Dynamiskt omfång förklarat

När termen ”dynamiskt omfång” nämns tänker många snabbt på HDR, eller ”High Dynamic Range”. Eftersom denna term, och teknik, är så populär inom fotovärlden, är det sällan man funderar över vad dynamiskt omfång egentligen är, än mindre varför man vill att det ska vara ”högt”. I korthet beskriver dynamiskt omfång måttet mellan maximala och minimala värden. Även om det inte är specifikt för fotografi kan vi i den här artikeln om dynamiskt omfång i fotografi tolka dynamiskt omfång som måttet mellan de vitaste vita och de svartaste svarta i en bild, eller de lägsta och högsta värdena för densitet och luminans.

Ovanför: En helt tonal gradient från svart till vitt.

För att gå för djupt in i det hela kan man tänka på en svart-vit gradient: en jämn övergång från svart till vitt med till synes otaliga gråtoner mellan gradientens svartaste och vitaste värden. Försök nu, med denna helt tonala gradient i ditt huvud, att föreställa dig en jämn gradient som går från mörkgrått till ljusgrått. Gråtonernas omfång är mycket mer begränsat utan svarta och vita punkter och därmed är det dynamiska området kortare. Ett enklare sätt att inse detta är att kontrasten mellan de maximala och minimala punkterna på skalan är mycket större på den svartvita gradienten än på gravitationen från grått till grått. Detta kontrastområde, utöver det större antalet toner mellan minimi- och maximivärden, är ett högre dynamiskt område.

Ovanför: En gray-to-gray gradient har ett kortare dynamiskt område.

Detta är viktigt för fotografering, främst på grund av att våra inspelningsmedier, oavsett om de är en digital sensor, filmrulle, digital fil eller en utskrift, inte kan uppfatta samma dynamiska omfång som våra ögon kan. Oavsett hur bred den tonala skalan ser ut på din fotografiska bild, så avkortas den på något sätt och kompenserar för avsaknaden av ett absolut värde av vitt eller svart. Ett tryckt fotografi kan inte vara vitare än papprets vitt eller mörkare än bläcket på pappret. På samma sätt kan en digital eller filmbaserad bild bara registrera en viss mängd detaljer mellan de mörkaste skuggorna i en scen och de ljusaste ljuspunkterna, och så småningom kommer toner i slutet av denna skala att återges som ett effektivt svart eller vitt, helt enkelt för att det inte finns tillräckligt med detaljer. Varje medium har sitt eget dynamiska omfång, och ofta är målet att utöka tonerna mellan de maximala och minimala värdena för att skapa en mer fyllig bild, liknande den gradient som går från ren svart till ren vit.

Denna förmåga att producera ett större utbud av toner, eller att ha ett större utbud av tillgängliga toner mellan mediets svart och vitt, är det som eftersträvas när man jämför det dynamiska omfånget hos olika kameror, filmer, papper eller nästan alla typer av begränsningar som tillämpas när man gör ett fotografi.

I praktisk mening används det dynamiska omfånget mest effektivt och är mest uppenbart när man arbetar i scener med en stor inneboende kontrast. Situationer där det finns ljusa element och skuggor är de svåraste att fotografera, på grund av oförmågan att registrera detaljer i båda regionerna av en bild, och ofta måste en kompromiss göras för att kontrollera skuggorna eller ljuspunkterna. Kameror med ett större dynamiskt omfång, mätt i stop, behåller detaljerna i större utsträckning än en kamera med ett mindre dynamiskt omfång. Om till exempel en scen mäts med högdagrar på EV (exponeringsvärde) 12 och skuggor på EV 1, finns det en skillnad på 12 steg mellan högdagrar och skuggor, och en kamera med ett dynamiskt omfång på 12 steg måste användas för att registrera detaljer i alla delar av bilden utan att det uppstår clipping (oförmåga att återge detaljer på grund av att exponeringsvärdet överskrider mediets inspelningsbegränsningar). Det är sällan som kamerornas dynamiska omfång mäts eller är helt exakta, men som en allmän tumregel kan man anta att kameror med större fotositer eller större pixelstorlek eller pixelavstånd kommer att ha möjlighet att registrera ett större dynamiskt omfång. Större sensorer och lägre upplösningar kan vara en indikator på en större fotosite: större sensorer har plats för större fotositer, och sensorer med lägre upplösning gör det möjligt för fotositen att vara större än sensorer med högre upplösning. Större fotositer gör det möjligt att samla in mer ljus och följaktligen kan fler detaljer och ett högre kontrastförhållande registreras.

Ovan: HDR-kompositbild. Nedan: Separata foton som skapar sammansättningen.

Och utan att gå längre ner på den vetenskapliga vägen finns det några användbara tips för att utöka det effektiva dynamiska omfånget i en bild för att visuellt utöka det utbud av toner som du kan registrera och undvika att förlora detaljer i ljuspunkter och skuggor.

Som först nämnts är HDR-bilder (High Dynamic Range) en teknik som många använder för att få större detaljer i höjdpunkterna och skuggorna i en scen, utöver vad en enda exponering kan registrera. Om du använder det tidigare exemplet som utgångspunkt och en scen har ett exponeringsvärde på 12 steg och du vet att din kamera bekvämt kan registrera ett intervall på 10 steg, förlorar du nu en steg av detaljrikedom i både de höga och låga regionerna, eller två steg i den ena eller den andra regionen, beroende på din exponeringsinriktning. För att kompensera detta med hjälp av HDR skulle du spela in tre sekventiella exponeringar med olika exponeringsinställningar för att se till att detaljerna i de mörkaste skuggorna och de ljusaste ljuspunkterna registreras. Om din basexponering till exempel är f/5,6 vid 1/60 sekund, skulle du också spela in exponeringar av f/5,6 vid 1/30 sekund och f/5,6 vid 1/125 sekund. I efterproduktionen skulle du sedan slå ihop dessa tre bilder till en enda bild, ta skuggdetaljerna från exponeringen på 1/30 sekund, högdagrarna från exponeringen på 1/125 sekund och medelvärdesbilda mellantonerna mellan de tre exponeringarna för att effektivt producera en bild med ett 12-stegs intervall av exponeringsvärden.

En alternativ och mer traditionell metod för att kontrollera exponeringen och förlänga det dynamiska omfånget är genom att använda graderade neutraltäthetsfilter. Det graderade neutrala täthetsfiltret är populärt bland landskapsfotografer och de som ofta fotograferar stora himlavalv, och dess utformning gör det möjligt för dig att få full exponering på den skuggade förgrunden i en scen utan att den ljusa himlen blir helt vit. Konstruktionen av dessa filter placerar en del av den neutrala densiteten i ena kanten av filtret medan den återstående halvan är helt klar. Härifrån registrerar du din exponering som normalt för förgrunden och låter densiteten styra ljuspunkterna på himlen, vilket ger dig en resulterande bild med ett ökat dynamiskt omfång och full detaljrikedom i båda de kontrasterande områdena i scenen.

Några andra praktiska exempel som ofta dyker upp och som relaterar till det dynamiska omfånget är termerna Dmax och Dmin och hur de relaterar till skanning- och utskriftstillämpningar, liksom till filmbaserad fotografering. Även om termerna även är tillämpliga på digitalfotografering, avser de främst den djupaste mätbara svarta punkten i en utskrift, film eller skanning. Ett exempel på hur man hittar Dmax är att ta ett fotopapper, exponera det för rumsljus och framkalla det. När pappret är framkallat blir det helt svart, och denna mätbara ”svärta” är Dmax för det givna mediet. Dmin är motsatsen och är den mätbara ytan av pappret som inte har exponerats (dvs. det vita pappret, eller vad som vanligen kallas base+fog). Dmax och Dmin är portmanteaus för Density + Maximum eller Density + Minimum och avser den optiska densitet som ett medium kan registrera. När det gäller digitalt material anges Dmax-värdet vanligen för skannrar och avser den mörkaste delen av ett tryck eller en film som skannern fortfarande kan återge detaljer från, och ju högre siffra, desto bättre. Densitetsvärden mäts i en logaritmisk skala med basen 10, vilket innebär att en skanner med ett Dmax-värde på 3,0 (ett kontrastförhållande på 1000:1) kan registrera 10 gånger fler detaljer än en skanner med ett Dmax-värde på 2,0 (ett kontrastförhållande på 100:1).

Det här liknar det dynamiska omfånget uttryckt i stop, där exponeringsvärden kring 0 representerar en scens Dmax och EVs på +15 relaterar till Dmin. Skillnaden mellan dessa två värden är i praktiken det dynamiska omfånget, och ju större skillnaden är, desto längre dynamiskt omfång.

Alla bilder © Tim Cooper

Dynamiskt omfång är en ofta förbisedd aspekt av fotografering, främst på grund av att det inte är något som är lätt eller alltid möjligt att kontrollera. Ofta fattas kreativa beslut för att förneka önskan om att ha ett fullt kontrollerat utbud av toner för att gynna en hög- eller lågmäld estetik, och å andra sidan är många fotografer mycket medvetna om det skenbara dynamiska omfånget och går igenom stora ansträngningar för att komprimera så många steg och så många detaljer som möjligt i en bild. Oavsett vilken kreativ väg man väljer, kan man genom att förstå sin kamera, film eller delningsmedium arbeta inom dess dynamiska gränser eller söka alternativ för att utöka detta område.

För att se en video med Tim Cooper som diskuterar HDR-fotografering, klicka här. För ytterligare en video där Cooper diskuterar realistisk HDR-fotografering, klicka här.

Lämna en kommentar