyomat vagy film legsötétebb részére vonatkozik, amelyből a szkenner még képes részleteket kinyerni, és minél magasabb ez a szám, annál jobb. A sűrűségértékeket logaritmikus skálán, 10-es bázissal mérik, ami azt jelenti, hogy egy 3,0 Dmax értékű (1000:1 kontrasztarányú) szkenner 10-szer több részletet képes rögzíteni, mint egy 2,0 Dmax értékű (100:1 kontrasztarányú) szkenner.

Ez hasonló a stopokban kifejezett dinamikai tartományhoz, ahol a 0 körüli értékek a jelenet Dmax értékét, a +15 EV értékek pedig a Dmin értéket jelentik. E két érték közötti különbség gyakorlatilag a dinamikatartomány, minél nagyobb a különbség, annál nagyobb a dinamikatartomány.

Minden kép © Tim Cooper

A dinamikatartomány egy gyakran figyelmen kívül hagyott aspektusa a fotózásnak, főként azért, mert nem könnyű vagy nem mindig lehetséges szabályozni. Gyakran születnek olyan kreatív döntések, amelyek negligálják a teljesen kontrollált tónustartomány iránti vágyat, hogy a magas vagy alacsony tónusú esztétikát részesítsék előnyben, másrészt pedig sok fotós nagyon is tudatában van a látszólagos dinamikatartománynak, és nagy erőfeszítéseket tesznek annak érdekében, hogy minél több fokozatot és minél több részletet tömörítsenek egy képbe. Függetlenül attól, hogy milyen kreatív utat választunk, a fényképezőgép, a film vagy a megosztó médium ismerete lehetővé teszi, hogy a dinamikatartomány korlátain belül dolgozzunk, vagy alternatívákat keressünk e tartomány bővítésére.

A HDR-fotózásról szóló Tim Cooper-videó megtekintéséhez kattintson ide. Egy további videóért, amelyben Cooper a realisztikus HDR-fotózást tárgyalja, kattintson ide.

Szólj hozzá!