✖


Jump to content

Съемка HDR с мультиэкспозицией

Изображение церкви Св. Кентигерна в Блэкпуле , Ланкашир, Англия, с тональной компрессией и высоким динамическим диапазоном (HDR).

В фотографии и видеосъемке изображения HDR-захват с несколькими экспозициями — это метод, который создает с высоким динамическим диапазоном (HDR) (или изображения с расширенным динамическим диапазоном ) путем съемки и комбинирования нескольких экспозиций одного и того же объекта с разной экспозицией . Объединение нескольких изображений таким образом приводит к получению изображения с более широким динамическим диапазоном, чем это было бы возможно при съемке одного единственного изображения. Эту технику также можно использовать для захвата видео, делая и комбинируя несколько экспозиций для каждого кадра видео. Термин «HDR» часто используется для обозначения процесса создания изображений HDR из нескольких экспозиций. Многие смартфоны имеют автоматизированную функцию HDR, которая использует методы вычислительной обработки изображений для захвата и объединения нескольких экспозиций.

Одно изображение, снятое камерой, обеспечивает ограниченный диапазон яркости , присущий среде, будь то цифровой датчик или пленка. За пределами этого диапазона тональная информация теряется и никакие особенности не видны; тона, выходящие за пределы диапазона, «выгорают» и кажутся чисто белыми в более ярких областях, тогда как тона, выходящие за пределы диапазона, «раздавливаются» и кажутся чисто черными в более темных областях. Соотношение между максимальным и минимальным значениями тонов, которые могут быть зафиксированы в одном изображении, известно как динамический диапазон . В фотографии динамический диапазон измеряется в разностях значений экспозиции (EV), также известных как стопы .

Реакция человеческого глаза на свет нелинейна: уменьшение вдвое уровня освещенности не уменьшает вдвое воспринимаемую яркость пространства, а лишь делает его немного тусклее. Для большинства уровней освещенности отклик примерно логарифмический . [1] [2] Человеческие глаза довольно быстро адаптируются к изменениям уровня освещенности . Таким образом, HDR может создавать изображения, которые больше похожи на то, что видит человек, глядя на объект.

Этот метод можно применять для создания изображений, которые сохраняют локальный контраст для естественной визуализации или преувеличивают локальный контраст для художественного эффекта. HDR полезен для записи многих сцен реального мира, содержащих более широкий диапазон яркости, чем может быть запечатлен напрямую, обычно как яркий, прямой солнечный свет, так и глубокие тени. [3] [4] [5] [6] Из-за ограничений контрастности печати и дисплея расширенный динамический диапазон изображений HDR необходимо сжимать до диапазона, который может отображаться. Метод рендеринга изображения с расширенным динамическим диапазоном на стандартный монитор или печатающее устройство называется тональной компрессией ; он уменьшает общий контраст изображения HDR, чтобы его можно было отображать на устройствах или отпечатках с более низким динамическим диапазоном.

Преимущества

[ редактировать ]

Одна из целей HDR — представить диапазон яркости, аналогичный тому, который воспринимается зрительной системой человека . Человеческий глаз посредством нелинейной реакции, адаптации радужной оболочки и других методов постоянно приспосабливается к широкому диапазону яркости, присутствующей в окружающей среде. Мозг постоянно интерпретирует эту информацию, чтобы зритель мог видеть в широком диапазоне условий освещенности.

Динамические диапазоны обычных устройств
Устройство Остановки Коэффициент контрастности
Одиночное воздействие
Человеческий глаз: близкие предметы 0 7.5 00 150...200
Человеческий глаз: угловое разделение 4° 13 0 8000...10000
Человеческий глаз (статический) 10...14  [7] 0 1000...15000
Негативная пленка ( Kodak VISION3 ) 13  [8] 0 8000
Камера 1/1,7 дюйма ( Nikon Coolpix P340) 11.9  [9] 0 3800
1-дюймовая камера ( Canon PowerShot G7 X ) 12.7  [9] 0 6600
Цифровая зеркальная камера с углом обзора четыре трети ( Panasonic Lumix DC-GH5 ) 13.0  [9] 0 8200
DSLR-камера APS ( Nikon D7200 ) 14.6  [9] 24800
Полнокадровая зеркальная камера ( Nikon D810 ) 14.8  [9] 28500

Большинство камер ограничены гораздо более узким диапазоном значений экспозиции в пределах одного изображения из-за динамического диапазона записывающей среды. Благодаря ограниченному динамическому диапазону тональные различия можно уловить только в пределах определенного диапазона яркости. За пределами этого диапазона невозможно различить никакие детали: когда фиксируемый тон превышает диапазон в ярких областях, эти тона отображаются как чисто белые, а когда фиксируемый тон не соответствует минимальному порогу, эти тона отображаются как чисто черные. Изображения, снятые камерами без поддержки HDR и имеющими ограниченный диапазон экспозиции (низкий динамический диапазон, LDR), могут терять детализацию в светлых и темных участках .

Современные CMOS- датчики изображения имеют улучшенный динамический диапазон и часто могут захватывать более широкий диапазон тонов за одну экспозицию. [10] уменьшение необходимости выполнять HDR с мультиэкспозицией. Негативы и слайды цветной пленки состоят из нескольких слоев пленки, которые по-разному реагируют на свет. Оригинальная пленка (особенно негативы по сравнению с диапозитивами или слайдами) имеет очень широкий динамический диапазон (порядка 8 для негативов и от 4 до 4,5 для позитивных диапозитивов).

Мультиэкспозиционный HDR используется в фотографии, а также в приложениях с экстремальным динамическим диапазоном, таких как сварка или автомобильные работы. В камерах видеонаблюдения вместо HDR используется термин «широкий динамический диапазон».

Ограничения

[ редактировать ]
Этот составной HDR-снимок с мультиэкспозицией показывает правильную экспозицию как для затененной травы, так и для яркого неба, но быстрое движение в гольфе привело к «призрачной» клюшке.
Призраки HDR от вращающейся карусели

Быстро движущийся объект или движение камеры между несколькими экспозициями создадут эффект «призрака» или эффект стробоскопического размытия из-за того, что объединенные изображения не являются идентичными. Если объект не статичен и камера не установлена ​​на штативе, может возникнуть компромисс между расширенным динамическим диапазоном и резкостью. Внезапные изменения условий освещения (стробоскопический светодиодный свет) также могут помешать получению желаемых результатов из-за создания одного или нескольких слоев HDR, которые действительно имеют яркость, ожидаемую автоматизированной системой HDR, хотя можно все равно создать приемлемое изображение HDR. вручную в программном обеспечении, переставляя слои изображения для слияния в порядке их фактической яркости.

Из-за нелинейности некоторых датчиков могут возникать артефакты изображения.

Характеристики камеры, такие как гамма-кривые , разрешение сенсора, шум, фотометрическая калибровка и калибровка цвета, влияют на получаемые изображения с расширенным динамическим диапазоном. [11]

Процесс

[ редактировать ]

Фотографии с расширенным динамическим диапазоном обычно представляют собой композицию нескольких изображений со стандартным динамическим диапазоном, часто снятых с использованием брекетинга экспозиции . После этого для обработки фотографий программное обеспечение объединяет входные файлы в одно HDR-изображение, которое затем подвергается тональной компрессии в соответствии с ограничениями запланированного вывода или отображения.

Захват нескольких изображений (брекетинг экспозиции)

[ редактировать ]
Брекетинг экспозиции путем изменения выдержки от От 1 ⁄ 500 до 30 секунд
Основная статья: Брекетинг § Брекетинг экспозиции

Любая камера, которая позволяет вручную управлять экспозицией, может выполнять захват изображений HDR с мультиэкспозицией, хотя камера, оснащенная автоматическим брекетингом экспозиции (AEB), облегчает этот процесс. Некоторые камеры имеют функцию AEB, которая охватывает гораздо больший динамический диапазон, чем другие: от ±0,6 в более простых камерах до ±18 EV в лучших профессиональных камерах по состоянию на 2020 год. [12]

Величина экспозиции (EV) относится к количеству света, подаваемого на светочувствительный детектор, будь то пленочный или цифровой датчик, такой как ПЗС-матрица . Увеличение или уменьшение на одну ступень определяется как удвоение или уменьшение вдвое количества улавливаемого света. Для раскрытия деталей в самых темных тенях требуется повышенное EV, а для сохранения деталей в очень ярких ситуациях требуется очень низкое EV.

EV контролируется с помощью одного из двух фотографических элементов управления: изменением размера диафрагмы или времени экспозиции. Набор изображений с несколькими EV, предназначенными для обработки HDR, следует снимать только путем изменения времени экспозиции; изменение размера диафрагмы также повлияет на глубину резкости , поэтому полученные несколько изображений будут совершенно разными, что не позволит их окончательному объединению в одно изображение HDR.

HDR-фотография с мультиэкспозицией обычно ограничивается неподвижными сценами, поскольку любое движение между последовательными изображениями будет препятствовать или препятствовать их дальнейшему объединению. Кроме того, поскольку фотографу необходимо сделать три или более изображений, чтобы получить желаемый диапазон яркости , съемка такого полного набора изображений требует дополнительного времени. Фотографы разработали методы и методы расчета, чтобы частично решить эти проблемы, но рекомендуется использовать прочный штатив, чтобы свести к минимуму разницу в кадре между экспозициями.

Объединение изображений в HDR-изображение

[ редактировать ]
Светлые области в окне (вверху справа) извлекаются из недоэкспонированного изображения (вверху слева) и комбинируются с усредненной по сцене экспозицией (внизу слева) для создания HDR-изображения (внизу справа).
См. Также: Слияние экспозиции

Тональная информация и детали из затененных областей могут быть восстановлены из изображений, которые намеренно переэкспонированы (т. е. с положительным EV по сравнению с правильной экспозицией сцены), в то время как аналогичная тональная информация из светлых областей может быть восстановлена ​​из изображений, которые намеренно недоэкспонированы (отрицательное EV). . Процесс выбора и извлечения информации о тенях и светлых участках из этих пере/недоэкспонированных изображений, а затем объединения их с изображениями, которые экспонируются правильно для всей сцены, известен как объединение экспозиции . Объединение экспозиций можно выполнить вручную, полагаясь на мнение, опыт и подготовку оператора HDR, но обычно объединение выполняется автоматически с помощью программного обеспечения.

Хранение

[ редактировать ]
См. Также: Широкий динамический диапазон § Хранение

Информация, хранящаяся в изображениях с высоким динамическим диапазоном, обычно соответствует физическим значениям яркости или сияния , которые можно наблюдать в реальном мире. Это отличается от традиционных цифровых изображений , которые представляют цвета так, как они должны выглядеть на мониторе или на отпечатке бумаги. Поэтому форматы изображений HDR часто называют привязанными к сцене , в отличие от традиционных цифровых изображений, которые привязаны к устройству или к выходу . Кроме того, традиционные изображения обычно кодируются для зрительной системы человека (максимизация визуальной информации, хранящейся в фиксированном количестве бит), что обычно называется гамма-кодированием или гамма-коррекцией . Значения, хранящиеся для изображений HDR, часто подвергаются гамма-сжатию с использованием математических функций, таких как степенные логарифмы или линейные значения с плавающей запятой , поскольку линейное кодирование с фиксированной запятой становится все более неэффективным в более высоких динамических диапазонах. [13] [14] [15]

В HDR-изображениях часто не используются фиксированные диапазоны для каждого цветового канала , отличные от традиционных изображений, для представления гораздо большего количества цветов в гораздо более широком динамическом диапазоне (несколько каналов). С этой целью они не используют целочисленные значения для представления отдельных цветовых каналов (например, 0–255 с интервалом 8 бит на пиксель для красного, зеленого и синего), а вместо этого используют представление с плавающей запятой. Обычными значениями являются 16-битные ( полуточность ) или 32-битные числа с плавающей запятой для представления пикселей HDR. соответствующей передаточной функции Однако при использовании пиксели HDR для некоторых приложений могут быть представлены с глубиной цвета всего от 10 до 12 бит (от 1024 до 4096 значений) для яркости и 8 бит (256 значений) для цветности без введения любые видимые артефакты квантования . [13] [16]

Отображение тонов

[ редактировать ]
Основная статья: Отображение тонов

Отображение тонов уменьшает динамический диапазон или коэффициент контрастности всего изображения, сохраняя при этом локальный контраст. Хотя это отдельная операция, тональная компрессия часто применяется к файлам HDR с помощью одного и того же программного пакета.

Отображение тонов часто необходимо, поскольку динамический диапазон, который может отображаться, часто ниже динамического диапазона захваченного или обработанного изображения. [10] Дисплеи HDR могут принимать сигнал с более высоким динамическим диапазоном, чем дисплеи SDR , что снижает необходимость в тональной компрессии.

Виды HDR

[ редактировать ]

HDR можно реализовать несколькими способами:

  • DOL: Цифровое перекрытие [17]
  • BME: бинированная мультиплексная экспозиция [17]
  • МСП: Пространственно-мультиплексное воздействие [17]
  • QBC: четырехбайеровское кодирование [18] [ ненадежный источник? ]

Примеры

[ редактировать ]

Это пример четырех стандартных изображений с динамическим диапазоном, которые объединяются для создания трех результирующих изображений с тональной компрессией :

  • Экспонированные изображения:
  • –4 остановки
    –4 остановки
  • –2 остановки
    –2 остановки
  • +2 остановки
    +2 остановки
  • +4 остановки
    +4 остановки
  • Результаты после обработки:
  • Простое снижение контрастности
    Простое снижение контрастности
  • Локальное отображение тонов
    Локальное отображение тонов
  • Отображение естественных тонов
    Отображение естественных тонов

Это пример сцены с очень широким динамическим диапазоном:

  • Экспонированные изображения:
  • –6 остановок
    –6 остановок
  • –5 остановок
    –5 остановок
  • –4 остановки
    –4 остановки
  • –3 остановки
    –3 остановки
  • –2 остановки
    –2 остановки
  • –1 остановка
    –1 остановка
  • 00 остановок
    0 0 остановок
  • +1 остановка
    +1 остановка
  • +2 остановки
    +2 остановки
  • +3 остановки
    +3 остановки
  • +4 остановки
    +4 остановки
  • +5 остановок
    +5 остановок
  • Результаты после обработки:
  • Отображение естественных тонов
    Отображение естественных тонов

Устройства

[ редактировать ]

Программное обеспечение для пост-захвата

[ редактировать ]

На платформах ПК, Mac и Linux доступно несколько программных приложений для создания файлов HDR и изображений с тональной компрессией. [19] Известные названия включают:

Фотография

[ редактировать ]
См. Также: Компьютерная фотография.

Некоторые производители камер предлагают встроенные функции HDR с мультиэкспозицией. Например, зеркальная камера Pentax K-7 имеет режим HDR, который делает 3 или 5 экспозиций и выводит (только) HDR-изображение с тональной компрессией в файл JPEG. [20] Canon PowerShot G12 , Canon PowerShot S95 и Canon PowerShot S100 предлагают аналогичные функции в меньшем формате. [21] Подход компании Nikon называется «Активный D-Lighting», который применяет компенсацию экспозиции и тональную компрессию к изображению, поступающему от матрицы, с упором на создание реалистичного эффекта. [22]

Некоторые смартфоны поддерживают режимы HDR для своих камер, а на большинстве мобильных платформ есть приложения, которые обеспечивают съемку HDR-изображений с несколькими экспозициями. [23] В 2014 году Google выпустила режим HDR+ для смартфонов Nexus 5 и Nexus 6 , который автоматически снимает серию изображений и объединяет их в одно неподвижное изображение, как подробно рассказал Марк Левой . В отличие от традиционного HDR, реализация HDR+ от Levoy использует несколько изображений, недоэкспонированных с помощью короткой выдержки, которые затем выравниваются и усредняются по пикселям, улучшая динамический диапазон и уменьшая шум. При выборе самого резкого изображения в качестве базовой линии для выравнивания эффект дрожания камеры снижается. [24]

Некоторые датчики современных телефонов и камер могут объединять два изображения на кристалле, так что пользователю напрямую доступен более широкий динамический диапазон без попиксельного сжатия для отображения или обработки. [ нужна ссылка ]

Видеосъемка

[ редактировать ]
Не путать с захватом видео в формате HDR для просмотра его на HDR-дисплее .
Duration: 35 seconds.
Пример замедленного видео HDR

Хотя это не так распространено, как при фотосъемке, также возможно захватывать и объединять несколько изображений для каждого кадра видео, чтобы увеличить динамический диапазон, захватываемый камерой. [25] Это можно сделать несколькими способами:

  • Создание замедленной съемки отдельных изображений, созданных с помощью техники мультиэкспозиции HDR. [26]
  • Последовательная съемка двух изображений с разной экспозицией путем сокращения частоты кадров вдвое. [17]
  • Одновременная съемка двух изображений с разной экспозицией путем уменьшения разрешения вдвое. [17]
  • Одновременная съемка двух изображений с разной экспозицией, с полным разрешением и частотой кадров с помощью датчика с двойной архитектурой усиления. Например: Arri Alexa , датчик [27] Датчики Samsung со Smart-ISO Pro. [28]

Некоторые камеры, предназначенные для использования в приложениях безопасности, могут автоматически предоставлять два или более изображения для каждого кадра с изменяющейся экспозицией. [ нужна ссылка ] Например, датчик для видео со скоростью 30 кадров в секунду будет выдавать 60 кадров в секунду с нечетными кадрами при короткой выдержке и четными кадрами при более длинной выдержке.

В 2020 году Qualcomm анонсировала Snapdragon 888 , мобильную SoC, способную выполнять вычислительный многоэкспозиционный HDR-видеозахват в формате 4K, а также записывать его в формате, совместимом с HDR-дисплеями . [29]

В 2021 году смартфон Xiaomi Mi 11 Ultra сможет выполнять вычислительную мультиэкспозицию HDR для захвата видео. [30]

Камеры наблюдения

[ редактировать ]

Захват HDR можно реализовать на камерах наблюдения, даже недорогих моделях. Обычно это называется функцией широкого динамического диапазона (WDR). [31] Примеры включают CarCam Tiny, Prestige DVR-390 и DVR-478. [32]

История

[ редактировать ]

Середина 19 века

[ редактировать ]
Фотография Гюстава Ле Грея 1856 года.

Идея использования нескольких экспозиций для адекватного воспроизведения слишком экстремального диапазона яркости еще в 1850-х годах была впервые предложена Гюставом Ле Греем для визуализации морских пейзажей, показывающих одновременно небо и море. В то время такой рендеринг был невозможен с использованием стандартных методов, поскольку диапазон яркости был слишком экстремальным. Ле Грей использовал один негатив для неба, а другой с более длинной выдержкой для моря и объединил их в один позитивный снимок. [33]

Середина 20 века

[ редактировать ]
Внешний образ
значок изображения Швейцер у лампы , с картины У. Юджина Смита. [34] [35]

Ручная тональная компрессия выполнялась путем уклонения и затемнения — выборочного увеличения или уменьшения экспозиции областей фотографии для лучшего воспроизведения тональности. Это было эффективно, поскольку динамический диапазон негатива значительно выше, чем был бы доступен на готовом отпечатке на позитивной бумаге, когда он равномерно экспонируется через негатив. Прекрасным примером является фотография «Швейцер у лампы» , сделанная У. Юджином Смитом из его фотоэссе 1954 года «Человек милосердия», посвященного Альберту Швейцеру и его гуманитарной деятельности во Французской Экваториальной Африке. Изображению потребовалось пять дней, чтобы воспроизвести тональный диапазон сцены, который варьируется от яркой лампы (относительно сцены) до темной тени. [35]

Ансель Адамс возвел уклонение и поджигание в искусство. Многие из его знаменитых гравюр были обработаны в темной комнате этими двумя методами. Адамс написал обширную книгу по созданию отпечатков под названием «Печать» , в которой в контексте своей системы зон особое внимание уделяется уклонению и выжиганию . [36]

С появлением цветной фотографии тональное картографирование в темной комнате стало невозможным из-за определенного времени, необходимого для процесса проявления цветной пленки. Фотографы обращались к производителям пленки с просьбой разработать новые пленки с улучшенной чувствительностью или продолжали снимать в черно-белом режиме, используя методы тональной компрессии. [ нужна ссылка ]

Характеристики экспозиции/плотности пленки Wyckoff с расширенной экспозицией. Можно отметить, что каждая кривая имеет сигмоидальную форму и следует гиперболическому тангенсу или логистической функции, характеризующейся периодом индукции (инициирование), квазилинейным распространением и плато насыщения ( асимптота ).

Цветная пленка, способная напрямую записывать изображения с расширенным динамическим диапазоном, была разработана Чарльзом Вайкоффом и EG&G «в рамках контракта с Министерством ВВС ». [37] Эта пленка XR имела три эмульсионных слоя: верхний слой имел рейтинг скорости ASA 400, средний слой с промежуточным рейтингом и нижний слой с рейтингом ASA 0,004. Пленка обрабатывалась аналогично цветным пленкам , и каждый слой давал разный цвет. [38] Динамический диапазон этой пленки расширенного диапазона оценивается как 1:10. 8 . [39] Его использовали для фотографирования ядерных взрывов. [40] для астрономической фотографии, [41] для спектрографических исследований, [42] и для медицинской визуализации. [43] Подробные фотографии ядерных взрывов, сделанные Вайкоффом, появились на обложке журнала Life в середине 1950-х годов.

Конец 20 века

[ редактировать ]

Жорж Корнюжоль и лицензиаты его патентов (Brdi, Hymatom) представили принцип HDR-видеоизображения в 1986 году, разместив матричный ЖК-экран перед датчиком изображения камеры. [44] увеличение динамики датчиков на пять ступеней.

Концепция картографии соседства была применена к видеокамерам в 1988 году группой из Техниона в Израиле под руководством Оливера Хилсенрата и Иеошуа Ю. Зеви. Исследователи Техниона подали заявку на патент на эту концепцию в 1991 году. [45] и несколько связанных патентов в 1992 и 1993 годах. [46]

В феврале и апреле 1990 года Жорж Корнюжоль представил первую камеру HDR в реальном времени, которая объединяла два изображения, снятых последовательно сенсором. [47] или одновременно [48] двумя сенсорами камеры. Этот процесс известен как брекетинг, используемый для видеопотока.

В 1991 году компания Hymatom, лицензиат Жоржа Корнуэжоля, представила первую коммерческую видеокамеру, которая выполняла захват нескольких изображений с разной экспозицией в реальном времени и создавала видеоизображение HDR.

Также в 1991 году Жорж Корнюжоль представил принцип изображения HDR+ путем нелинейного накопления изображений для повышения чувствительности камеры: [47] в условиях низкой освещенности накапливается несколько последовательных изображений, что увеличивает соотношение сигнал/шум .

В 1993 году компания Технион выпустила еще одну коммерческую медицинскую камеру, производящую HDR-видеоизображение. [46]

В современных HDR-изображениях используется совершенно другой подход, основанный на создании карты яркости или карты освещения с широким динамическим диапазоном с использованием только глобальных операций с изображением (по всему изображению), а затем тонального отображения результата. Глобальный HDR был впервые представлен в 1993 году. [3] В результате появилась математическая теория изображений одного и того же предмета с разной экспозицией, которая была опубликована в 1995 году Стивом Манном и Розалиндой Пикард . [4]

28 октября 1998 года Бен Сарао создал одно из первых ночных изображений STS-95 в формате HDR+G (расширенный динамический диапазон + графика) на стартовой площадке НАСА Кеннеди Космического центра . Он состоял из четырех пленочных изображений космического корабля в ночное время, которые были скомпонованы в цифровом формате с дополнительными цифровыми графическими элементами. Изображение было впервые выставлено в Большом зале штаб-квартиры НАСА в Вашингтоне в 1999 году, а затем опубликовано в Hasselblad Forum . [49]

Появление потребительских цифровых камер породило новый спрос на HDR-изображения для улучшения светочувствительности сенсоров цифровых камер, которые имели гораздо меньший динамический диапазон, чем пленка. Стив Манн разработал и запатентовал метод global-HDR для создания цифровых изображений с расширенным динамическим диапазоном в Медиа-лаборатории Массачусетского технологического института . [50] Метод Манна включал двухэтапную процедуру: сначала сгенерируйте один массив изображений с плавающей запятой с помощью глобальных операций с изображениями (операций, которые одинаково влияют на все пиксели, без учета их локальных окрестностей). Во-вторых, преобразуйте этот массив изображений, используя локальную обработку окрестностей (переназначение тонов и т. д.), в изображение HDR. Массив изображений, созданный на первом этапе процесса Манна, называется изображением светового пространства , изображением светового пространства или картой яркости . Еще одним преимуществом глобальной HDR-визуализации является то, что она обеспечивает доступ к промежуточной карте освещения или яркости, которая использовалась для компьютерного зрения и других обработки изображений . операций [50]

21 век

[ редактировать ]

В феврале 2001 года была продемонстрирована техника Dynamic Ranger с использованием нескольких фотографий с разными уровнями экспозиции для достижения высокого динамического диапазона, аналогичного невооруженному глазу. [51]

В начале 2000-х годов в нескольких научных исследованиях использовались датчики и камеры потребительского уровня. [52] Некоторые компании, такие как RED и Arri, разрабатывают цифровые датчики с более высоким динамическим диапазоном. [53] [54] RED EPIC-X может захватывать последовательные изображения HDRx. [17] с выбираемыми пользователем 1–3 ступенями дополнительной широты выделения в канале «x». Канал «x» можно объединить с обычным каналом в программном обеспечении постобработки. Камера Arri Alexa использует архитектуру с двойным усилением для создания HDR-изображения из двух снимков, снятых одновременно. [27]

С появлением недорогих потребительских цифровых камер многие любители начали публиковать в Интернете замедленные видеоролики HDR с тональной компрессией, по сути, последовательность неподвижных фотографий, следующих друг за другом. В 2010 году независимая студия «Советский монтаж» создала пример HDR-видео из видеопотоков с разной экспозицией с использованием светоделителя и HD-видеокамер потребительского класса. [55] Подобные методы были описаны в научной литературе в 2001 и 2007 годах. [56] [57]

В 2005 году Adobe Systems несколько новых функций, представила в Photoshop CS2 включая слияние с HDR , поддержку 32-битных изображений с плавающей запятой и тональную компрессию HDR. [58]

30 июня 2016 года Microsoft добавила поддержку цифровой композиции HDR-изображений в Windows 10 с использованием универсальной платформы Windows . [59]

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ В. Б. Бхатия (2001). Астрономия и астрофизика с элементами космологии . ЦРК Пресс. п. 20. ISBN  978-0-8493-1013-3 .
  2. ^ Цзяньхун (Джеки) Шен; Юн-Мо Юнг (2006). «Веберизованная модель Мамфорда-Шаха с фотонным шумом Бозе-Эйнштейна». Прил. Математика. Оптим . 53 (3): 331–358. CiteSeerX   10.1.1.129.1834 . дои : 10.1007/s00245-005-0850-1 . S2CID   18794171 .
  3. ^ Jump up to: а б Манн, Стив (9–14 мая 1993 г.). Композиция нескольких изображений одной и той же сцены . 46-я ежегодная конференция. Кембридж, Массачусетс: Общество науки и технологий визуализации. ISBN  0892081716 .
  4. ^ Jump up to: а б Манн, С.; Пикард, Р.В. «О том, как быть «нецифровым» с цифровыми камерами: расширение динамического диапазона за счет комбинирования изображений с разной экспозицией» (PDF) .
  5. ^ Рейнхард, Эрик; Уорд, Грег; Паттанаик, Суманта; Дебевец, Пол (2005). Визуализация с расширенным динамическим диапазоном: сбор данных, отображение и освещение на основе изображения . Амстердам: Эльзевир / Морган Кауфманн. п. 7. ISBN  978-0-12-585263-0 . Изображения, которые хранят изображение сцены в диапазоне интенсивностей, соизмеримом со сценой, — это то, что мы называем HDR, или «картами яркости». С другой стороны, мы называем изображения, подходящие для отображения с помощью современной технологии отображения, LDR.
  6. ^ Бантерле, Франческо; Артузи, Алессандро; Дебаттиста, Курт; Чалмерс, Алан (2011). Расширенная визуализация с расширенным динамическим диапазоном: теория и практика . АК Петерс / CRC Press. ISBN  978-156881-719-4 .
  7. ^ МакХью, Шон, изд. (2005). «Динамический диапазон в цифровой фотографии» . Кембридж в цвете . Проверено 30 декабря 2010 г.
  8. ^ «Динамический диапазон» . [ постоянная мертвая ссылка ]
  9. ^ Jump up to: а б с д и «Рейтинги сенсоров камеры» . DxOMark . Лаборатория DxO . 2015 . Проверено 2 февраля 2015 г.
  10. ^ Jump up to: а б Дармон, Арно (2012). Визуализация с расширенным динамическим диапазоном: датчики и архитектуры (первое изд.). Пресс-служба СПАЙ. ISBN  978-0-81948-830-5 .
  11. ^ Са, Асла М.; Карвальо, Пауло Сезар; Велью, Луис (2007). Высокий динамический диапазон . Фокальная пресса. п. 11. ISBN  978-1-59829-562-7 .
  12. ^ «Настройки автоматического брекетинга экспозиции по модели камеры» . Ресурсы для HDR-фотографии . 28 февраля 2016 г. Проверено 12 июня 2020 г.
  13. ^ Jump up to: а б Уорд, Грег. «Кодирование изображений с расширенным динамическим диапазоном» . Anyhere.com . Программное обеспечение Anywhere.
  14. ^ «Формат файла изображения Radiance» . RadSite.LBL.gov . Национальная лаборатория Лоуренса Беркли . Архивировано из оригинала 28 января 2019 года . Проверено 12 июня 2020 г.
  15. ^ Фернандо, Рандима (2004). «26,5 линейных значений пикселей». Драгоценные камни графического процессора . Бостон: Аддисон-Уэсли. ISBN  0-321-22832-4 . Архивировано из оригинала 12 апреля 2010 г. – на сайте Developer.Nvidia.com.
  16. ^ Мантюк, Рафаль; Кравчик, Гжегож; Мышковский, Кароль; Зейдель, Ганс-Петер. «Кодирование видео с расширенным динамическим диапазоном, ориентированное на восприятие» . Resources.MPI-Inf.MPG.de . Институт информатики Макса Планка .
  17. ^ Jump up to: а б с д и ж «Sony IMX378: Комплексный анализ сенсора Google Pixel и его функций» . xda-разработчики . 12.10.2016. Архивировано из оригинала 01 апреля 2019 г. Проверено 17 октября 2016 г.
  18. ^ ccs_hello (25 октября 2017 г.). «Термины датчика SONY Exmor HDR: DOL, BME, SME, QBC – Астрономия с электронной поддержкой (EAA) – Облачные ночи» . Пасмурные ночи . Проверено 6 апреля 2022 г.
  19. ^ Парнелл-Брукс, Джейсон (28 декабря 2021 г.). «Лучшее программное обеспечение HDR в 2022 году: создавайте сверхреалистичные изображения с высоким динамическим диапазоном» . Мир цифровых фотоаппаратов . Проверено 15 декабря 2022 г.
  20. ^ Ховард, Джек (20 мая 2009 г.). «Pentax K-7: наступила эра внутрикамерной визуализации с расширенным динамическим диапазоном!» . Учебный центр Адорама . Адорама . Архивировано из оригинала 23 декабря 2014 года . Проверено 18 августа 2009 г.
  21. ^ Мокей, Ник (14 сентября 2010 г.). «Canon PowerShot G12 поддерживает запись HD-видео, встроенный HDR» . Цифровые тенденции . Проверено 12 июня 2020 г.
  22. ^ Хайнер, Стив (2017). «Средний уровень: баланс экспозиции фотографий с активным D-освещением» . Раздел «Идеи и вдохновение». Nikon Учись и исследуй . Никон . Проверено 2 августа 2017 г.
  23. ^ Примеры Android : «Приложения: режим HDR» . Гугл Плей . Проверено 12 июня 2020 г.
  24. ^ Левой, Марк (27 октября 2014 г.). «HDR+: фотография при слабом освещении и расширенном динамическом диапазоне в приложении Google Camera» . Google Исследования . Проверено 14 декабря 2022 г.
  25. ^ «RED.com» . www.red.com . Проверено 5 ноября 2021 г.
  26. ^ «Создайте замедленное видео HDR с помощью цифровой камеры» . Макмир . 07.02.2011 . Проверено 6 ноября 2021 г.
  27. ^ Jump up to: а б «Группа ARRI: Датчик ALEXA» . www.arri.com . Архивировано из оригинала 1 августа 2016 года . Проверено 2 июля 2016 г.
  28. ^ «[Видео] Рисование светом: как Smart-ISO Pro создает реалистичные HDR-изображения» . news.samsung.com . Проверено 5 ноября 2021 г.
  29. ^ «Qualcomm объясняет, как Snapdragon 888 меняет игру с камерой (Видео!)» . Администрация Андроида . 04.12.2020 . Проверено 8 июня 2021 г.
  30. ^ Рем, Ларс (2 апреля 2021 г.). «Обзор камеры Xiaomi Mi 11 Ultra: большая мощность сенсора» . ДКСОМАРК . Проверено 8 июня 2021 г.
  31. ^ «Широкий динамический диапазон: проблемы и решения» (PDF) . Ось (через Wayback Machine) . Архивировано из оригинала (PDF) 28 сентября 2014 г. Проверено 16 января 2016 г.
  32. ^ Браун, Джеймс (2 января 2019 г.). «Что такое видеорегистратор? | Зачем он вам нужен?» . Камера на приборной панели автомобиля . Проверено 17 января 2019 г.
  33. ^ «Гюстав Ле Грей, фотограф» . Getty.edu . Музей Дж. Пола Гетти . 9 июля – 29 сентября 2002 г. Проверено 14 сентября 2008 г.
  34. ^ Мейер, Джон (февраль 2004 г.). «Будущее цифровой обработки изображений – фотография с расширенным динамическим диапазоном» .
  35. ^ Jump up to: а б Дюран, Фредо; Дорси, Джули . «4.209: Искусство и наука изображения» . Ограничения среды: компенсация и акцентуация – контраст ограничен , лекция в понедельник, 9 апреля 2001 г., слайд 57–59 ; изображение на слайде 57, изображение уклонения и горения на слайде 58
  36. ^ Адамс, Ансель (1980). Печать . Серия фотографий Ансела Адамса. Том. 3 (3-е изд.). Нью-Йорк, Нью-Йорк: Литтл, Браун и компания. ISBN  0-8212-1526-4 .
  37. ^ Номер в США = 3450536 , Wyckoff, Charles W. & EG&G Inc., правопреемник , «Фотопленка на основе галогенида серебра с повышенными характеристиками реакции на экспозицию», опубликовано 17 сентября 1969 г.  
  38. ^ Вайкофф, Чарльз В. (июнь – июль 1962 г.). «Экспериментальная пленка с расширенной экспозицией». Информационный бюллетень Общества инженеров фотоаппаратуры : 16–20.
  39. ^ Гезеле, Майкл; и др. «Методы расширенного динамического диапазона в графике: от сбора данных до отображения» (PDF) . Учебное пособие по Еврографике 2005 T7 . Институт информатики Макса Планка.
  40. ^ «Список критически важных в военном отношении технологий» (PDF) . ФАС.org . Программа разведывательных ресурсов, Федерация американских ученых . 1998. стр. II-5-100, II-5-107 . Проверено 12 июня 2020 г.
  41. ^ Янг, Эндрю Т.; Бешенштейн, Гарольд младший (1964). Изотермы в области Прокла при фазовом угле 9,8 градуса . Серия научных отчетов. Том. 5. Кембридж, Массачусетс: Колледж-обсерватория Гарвардского университета.
  42. ^ Брайант, РЛ; Трупп, Дж.Дж.; Тернер, Р.Г. (1965). «Использование фотопленки высокой интенсивности для записи расширенных дифракционных картин и для спектрографических работ». Журнал научных инструментов . 42 (2): 116. Бибкод : 1965JScI...42..116B . дои : 10.1088/0950-7671/42/2/315 .
  43. ^ Эбер, Лесли М.; Гринберг, Харви М.; Кук, Джон М.; Горлин, Ричард (1969). «Динамические изменения толщины свободной стенки левого желудочка в сердце человека» . Тираж . 39 (4): 455–464. дои : 10.1161/01.CIR.39.4.455 . ПМИД   5778246 .
  44. ^ «Устройство обработки изображений для управления передаточной функцией оптической системы» . Во всем мире.Espacenet.com . Эспеснет .
  45. ^ патент США 5144442 , Ginosar, Ran; Хилсенрат, Оливер и Зеви, Иегошуа Ю., «Камера с широким динамическим диапазоном», опубликовано 1 сентября 1992 г.  
  46. ^ Jump up to: а б Гиносар, Ран; Зинати, Офра; Сорек, Ноам; Геноссар, Тамар; Зееви, Иегошуа Ю.; Клиглер, Дэниел Дж.; Хилсенрат, Оливер (1993). «Адаптивная чувствительность» . VISL.Technion.ac.il . Лаборатория исследований зрения и изображений, Технион , Израильский технологический институт . Архивировано из оригинала 7 сентября 2014 года . Проверено 27 января 2019 г.
  47. ^ Jump up to: а б «Устройство для увеличения динамического диапазона фотоаппарата» . Во всем мире.Espacenet.com . Эспейснет.
  48. ^ «Камера с очень широким динамическим диапазоном» . Во всем мире.Espacenet.com . Эспейснет.
  49. ^ Сарао, Бен М. (1999). Гуннарссон, С. (ред.). Бен Сарао, Трентон, Нью-Джерси . Том. 35. ISSN   0282-5449 . {{cite book}}: |work= игнорируется ( помогите )
  50. ^ Jump up to: а б Заявка США 5828793 , Манн, Стив , «Способ и устройство для создания цифровых изображений с расширенным динамическим диапазоном», опубликована 27 октября 1998 г.  
  51. ^ «Динамический рейнджер» .
  52. ^ Канг, Синг Бинг ; Юттендале, Мэтью; Уиндер, Саймон; Селиски, Ричард (2003). «Видео с расширенным динамическим диапазоном». Доклады ACM SIGGRAPH 2003 . гл. Видео с высоким динамическим диапазоном (стр. 319–325). дои : 10.1145/1201775.882270 . ISBN  978-1-58113-709-5 . S2CID   13946222 .
  53. ^ «Цифровое кино RED | Профессиональные камеры 8K и 5K» . Архивировано из оригинала 27 июля 2016 года . Проверено 27 июля 2016 г.
  54. ^ «ARRI | Вдохновляя ваше видение» . Архивировано из оригинала 8 сентября 2011 года . Проверено 23 января 2021 г.
  55. ^ «HDR-видео, созданное с использованием двух 5D Mark II, — это именно то, на что это похоже» . Engadget . 9 сентября 2010 г. Архивировано из оригинала 14 июня 2017 г. Проверено 29 августа 2017 г.
  56. ^ «Световой зонд с высоким динамическим диапазоном в реальном времени» . Архивировано из оригинала 17 июня 2016 года . Проверено 27 июля 2016 г.
  57. ^ Макгуайр, Морган; Матусик, Войцех; Пфистер, Ханспетер; Чен, Билли; Хьюз, Джон; Наяр, Шри (2007). «Деревья оптического расщепления для высокоточной монокулярной визуализации» . IEEE Компьютерная графика и приложения . 27 (2): 32–42. дои : 10.1109/MCG.2007.45 . ПМИД   17388201 . S2CID   3055332 . Архивировано из оригинала 23 января 2021 года . Проверено 14 июля 2019 г.
  58. ^ Райхманн, Майкл (2005). «Объединение с HDR в Photoshop CS2: первый взгляд» . Светящийся пейзаж . Архивировано из оригинала 2 января 2010 года . Проверено 27 августа 2009 г.
  59. ^ Андерсон, Карим (30 июня 2016 г.). «Microsoft рассказывает о преимуществах HDR-фото и видеосъемки в приложениях универсальной платформы Windows» . На MSFT.com . Проверено 12 июня 2020 г.
  • Бенджамин Сарао (1999). Бен Сарао, Трентон, Нью-Джерси, США: «Дискавери космического корабля» , страницы 16–17 (английское издание). Victor Hasselblad AB, Гетеборг, Швеция. ISSN 0282-5449
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Multi-exposure_HDR_capture&oldid=1215265940#Surveillance_cameras"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 0cd6be4d4322bf5f5bcf024d89997bf3__1711235100
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/0c/f3/0cd6be4d4322bf5f5bcf024d89997bf3.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Multi-exposure HDR capture - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)