HDR – valoisampia kuvia

Kirjoittaja Sami, 28.7.2006

Auringonlasku pellolla Valo on valokuvaajan hyvä ystävä, mutta myös paha vihollinen. Jokainen valokuvausta harrastanut on varmasti jossain vaiheessa kiroillut tilannetta, jossa valokuvaan on mahdollista saada joko valoisa kohta tai varjoisa kohta, mutta ei molempia.

Sanotaan vaikka että olet valokuvaamassa kirkossa ja haluaisit ikuistaa kauniin lasimaalauksen jonka läpi aurinko paistaa kirkkaasti. Kun mittaat kamerallasi valotuksen lasimaalauksesta, ikkunan ympäristö näkyy mustana. Jos taas yrität saada näkyviin hieman kirkon sisätilojakin, ikkuna muuttuu valkoiseksi.

Tai kuvaat auringonlaskua. Pilvet ja taivas näyttävät kyllä kauniilta, mutta maanpinta, rakennukset ja puut ovat mustia varjoja. Ongelmana on digikameran rajoitettu dynamiikka: kamerassa käytetyn kennon suorituskyky ei riitä tallentamaan yhtäaikaisesti kirkasta auringonvaloa ja syviä varjoja.

Vaan eipä hätää – tämänkin asian voi kiertää. Voit ottaa valokuvia, joissa kirkkaat kohdat toistuvat kauniin valoisina, mutta varjojen yksityiskohdat ovat silti värikkäitä ja eloisia. Etkä tarvitse uutta kameraa! Lue lisää, niin tiedät miten…

Ratkaisu tähän on High Dynamic Range Imaging, eli HDRI. Tekniikka on yksinkertainen: suuria kontrasteja sisältävästä kohteesta otetaan useita kuvia, siten että yhdessä kuvassa kirkkaat kohdat ja toisessa kuvassa taas varjoisat kohdat valottuvat oikein. Lopuksi kuvat yhdistetään HDR-kuvaksi, joka sisältää kuvattavasta kohteesta niin kirkkaat kuin tummatkin kohdat.

HDR-kuvasta itsessään ei ole paljoa iloa, koska nykytietokoneiden monitorit eivät kykene näyttämään sitä. Kun kuvaa halutaan näyttää tietokoneen ruudulla, siitä valmistetaan tavallinen JPG-kuva käyttäen tekniikkaa nimeltään tone mapping.

Tone mappingissa kuvan kontrastia ja kirkkautta säädetään siten, että saadaan aikaan esityskelpoinen versio kuvasta. Siinä missä perinteisesti kuvan kontrastin ja kirkkauden muutokset vaikuttavat koko kuvaan, tone mappingissa niitä säädetäänkin eri määriä kuvan eri kohdille. Kirkkaimpia kohtia tummennetaan ja tummimpia kohtia kirkastetaan.

Ammattimaiset valokuvien käsittelijät ovat tehneet tätä jo pitkään käyttäen apuna kuvankäsittelyohjelmia, mutta nykykuvaajia hemmotellaan ohjelmilla, joilla tämä sujuu enemmän tai vähemmän automaattisesti. Tällaisia ovat mm. Photoshopin uusin versio (CS2) ja Photomatix.

Esimerkiksi Photomatixia käyttämällä HDR-kuvien ottaminen onkin melkoisen näppärää. Kohteesta otetaan ensin joukko kuvia käyttäen eri valotusarvoja. Useimmissa kameroissa tämän voi tehdä näppärimmin kytkemällä päälle toiminto nimeltään valotuksen haarukointi (exposure bracket).

Alla näet esimerkkinä kolme puutarhavajasta ottamaani kuvaa. Kytkin kamerassani valotuksen haarukoinnin päälle ja määrittelin haarukan laajuudeksi +/-2. Kun painoin laukaisinta, kamera otti peräkkäin kolme kuvaa:

Ensimmäinen kuva on normaali kuva, eli siinä valotuksen korjaus on 0. Aurinko porotti kuvaushetkellä täydeltä terältä, joten kuvan kontrasti on aikamoinen. Varjoista ei saa juuri selvää.


Seuraavaksi kamera nappasi selvästi alivalottuneen kuvan, eli valotuksen korjaus oli -2. Tässä kuvassa näkyvät hienosti sellaiset yksityiskohdat, joihin aurinko paistaa suoraan.
Sitten vielä yksi kuva, tällä kertaa ylivalottunut, korjauksella +2. Aiemmissa kuvissa varjoihin jääneet kohdat näkyvät nyt hyvin.
Latasin kuvat tietokoneelle, syötin ne Photomatix-ohjelmalle, joka yhdisti kuvat ja teki niistä HDR-kuvan. Sitä kuvaa on turha näyttää netissä, koska se ei näyttäisi tietokoneen ruudulla juuri miltään. Niinpä käynnistin Photomatixissa tone mapping -toiminnon joka teki HDR-kuvasta tavallisen JPG-kuvan.Siinä kolmen otetun kuvan kirkkaat ja tummat kohdat yhdistettiin niin, että tuloksena oli erinomaisesti valottunut puutarhakuva:

(Kokeile klikata kuvaa isommaksi)

HDR-kuvia ottaessa on tärkeää, että jokainen osakuva on otettu kameraa liikuttamatta. Käytännössä kannattaa siis käyttää jalustaa, jos vain mahdollista. HDR:iä kokoavat ohjelmat osaavat hienosäätää kuvien sijaintia toisiinsa nähden, joten kirkkaalla säällä kuvia voi kokeilla ottaa käsivaraltakin. Erilaiset liikkuvat kohteet ovat kuitenkin myrkkyä HDR-kuville, sillä ohjelma ei osaa yhdistää sellaisia osia jotka ovat liikkuneet kuvien ottamisen välillä. Jopa tuulessa värisevät puiden lehdet saattavat aiheuttaa epätarkkuutta.

Jo kolmella kuvalla saa hyviä tuloksia aikaiseksi. Jos haluat kuviisi poikkeuksellisen suuren dynamiikan (ja kamerassasi on käytössä käsinsäätö valotukselle), voit ottaa kuvia enemmänkin. Esimerkiksi HDR-yökuva, joka sisältää sekä öisiä pilvenhuntuja että kirkkaita katuvaloja saattaa koostua viidestä kuvasta, joista ensimmäisen valotusaika on 1/1000 ja viimeisen 15 sekuntia.

HDR-tekniikkaa käyttämällä on mahdollista valmistaa kuvia, joiden kontrasti on suorastaan luonnoton. Selailemalla netistä erilaisia HDR-kuvagallerioita voi nähdä mitä erilaisimpia kokeiluja, joita katsomalla saa suorastaan päänsä kipeäksi :-) Jos haluat tehdä luonnollisen näköisiä kuvia, kannattaakin muistaa että valokuva tarvitsee kontrastia ollakseen hyvännäköinen.

Mutta hienojakin tuloksia on mahdollista saada aikaiseksi. Kuvat sisätiloista, joihin tulvii ikkunasta auringonvaloa ovat entistä helpompia. Maisemakuvat kirkkaan taivaan alla, täysikuu pilvisellä säällä, räikeässä auringonpaisteessa otetut kuvat… mahdollisuuksia on monia.

Jos haluat katsella lisää HDR-tekniikalla otettuja kuvia, lähde liikkeelle esimerkiksi Flickrin HDR-ryhmästä. Sieltä löydät niin hienoja kuin huonojakin esimerkkejä.

Photoshopin ja Photomatixin lisäksi tarjolla on joitain muitakin ohjelmia HDR-kuvien tekemiseen – kokeile esimerkiksi HDRShopia tai HDRIE:tä (open source). Vinkkejä muista soveltuvista ohjelmista voi jättää esimerkiksi tämän jutun kommentteihin.

    Jutussa “HDR – valoisampia kuvia” on 35 kommenttia:

    • Pauli says:

      Ei, HDR-kuvia ei todellakaan voi tehdä yhdestä kuvasta, oli sitten kysymyksessä RAW-kuva tai mikä tahansa muu LDR (Low Dynamic Range) kuva.

      Ei sitä olematonta informaatiota voi tyhjästä taikoa. Ne osat kuvasta, jotka ovat puhki palaneet, pysyvät puhki palaneina, vaikka vääristäisit kuvaa miten. Samoin mustiin kohtiin, jotka sisältävät pelkkää nolllaa, ei yksityiskohtia tule näkyviin millään taikakonstilla.

      Alkuperäisessä artikkelissa kerrottiin aivan oikein, että HDR tarkoittaa laajaa dynamiikka-aluetta (siis laajempaa kuin mitä digikamera tai filmi pystyy tallentamaan), että HDR-kuvien tuottamiseksi tavallisella kameralla tarvitaan monta eri valotuksilla otettua kuvaa, ja että HDR-kuvaa ei voi katsella tavallisella monitorilla (siis niin, että se näkyisi HDR:nä).

      Nyt sitten jotkut tietämättömät alkavat taas tuputtaa sitä viime aikoina yleistynyttä harhaluuloa, että HDR tarkoittaisikin jotain “efektiä”, värien vääristämistä luonnottomaksi. Ja että HDR-kuvia muka voisi tuottaa yhdestä kuvasta. Tai jopa, että kuva muuttuisi HDR-kuvaksi, kun tummia osia vaalennetaan ja vaaleita tummennetaan.

      Jos kuvassa vaaleita osia tummennetaan ja tummia osia vaalennetaan, niin sillä ei todellakaan ole yhtään mitään tekemistä HDR:n kanssa. Päin vastoin. Siinähän dynamiikkaa pienennetään, eli mennään täsmälleen päinvastaiseen suuntaan.

    • pnu says:

      RAW taitaa jo itsessään olla HigherthanjpgsDynamicRange ;)?

    • Sami says:

      Väitän edelleen, että myös myös RAW-kuvasta voi tehdä HDR-kuvan. RAW-kuvassa on enemmän dynamiikkaa kuin pelkässä JPG-kuvassa, mutta _ei kovin paljoa enempää_!

      Tässä on se ero. Jos vertaillaan vierekkäin RAW-kuvasta tehtyä HDR-kuvaa, tai useasta eri valotuksella otetusta kuvasta tehtyä HDR-kuvaa, jälkimmäisessä on paljon enemmän kuvainformaatiota.

      Aivan kuten Pauli yllä kertoi, HDR-kuvia eivät ole sellaiset kuvat, joissa tummia kohtia on vaalennettu ja vaaleita tummennettu, ilman että kuvaan on tullut lisää kuvainformaatiota. Eli esimerkiksi yhdestä JPG-kuvasta tehdyt muokkaukset.

    • Tany says:

      Olen tehnyt scannatuista dioista ja RAW-kuvista HDR-kuvia. Parhammillaan saa ruudulleen samankaltaisia kuvia kuin hyvin valotettu dia, mustat on auki ja eikä valkoinen ole palanut puhki. Kuviin tulee jonkinasteista kolmiulotteisuutta. Mistähän kannattaisi tilata se maksullinen Photomatix? Noita leimoja on hankala poistaa.

    • Mukava nähdä suomalaista tekstiä HDR-valokuvauksesta. HDR-kuvaa ei voi tehdä yhdestä jpg- tai raw-kuvasta. Ainakaan jos puhutaan HDR-kuvasta sen kirjaimellisessa merkityksessä. Tuntuu siltä, että Internetissä termiä käytetään valitettavan usein väärin. Täältä saa selvennystä siihen, mitä HDR-kuvaus oikeastaan on.

    • Olen vihdoin ymmärtänyt, mistä HDR-kuvauksessa on kyse. Muinoin ennen mietiskelin tiettyjä asioita jopa liikakkin, mutta koskaan en saanut taltioitaua lähellä olevaa kuvainformaatiota silloin, kun taivas säkenöi kirrkkaanna. Luojan kiitos, internet ja “neuvonantajat” ovat keksityt.

    • Jouni says:

      HDR-kuvien tekoon suosittelen ilmaista ja vapaata Qtpfsqui:ta:
      http://qtpfsgui.sourceforge.net/

      Kuvien kohdistuksessa em. ohjelma käyttää Hugin:ia, joka on myös vapaa:
      http://hugin.sourceforge.net/

    • Riinu says:

      Mitenkäs jos ei ole vuosi sitten kuullutkaan koko HDR:stä ja haluaisi tehdä yhdestä (1) jpg-kuvasta HDR kuvan?
      Onnistuuko niin, että kopioi kuvan (2-5 kuvaa alkuperäisen lisäksi), “valottaa” niitä sitten vaikka photarilla ja niistä HDR-kuva?

      Tipsejä?

    • Sami says:

      Riinu: voithan tietysti kokeilla tuota, mutta siitä ei ole mitään hyötyä. Tuloksena saamasi kuva on vain huonompilaatuinen kuin alkuperäinen eikä se ole mikään HDR-kuva. Samaan tulokseen pääset kun “valotat” sitä alkuperäistä kuvaa Photoshopilla, vaikka eri määriä eri kohdista.

    • Ohenoja says:

      Mitenkäs kun minulla on photoshopissa tone mapping plugin niin pitääkö plugia käyttää ennen 32 bittisen kuvan muuttamista 16 tai 8 bittiseksi vai käytetäänkö sitä sen jälkeen kun hdr kuva on muutettu 16 bittiseksi ja kurveja säädetty? Kiinnostaisi tuo järjestys vähän

    • Salmaz says:

      Moikka. Tosi hyvä arikkeli. Kokeilin ohjeillasi ja ihan hauskaa jälkeä tuli. Vaatii kuitenkin vielä harjoittelua.

      Kiitos vielä.

    • Marjut says:

      Olipa hyvin selitetty tuo HDR-kuva/kuvaus. Katselin ensin Wikipediasta, enkä ymmärtänyt mitään. Joten kiitos kovasti! Heti kokeilemaan, kun kerta kaikki tarvittava laitteistokin löytyy. :)

    • LMK says:

      Pauli vuodelta 2008 vois vetää roskiksen päähänsä ja painua helvettiin :)
      HDR-kuvia VOI tehdä yhdestä kuvasta. Dynamiikat _ovat_ kuvassa, vain ammattilainen saa ne esiin. Joten opettele ensin, ennen kuin alat itkemään :p

    • jANI says:

      Haloo LMK

      Et todellakaan saa samaa aikaiseksi yhdestä kuvasta mitä saat useammasta eri valotuksella otetusta kuvasta.Se mikä on palanut puhki on menetetty samoin täysin musta,et ilmeisesti tunne digikamera mittaa valotusta,vaikken itse ole mikään ammattilainen tiedän ja olen vastikään lukenut kirjallisuutta asiasta,esim Scott Kelby Digikuvaus voisi olla hyvä opus sinullekkin.

      Aina opitaan lisää eiks je.

      Jani

    • Akseli says:

      Terve! Usein sekoitetaan termit HDR ja tonemapping. HDR on sitä, että tehdään useammasta eri valotuksella otetusta fotosta yksi kuva. Tälle HDR-kuvalle voidaan sitten tehdä erilaisia asioita, kuten käsitellään se tonemapping-tekniikalla, jolloin se juuri tehty HDR-kuva voidaan näyttää tavallisilla monitoreilla. HDR-kuvat ilman tonemappingia normaalilla monitorilla näyttävät huonoilta. Kaikki HDR-kuvat eivät siis ole tonemapattuja ja kaikki tonemapatut kuvat eivät ole HDR-kuvia. Tonemappingia voi laittaa mihin tahansa kuvaan, vaikka yhteen JPG-kuvaan joka on suoraan kamerasta otettu. Mm. Photomatix-ohjelma handlaa nämä molemmat, eli useamman eri valotuksella otetun kuvan HDR-kuvaksi parsimisen sekä sen tonemappauksen. Molemmat siis vaaditaan, jos halutaan näyttää laadukas HDR-kuva tavallisella tietokoneen monitorilla. Itsekin nämä tekniikat joskus sekoitin, mutta asia on nyt selvinnyt :)

Kirjoita kommentti


Tämä linkki on ansa roskapostittajille.