Dynamisch bereik uitgelegd

Wanneer de term “dynamisch bereik” wordt gebruikt, denken veel mensen al snel aan HDR, of “High Dynamic Range”. Omdat deze term en techniek zo populair is in de wereld van de fotografie, wordt zelden stilgestaan bij wat dynamisch bereik eigenlijk is, laat staan waarom je het “hoog” zou willen hebben. In het kort beschrijft het dynamisch bereik de afstand tussen maximum- en minimumwaarden. Hoewel niet specifiek voor fotografie, kunnen we in dit artikel over dynamisch bereik in de fotografie dynamisch bereik interpreteren als de meting tussen de witste witten en de zwartste zwarten in een beeld, of de laagste en hoogste waarden van dichtheid en luminantie.

Hoger: Een volledig tonale zwart-wit gradiënt.

Voordat we er te diep op ingaan, beschouwen we een zwart-wit gradiënt: een vloeiende overgang van zwart naar wit met schijnbaar ontelbare grijstonen tussen de zwartste en witste waarden van de gradiënt. Probeer je nu, met die volledig tonale gradiënt in je hoofd, een vloeiende gradiënt voor te stellen die loopt van donkergrijs naar lichtgrijs. Het bereik van de grijstonen is veel beperkter zonder zwarte of witte punten en als zodanig is het dynamisch bereik korter. Een eenvoudiger manier om dit te herkennen is dat het contrast tussen de maximum- en minimumpunten op de schaal veel groter is op de zwart-wit gradiënt dan op de grijs-naar-grijs gradiënt. Dit contrastbereik, naast het grotere aantal tonen tussen minimum- en maximumwaarden, is een groter dynamisch bereik.

Hierboven: Een grijs-naar-grijs gradiënt heeft een korter dynamisch bereik.

Dit is belangrijk voor de fotografie, voornamelijk vanwege het feit dat onze opnamemedia, of ze nu een digitale sensor, filmrolletje, digitaal bestand of een afdruk zijn, niet hetzelfde dynamische bereik kunnen waarnemen als onze ogen kunnen. Hoe breed die toonschaal op je fotografische foto ook lijkt, hij wordt op de een of andere manier afgekapt en compenseert het gebrek aan een absolute waarde van wit of zwart. Een afgedrukte foto kan niet witter zijn dan het wit van het papier en niet donkerder dan de inkt op het papier. Op dezelfde manier kan een digitaal of filmbeeld slechts een beperkt aantal details registreren tussen de donkerste schaduwen van een scène en de helderste lichtpunten, en uiteindelijk zullen tonen aan het eind van deze schaal worden weergegeven als een effectief zwart of wit, eenvoudigweg omdat er niet genoeg detail beschikbaar is. Elk medium heeft zijn eigen dynamisch bereik, en vaak is het de bedoeling om het bereik van tonen tussen de maximum- en minimumwaarden uit te breiden om een beeld te creëren dat voller aanvoelt, vergelijkbaar met de gradiënt die loopt van zuiver zwart naar zuiver wit.

Dit vermogen om een groter bereik van tonen te produceren, of om een groter bereik van tonen beschikbaar te hebben tussen het zwart en wit van het medium, is wat wordt nagestreefd bij het vergelijken van het dynamisch bereik van verschillende camera’s, films, papier, of bijna elke soort beperking die wordt toegepast bij het maken van een foto.

In praktische zin wordt het dynamisch bereik het meest effectief gebruikt en zichtbaar bij het werken in scènes met veel inherent contrast. Opnamen met lichte elementen en schaduwen zijn het moeilijkst te fotograferen, omdat het onmogelijk is in beide gebieden van een beeld details vast te leggen, en vaak zal een compromis moeten worden gesloten om de schaduwen of de hoge lichten te controleren. Camera’s met een groter dynamisch bereik, gemeten in stops, zullen meer details behouden dan een camera met een kleiner dynamisch bereik. Als bijvoorbeeld een scène wordt gemeten met de hoge lichten op EV (belichtingswaarde) 12 en de schaduwen op EV 1, is er een verschil van 12 stops tussen de hoge lichten en de schaduwen en moet een camera met een dynamisch bereik van 12 stops worden gebruikt om in alle delen van de foto details vast te leggen zonder clipping (het onvermogen om details weer te geven omdat de belichtingswaarde buiten de opnamelimieten van het medium valt). Het komt zelden voor dat metingen van het dynamisch bereik van camera’s worden gegeven of volledig accuraat zijn; als algemene vuistregel kan echter worden aangenomen dat camera’s met grotere fotosites, of een grotere pixelgrootte of pixelafstand, de mogelijkheid zullen hebben om een groter dynamisch bereik op te nemen. Grotere sensoren en lagere resoluties kunnen een indicator zijn voor een groter fotospectrum: grotere sensoren bieden ruimte voor grotere fotosites, en sensoren met een lagere resolutie maken het mogelijk dat het fotospectrum groter is dan die met een hogere resolutie. Grotere fotosites maken het mogelijk om meer licht te verzamelen en vervolgens meer details en een hogere contrastverhouding op te nemen.

Hierboven: HDR-composietbeeld. Onder: Afzonderlijke foto’s die de compositie vormen.

Zonder verder de wetenschappelijke weg te bewandelen, zijn er enkele nuttige tips om het effectieve dynamische bereik van een beeld te vergroten, zodat u visueel het bereik van de tonen die u kunt vastleggen kunt uitbreiden en geen details in de hooglichten en schaduwen verliest.

Zoals eerst vermeld, is beeldmateriaal met een hoog dynamisch bereik (HDR) een techniek die velen gebruiken om meer detail in de hoge lichten en schaduwen van een scène te krijgen, dan wat met een enkele belichting kan worden vastgelegd. Als we het vorige voorbeeld als uitgangspunt nemen en een scène een belichtingswaardebereik van 12 stops heeft en u weet dat uw camera gemakkelijk een bereik van 10 stops kan opnemen, verliest u nu een stop aan details in zowel het hoge als het lage gebied, of twee stops in het ene of het andere gebied, afhankelijk van uw belichtingsvoorkeur. Om dit met HDR te compenseren, neemt u drie opeenvolgende opnamen met verschillende belichtingsinstellingen om ervoor te zorgen dat de details van de donkerste schaduwen en de helderste lichten worden opgenomen. Als je basisbelichting bijvoorbeeld f/5.6 bij 1/60-seconde is, neem je ook belichtingen op van f/5.6 bij 1/30-seconde en f/5.6 bij 1/125-seconde. In de nabewerking voegt u deze drie opnamen samen tot één beeld, waarbij u de schaduw van de 1/30-seconde-opname, de hoge lichten van de 1/125-seconde-opname en het gemiddelde van de middentonen van de drie opnamen neemt, zodat u een beeld krijgt met een belichtingsbereik van 12 stops.

Een andere, meer traditionele methode om de belichting te regelen en het dynamisch bereik te vergroten, is het gebruik van gegradueerde neutrale-densiteitsfilters. Dankzij het ontwerp van de graduele neutrale-densiteitsfilters, die populair zijn bij landschapsfotografen en fotografen die vaak grote delen van de hemel fotograferen, kunt u de schaduwrijke voorgrond van een scène volledig belichten zonder dat de heldere hemel volledig wit wordt. Het ontwerp van deze filters plaatst een deel van de neutrale dichtheid aan één rand van het filter, terwijl de andere helft volledig helder blijft. Vanaf hier neemt u uw belichting op zoals normaal voor de voorgrond en laat u de densiteit de hooglichten van de hemel controleren, waardoor u een beeld krijgt met een groter dynamisch bereik en volledige details in beide contrasterende gebieden van de scène.

Enkele andere praktische voorbeelden die vaak naar voren komen en betrekking hebben op dynamisch bereik zijn de termen Dmax en Dmin, en hoe deze betrekking hebben op scan- en afdruktoepassingen, evenals op film gebaseerde fotografie. Hoewel de termen ook van toepassing zijn op digitale fotografie, hebben ze vooral betrekking op het diepste meetbare zwartpunt van een afdruk, film of scan. Een voorbeeld van het vinden van de Dmax is het nemen van een stuk fotografisch papier, het blootstellen aan kamerlicht en ontwikkelen. Eenmaal ontwikkeld zal het papier volledig zwart zijn, en deze meetbare “zwartheid” is de Dmax voor het gegeven medium. Dmin is het tegenovergestelde, en is het meetbare gebied van het papier dat geen belichting heeft ondergaan (d.w.z. papierwit, of wat gewoonlijk wordt aangeduid als basis + mist). Dmax en Dmin zijn portmanteaus voor Density + Maximum of Density + Minimum, en hebben betrekking op de optische dichtheid die een medium kan registreren. In termen van digitaal wordt de Dmax-waarde gewoonlijk gegeven voor scanners en heeft betrekking op het donkerste gedeelte van een afdruk of film waaruit de scanner nog details kan halen, en hoe hoger het getal, hoe beter. Densiteitswaarden worden gemeten op een logaritmische schaal met een basis van 10, wat betekent dat een scanner met een Dmax van 3,0 (een contrastverhouding van 1000:1) 10 keer meer details kan opnemen dan een scanner met een Dmax van 2,0 (een contrastverhouding van 100:1).

Dit is vergelijkbaar met dynamisch bereik uitgedrukt in stops, waarbij belichtingswaarden rond 0 de Dmax van een scène vertegenwoordigen en EV’s van +15 betrekking hebben op de Dmin. Het verschil tussen deze twee waarden is in feite het dynamisch bereik; hoe groter het verschil, hoe groter het dynamisch bereik.

Alle foto’s © Tim Cooper

Dynamisch bereik is een aspect van fotografie dat vaak over het hoofd wordt gezien, vooral omdat het niet iets is dat gemakkelijk of altijd kan worden gecontroleerd. Vaak worden creatieve beslissingen genomen om de wens van een volledig gecontroleerd toonbereik te negeren om een high- of low-key esthetiek te bevoordelen, en aan de andere kant zijn veel fotografen zich zeer bewust van het schijnbare dynamische bereik en doen veel moeite om zoveel mogelijk stops en details in een beeld te comprimeren. Welke creatieve weg je ook kiest, een goed begrip van je camera, film of deelmedium stelt je in staat om binnen de grenzen van het dynamisch bereik te werken, of om alternatieven te zoeken om dit bereik uit te breiden.

Om een video van Tim Cooper te bekijken die HDR-fotografie bespreekt, klik hier. Voor een extra video van Cooper over realistische HDR-fotografie, klikt u hier.

Plaats een reactie