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:

    • oopa says:

      Pari iltaa olen pakertanut… kivaa on ollut:

      HDR-kuvia

    • Jarno Sointusalo says:

      Ööh… miten sen nyt sanoisi. Tuo vajakuva on näyttävä, oudolla tavalla kiehtova, muttei lainkaan luonnollinen. Se näyttää oikeastaan piirrokselta.

      Useimmat HDR-kuvat näyttävät olevan piirretyn tai maalatun näköisiä. Tuntuu siltä kuin selailisi muutaman vuosikymmenen takaista biologian oppikirjaa… Paljon pikkutarkkoja yksityiskohtia ja värejä, tarkat mittasuhteet ja kontrasti hölynpölyä.

    • Sami says:

      Jarno: näin juuri. Kontrastihan noissa kuvissa nimenomaan ei ole luonnollinen ja jos kuvaa käsittelee rajusti, se nimenomaan alkaa näyttää maalaukselta.

      Mutta toisaalta, ihmissilmä sopeutuu suuriinkin kirkkausvaihteluihin nopeasti, jolloin aitoa kohdetta tulee havainnoitua vähän samalla tavalla kuin HDR-kuvaa: yksityiskohtia näkee paljon.

      Monet HDR-kuvat ovat useimmiten parhaimmillaan isokokoisina niin että ne täyttävät mahdollisimman paljon näkökenttää. Ja toisinpäin: thumbnaileina useimmat HDR-kuvat näyttävät suorastaan kamalilta.

    • pni says:

      “HDR-kuvasta itsessään ei ole paljoa iloa, koska nykytietokoneiden monitorit eivät kykene näyttämään sitä. ”

      Ja HDR-kuvia tehdään siksi että? Niistä voidaan tehdä JPG joka ei siis ole yhtä mahtava kuin se jota ei voi nykymonitoreilla näyttää? Ja nämä HDR-kuvat joita ei kannata monitorilla katsoa, siis valmistetaan niin että kuvaa katsotaan juuri siltä monitorilta joka ei voi toistaa HDR-kuvaa?

      Olen hiukan hämmentynyt.

      HDR:n idea on hyvä. Mutta ei suinkaan uusi, duo- ja triotone painon periaate on sama. Useammalla kuvalla kasvatetaan sävyalaa suuremmaksi kuin mihin yksi kuva yksinään pystyy.

      Painojäljestä eron oikeasti näkee. Mutta mitenkäs näistä HDR-kuvista pystyy sitten nauttimaan jos monitori ei kykene niitä toistamaan? Tulostaminen tavallisella mustesuihkuvehkeellä ei liene järkevä vaihtoehto. Tavallisen neliväripainon sävyala on pienempi kuin mihin RGB-kykenee, eli perin heikko.

      Mikä on oikea tapa nauttia HDR-kuvista?

    • Anu says:

      pni, Oikea Tapa voisi olla niiden käyttäminen varsinaisen kuvankäsittelyn pohjana – hrd-kuvahan on tavallaan kuvanraakile, jossa on riittävästi materiaalia voimakkaaseenkin käsittelyyn ja koska siitä puuttuu kontrasti, valon suunnan ja voimakkuuden voi päättää vasta käsitellessään kuvaa.

      Toinen tapa on tietysti nauttia siitä kiihottavasta ajatuksesta, että hdr-kuva on hienompi kuin tavallinen valokuva, vaikkei sitä voikaan nähdä. :)

    • Sunky says:

      pni, tässä tapauksessa korkea dynamiikka viitannee kameran luonnollisen dynaamisen alueen laajentamiseen. Tämä sitten kutistetaan sRGB-avaruuteen.

      Henkilökohtaisena mielipiteenäni monet HDR-kuvat ovat hienoja ja tyylikkäitä – lähinnä kun efektiä käytetään hyvällä maulla. Aivan kuten miss maailma-kilpailuissa, flickrissäkin törmää useimmiten aivan “överiksi” vedettyihin parinkymmenen valotuksen megaruttuihin, jotka niittävät “nice picture!”-kommenttia.

      Makua mukaan, kiitos

    • Timo says:

      Kerran tuli tuota kokeiltua PSP:llä tälläisen selkeän ohjeen pohjalta http://tinyurl.com/lkvdg mutta jäi siihen kun vaatisi ensin kuvan ottovaiheessa aikaa virittää jalusta ja kameraan se valotushaarukointiasetus päälle ja sitten kotona vielä erikseen käsitellä kuvat… Joten yleensä tulee valittua haluanko kuvaan selväksi sen kirkkaan vai tumman osan ja tähtään valotuksen sinne valittuun.

    • Sami says:

      pni: Tällaista harrastelevaa ja kokeilevaa kuvaajaa kiehtoo HDR-tekniikassa mahdollisuus saada aikaiseksi sellaisia JPG-kuvia joita kamerallaan olisi muuten vaikeaa ellei mahdotonta tuottaa.

      Itse HDR-kuvat ovat silloin pelkkä välivaihe ja pääosassa ovat tekniikalla tuotetut JPG-kuvat. Tavallinen kuluttaja voi nauttia itse HDR-kuvista ehkä lähinnä Anun mainitsemalla tavalla.

      Mutta luulen että tämän tiesitkin jo :-)

      Photomatix-ohjelma muuten sisältää toiminnon, jolla HDR-kuvaa voi katsoa pieni osa kerrallaan, ikään kuin luupin läpi. Sillä voi lähinnä todeta sen, onnistuiko kuvan generointi.

      Oikeat Ammattilaiset varmasti tekevät asioita tavallaan, enkä usko että tämä juttu tarjoaa heille mitään sellaista mitä he eivät jo tietäisi ja osaisi tehdä paljon paremmin.

    • pni says:

      Kunhan nyt vain ihmettelin. Olettekos muuten lukeneet Modern HDR photography, a how-to or Saturday morning relaxation?

    • Sami says:

      pni: Enpäs ollut törmännyt tuohon linkkiin aiemmin. Näyttää mainiolta kuvaukselta siitä mitä HDR-kuvaus on, ja muustakin. Esimerkkikuvat ovat hienoja.

    • Henri says:

      HDR-kuvien kanssa kikkailu on ihan kivaa puuhaa. Omissa kokeiluissani olen kylla huomannut, etta yoaikaan otettuihin kuviin tulee miellyttavampi, eika aivan niin epatodellinen tunnelma.

      Tassa muutama Helsingin Suurkirkon liepeilla viime talvena otettu testi:
      http://www.flickr.com/photos/henriblock/93571360/
      http://www.flickr.com/photos/henriblock/91724421/

    • jyrik says:

      Sunkyn kanssa olen samaa mieltä että monen HDR-kuvan ongelma on se että efekti on vedetty aivan överiksi. Makuasiahan tämä, mutta itseäni miellyttää hdr-kuvista eniten hieman hillitymmät käsittelyt. Sellaiset, joita ei välttämättä heti edes tajua hdr:ksi. Minulle hdr on tapa jäljitellä ihmisen näköaistia, joka mainitusti kykenee erottelemaan laajemman valoisuuseron kuin digikenno. Se mikä on överiä ja mikä sopivissa määrin on joskus veteen piirretty viiva. Omia kuviakin joskus jälkikäteen katselee ja miettii että meniköhän pitkäksi tai olisikohan voinut vielä pusertaa.

      Lisäksi monet hdr-käsittelijät keskittyvät mielestäni liiaksi pelkästään valööriin (tummuusaste), kun olisi kenties hyväksi huomioida myös värikylläisyysaste. Sitäkin voi ja kannattaa muokata kuvan eri alueilla eikä vain säätää saturaatio kerralla koko kuvalle. Nyt monessa hdr-kuvassa osa kuvasta on harmahtava ja toisaalla näkymä on värikylläinen.

      HDR-kuvaan ei välttämättä tarvita useampaa valotusta. Yhdestäkin valotuksesta voi nostattaa valoisammaksi osia ja tummentaa toisia. En sitten tiedä onko tuo tekniikka puritaanien mielestä oikeaa hdr:ää mutta päämäärähän on aivan sama. Ja mustavalkopimiöissähän tätä on harrastettu jo valokuvauksen alkuajoista.

      Tässä muutama oma hdr, jotka on tehty yhdestä JPG-valotuksesta:
      http://www.luonnoskirja.net/index.php?showimage=100
      http://www.luonnoskirja.net/index.php?showimage=110

    • Markku says:

      Kokeilimpa näitä HDR kuvai, koska haluan kuvata usein ilman salamaa. Kokeilujen päätteeksi löysin Photoshop Elements 5.0 ohjelmasta vaalenna tummia ja tummenna vaaleita. Sain lähes samanlaista jälkeä kuin Photomatrix ohjelmalla.

    • nahjus says:

      Open Source HDR-sovellus nimeltään Qtpfsgui löytyy osoitteesta

      http://qtpfsgui.sourceforge.net/

      Luultavasti tämän hetken paras HDR-softa.
      Versiot löytyy Windowsille, Macille ja Linuxille

      Kannattaa tutustua.

    • Andreas says:

      Hyvä kirjoitus tuli hieman selväksi mikä se hdr kuva on.
      Kiitos.

    • mm says:

      Mites paint shop prolla onnistuu nää HDR:t? Tota englanninkielist en ymmärrä..

    • Sami says:

      Eipä taida Paint Shop Pro:lla onnistua, ainakaan minun tietojeni mukaan.

    • mauno says:

      olen nähnyt hdr-kuvia jotka on otettu ihmisistä tai muista liikkuvista kohteista. miten näiden hdr-kuvaaminen on mahdollista?

    • Sami says:

      mauno: luulen että kyseessä on se, että HDR-kuvia voi tehdä myös RAW-kuvista. RAW-kuvia voi ottaa tietyillä kameroilla, yleensä digijärjestelmäkameroilla, ja ne ovat tiedostoja jotka sisältävät kaiken mahdollisen kameran kennon rekisteröimän tiedon. Ikäänkuin digitaalisia negatiiveja siis. Kameran kenno rekisteröi yleensä enemmän valoisuusarvoja kuin mitä lopullisessa jpeg-kuvassa käytetään ja siksi RAW-kuvasta voi tehdä HDR-kuvan.

    • Samu-Erkki says:

      Kiitos mainiosta vinkistä! Olen aivan hämmennyksestä sekaisin, kun joku näin juurta jaksain selvittää miten joku juttu toimii ja vielä suomeksi! Kiitos ja kumarrus ja nyt kikkailemaan :)

Kirjoita kommentti


Tämä linkki on ansa roskapostittajille.