Что такое HDR в камере смартфона? В каких ситуациях HDR на телефоне может заметно улучшить качество снимка, а когда он совершенно бесполезен?

Режим High Dynamic Range (сокращенно – HDR) появился в камерах смартфонов относительно недавно. Однако новизна технологии не помешала HDR проникнуть и в дорогостоящие флагманы, и в мобильные устройства с более скромными возможностями. Но так ли хорош этот режим, как о нем говорят маркетологи производителей смартфонов? Попробуем разобраться с этим вопросом и выясним, кому и когда пригодится Высокий Динамический Диапазон?

Что такое HDR

High Dynamic Range (высокий динамический диапазон) – это специальный режим работы, запускающий съемку серии кадров с последующей обработкой результатов. Итогом обработки является один единственный снимок, собранный как пазл из наиболее удачных кусочков серии.

Присутствие режима HDR в телефоне позволяет снимать удачные кадры не только в идеальных условиях. Дело в том, что каждый из снимков серии, разбираемой на пазлы, делается на разных настройках камеры. В итоге одна часть кадра получается лучше, а другая – хуже.

Потом специальный алгоритм собирает из наиболее сфокусированных, контрастных и резких пазлов фактически идеальный кадр, подавляя все шумы и наращивая четкость и насыщенность. Именно так и формируется идеальный снимок в неидеальных условиях.

Как работает HDR

Режим HDR в камере смартфона реализуется за счет использования программных и аппаратных средств. Первые отвечают за постобработку, а вторые – за накопление информации.

Из аппаратных средств камеры смартфона в работе HDR больше всего задействован модуль автофокуса. Именно он наводит объектив поочередно то на объекты переднего, то на элементы заднего плана. Кроме того, внимание автоматического фокуса привлекают и наиболее яркие/темные объекты, а равно и элементы кадра с разными показателями контрастности. Все они снимаются как «в фокусе», так и в режиме расфокусировки.

Кроме того, HDR нагружает и механизмы, отвечающие за выдержку и экспозицию камеры смартфона. Все кадры серии снимаются с разным периодом экспонирования, поэтому вместе с автофокусом над созданием идеального снимка трудится и электронный затвор. Различные интервалы, во время которых затвор пропускает свет к матрице, позволяют улучшить и светлые и темные участки снимка. Первые снимаются с короткой выдержкой, а вторые с длительным экспонированием.

Пример. При съемке городского пейзажа или ландшафта в солнечный день, равно как и при вечерней съемке, возникает одна сложность. Хорошо освещенные участки получатся засвеченными, если выставить экспозицию для тенистых участков, и наоборот, «тень» получится слишком темной, если оптимизировать выдержку и экспозицию для светлых участков. HDR позволяет сделать несколько снимков - одни с идеальными настройками для тени, другие - с настойками под светлый участок, а затем собрать безупречный (насколько это возможно) кадр. Вследствие всех этих танцев с бубном светлые участки получатся чуть темнее, а темные - чуть светлее, что хорошо видно на примере снимка с камеры Google Pixel. (HDR в камере включен на втором снимке).

После накопления информации включается второй этап работы HDR на телефоне – обработка полученных кадров-пазлов и формирование из них снимка с идеальной детализацией и четкостью картинки. Для этого пишутся специальные алгоритмы и программы, оптимизированные под возможности чипсетов процессора и характеристики камеры (скорость срабатывания затвора и наведения автофокуса, светочувствительность матрицы, апертура объектива камеры и так далее).

После переработки пазлов пользователь получает готовый снимок с улучшенными характеристиками. Покопаться в промежуточных кадрах в этом случае нет никакой возможности; для владельца смартфона вся эта процедура выглядит как вывод на экран снимка с небольшой задержкой.

Минусы режима HDR

Оптимизация задерживает формирование кадра и перегружает чипсет смартфона, поглощая вычислительные ресурсы. Но с этими недостатками можно смириться. Ведь подвисают и подвешивают чип практически все приложения. Однако у режима HDR, активируемого в камере смартфона, есть и более серьезные недостатки, ограничивающие сферу его применения.

Во-первых, речь идет о невозможности зафиксировать динамичные объекты. Проще говоря, людей, животных, транспорт и прочие движущиеся одушевленные и неодушевленные предметы с помощью HDR на телефон снимать нельзя. Так вы получите смазанные пятна вместо четкого кадра, ведь объект смещается относительно фотографа.

Во-вторых, активный HDR в камере смартфона подавляет, а точнее, усредняет яркость кадра. Самый простой алгоритм обработки предполагает тривиальное накладывание снимков-пазлов слоями друг на друга, поэтому у снимка без активированного динамического режима будет более яркий передний или задний фон, чем у HDR-кадра.

Да и быстродействие камеры смартфона при активном HDR страдает очень сильно. Это особенно заметно на гаджетах со слабенькими процессорами, которые не могут похвастаться скоростью вычислений. Некоторые владельцы таких телефонов даже утверждают, что им проще сделать 5-10 простых кадров и выбрать из них наиболее удачный, чем ждать завершения обработки HDR-снимка.

Все это, разумеется, накладывает свои ограничения на практику применения режима HDR в телефоне.

Кому и когда нужен режим HDR

Включать HDR в камере смартфона следует в таких случаях:

• При постановочной портретной съемке. В этом случае просевшую яркость заднего фона можно подать как художественное решение.
• Во время пейзажной съемки, когда вся мощность аппаратно-программного режима направляется на задний фон.
  При работе с мелкими объектами – во время съемки для каталогов и так далее. В этом случае фотограф может рассчитывать на высокую детализацию, позволяющую разглядеть все нюансы лота или товара.
• При уличной фотографии статических объектов. С помощью HDR на телефоне можно сделать отличный снимок экстерьера строения, стоящего автомобиля или какой-либо достопримечательности.

К таким выводам нас подталкивает анализ достоинств и недостатков режима High Dynamic Range. Ну а если у наших читателей есть свое мнение, подкрепленное практическим опытом, то они могут дополнить наши умозаключения в комментариях к этой статье.

HDR. Эти три буквы присутствуют во многих приложениях камер смартфонов, но вы можете быть не в курсе того, что они означают. Если вы до сих пор не знаете, что такое HDR, или просто хотите узнать о том, как это можно использовать наилучшим образом, читайте нашу статью.

В области фотографирования динамический диапазон являет собой разницу между самыми светлыми и самыми тёмными элементами изображения. Высокий Динамический Диапазон – или HDR – может увеличивать динамический диапазон сверх уровня того, на что способен объектив камеры.

Несмотря на то что конечной целью HDR является создание более впечатляющих фотографий, эта функция не входит в число таких, которые можно использовать для любой отдельно взятой фотографии. Ниже мы расскажем о лучшем применении HDR, а также о том, как это работает на практике.

Как работает HDR?

Когда вы фотографируете при включённом режиме HDR, камера захватывает несколько изображений в быстрой последовательности с разными значениями экспозиции. Программное обеспечение камеры впоследствии объединяет такие изображения в единое фото, содержащее детали самых светлых и самых тёмных областей.

Перед тем как рассматриваемая фишка появилась в смартфонных камерах, вам пришлось бы сделать три фотографии, потом перенести их в компьютер, открыть эти фото в Photoshop или в другой подобной программе, и использовать ПО для HDR, чтобы соединить вышеуказанные фото вместе, выделяя при этом лучшие участки изображений для получения аналогичного эффекта.

Сегодня, к счастью многих владельцев смартфонов, производители адаптировали HDR для камер их девайсов, поэтому мобильные устройства выполняют нужную работу автоматически.

Когда следует использовать HDR?

На самом деле не существует наилучшего способа использования HDR. Чаще всего многое зависит от того, что вы хотите получить от фотографии. Тем не менее ниже мы публикуем подборку советов для наиболее распространённых мест, где можно использовать HDR для получения более качественных снимков.

Пейзажи

Освещение является одним из самых важных аспектов для получения хороших фотографий, но на открытом месте солнечный свет может стать причиной чрезмерного уровня контраста. HDR способен сгладить такой недостаток, в результате чего на снимке будет меньше участков насыщенного светлого или тёмного цвета. Взгляните на эти две фотографии и обратите внимание, как детализация участков неба становится более заметной с включённым режимом HDR.

Сцены со слабым освещением и контражурным светом

Если ваши снимки слишком тёмные – или очень тёмные в определённых местах – HDR можно использовать для увеличения общего уровня яркости. Хотя в такой ситуации не стоит ждать большого чуда – если освещение плохое, то вышеуказанный режим не в состоянии сделать его больше. Как правило, принцип его работы заключается в объединении самых светлых и самых тёмных участков нескольких изображений в одно целое, и это помогает, но в определённой мере.

Когда не следует использовать режим HDR?

Когда вы или другие объекты находятся в движении

Так как режим HDR подразумевает использование трёх фотографий, то, если что-то перестаёт быть статичным между одним или двумя снимками, итоговое изображение может быть размытым: вот почему процесс фотографирования при включённом HDR занимает чуть больше времени, чем обычно. Поэтому старайтесь быть неподвижным и делать снимки лишь статичных объектов.

Сцены с высоким уровнем контраста

Насколько нам известно, некоторые фотографии выглядят лучше при сильном контрасте между светлыми и тёмными участками. Использование HDR уменьшит уровень контраста, и в итоге от такого режима будет больше вреда, чем пользы.

Сцены с яркими цветами

HDR, безусловно, может добавить красок блёклым цветам на изображении. Но, если вы имеете дело с цветами, которые и так чрезмерно яркие, то этот режим сделает их ещё более насыщенными. Поэтому вам стоит быть осторожным, чтобы избежать такой ситуации.

Как мне узнать, что в моём устройстве есть HDR?

Большинство современных мобильных девайсов включают в себя опцию HDR, а чтобы использовать её, необходимо сделать активацию в настройках камеры. Иногда бывают случаи, когда делать такую активацию необходимо в ручном режиме, а не в автоматическом. Если ваш смартфон не имеет режима HDR, в магазине Google Play Store вы найдёте ряд альтернативных решений, которые дадут почти аналогичные с HDR результаты.

Заключение

В целом лучший совет для использования HDR выглядит так: сделайте фотографию одной сцены с таким режимом, и без него, а потом выясните, какой из двух снимков вам нравится больше всего. Это даст вам лучшее представление о том, на что способен HDR. Также не забывайте держать ваш девайс в руках как можно устойчивее, когда делаете снимки при включённом вышеуказанном режиме.

А вам нравится использовать режим HDR на вашем смартфоне? Когда, по вашему мнению, его можно задействовать лучше всего? Расскажите об этом в комментариях.

Что делать, если гонка мегапикселей в смартфонах зашла в тупик, увеличить матрицу не дает тонкий корпус, но хочется получить лучшее качество фото? Можно усовершенствовать оптику, используя высококачественные линзы из стекла, но это дорого и трудно. Можно до идеального оптимизировать железо и софт камеры, но это требует наличия в штате разработчиков виртуозных инженеров и программистов. А можно воспользоваться мощностями современного железа (благо, их сейчас достаточно) и просто добавить новые алгоритмы обработки кадра. Одной из таких опций, встречающихся в смартфонах практически повсеместно, является HDR.

Что такое режим HDR в смартфоне – поможет разобраться наша статья. Также мы попробуем выяснить, в каких ситуациях данная опция окажется полезной, а в каких только испортит кадр.

Что такое режим HDR

HDR режим (от англ. High Dynamic Range – высокий динамический диапазон) – это специальный метод съемки фото, в котором камера смартфона последовательно делает несколько кадров с разной выдержкой и экспозицией, для последующего их слияния в одном изображении. Автофокус модуля поочередно концентрируется на участках с разными показателями яркости, контрастности, а также удаленности от объектива.

Сразу после запечатления кадры подвергаются программной обработке. Они накладываются друг на друга, а система анализирует их качество, выбирая за основу наиболее четкие фрагменты. Аналогичные части других кадров используются только для повышения четкости, насыщенности, а также шумоподавления.

Конкретный алгоритм работы HDR зависит от особенностей и уровня его реализации. Самый простой (и наименее эффективный) пример его организации – это когда кадры просто накладываются друг на друга и немного «замыливаются». В наиболее совершенных вариантах последовательно анализируются фрагменты каждого снимка, для выявления наиболее удачных.

Что дает режим HDR в камере

Основное предназначение HDR в камере смартфона – это повышение детализации картинки и ее четкости. К примеру, если при обычной съемке в кадр попадают объекты разного цвета, в разной степени отдаленные от фотографа и имеющие различный уровень света (темные дома и голубое небо – очень распространенная ситуация) – только часть из них окажется в фокусе. Другие предметы окажутся нечеткими, размытыми и совсем не контрастными.

Режим HDR дает возможность поочередно сфокусироваться на каждом из таких участков, чтобы получить максимально возможное качество. Слияние кадров, на одном из которых в фокусе оказался передний план, на другом – задний фон, а на третьем – мелкие детали окружающей обстановки, позволяет объединить все удачные детали в одной фотографии.

Таким образом, при съемке неподвижных объектов со штатива (или просто если крепко держать смартфон) HDR позволяет сделать кадры более четкими и детализированными. Но есть у этого режима и недостатки.

Минусы HDR

• Нельзя снимать движущиеся объекты . Несмотря на то, что камера делает серию снимков с миллисекундными интервалами, за это время объект съемки может переместиться. Как итог – вместо размытого фото машины получится нечеткая полоска, а бегущий человек станет смазанной тенью.
• Не выйдет получить яркий кадр . При съемке серии кадров с разной выдержкой и фокусом – ПО камеры в режиме HDR «усредняет» значения яркости. Если в одиночном режиме можно получить фотографию, на которой основной объект получится насыщенным (пусть и в угоду фону), то в HDR фон будет лучше, но центр – хуже.
• Замедление съемки . Даже самая быстрая камера, которая делает кадр за доли секунды, замедляется во время съемки в HDR. Секундная задержка может играть существенную роль, и иногда лучше быстро сделать серию из 5-10 кадров (такой режим тоже есть почти везде), чем ждать обработки одного снимка.

HDR означает - высокий динамический диапазон, для более краткого и удобного использования используется английская аббревиатура, HDRI - высокий динамический диапазон изображения. HDR является одним из видов фотографии, которая позволяет создавать изображения с большим динамическим диапазоном, чем это возможно обычно.

Чтобы понять, что это такое и понять как это использовать, в первую очередь необходимо понять, что из себя представляет динамический диапазон.

Динамический диапазон

Динамический диапазон является мерой спектра освещения на различных уровнях - от самого темных черных оттенков до самых ярко белых - что может быть отображено на фотокамере. Динамический диапазон определяет количество контраста, который вы можете зафиксировать или отобразить без потери деталей.

Динамический диапазон, который вы можете зафиксировать с помощью камеры, значительно выше, чем тот, что может быть отображен на вашем мониторе.

Почему это так важно?

Некоторые сцены могут быть слишком контрастными, из-за определенного типа освещения. Именно поэтому, специалисты советуют избегать съемок в полдень при ярком солнечном свете, так как камеры не справляются с полным диапазоном света. При низкой освещенности, могут возникнуть другие проблемы – изображение будет слишком тусклым, не контрастным. В результате на фотографии будут мягкие тени, но сам кадр будет немного невзрачным.

Изображение при средних тонах

Существуют ли способы избежать этого?

При цифровой съемке эти проблемы решать гораздо проще, так как результат съемки виден на дисплее моментально. В зависимости от получившегося кадра, вы можете изменить настройки камеры, или сменить ракурс. Мы также можем использовать вспышку, чтобы уменьшить контраст в солнечный день и использовать специальный фильтр, чтобы сбалансировать разницу яркости между небом и ландшафтом.

Более того, существуют приемы обработки, которые можно использовать в Photoshop, особенно, если съемка происходила в режиме RAW, что позволяет получать снимки, с максимальной детализацией в самых темных и самых светлых областях кадра.

Как же работает HDR?

HDR позволяет использовать больший диапазон яркости в изображении, причем диапазон может быть гораздо больший, чем в обычном изображении. True Image HDR создается из нескольких снимков одного и того же сюжета, сделанные с немного разной экспозицией.

Каждая экспозиция захватывает часть тонального диапазона. Затем они объединяются в одно изображение, с помощью специального программного обеспечения.

Что имеется в виду?

True Image HDR содержит гораздо больший диапазон тонов - слишком много, на самом деле, для отображения на нормальном мониторе компьютера или при распечатке на бумаге.

Они, как правило, хранятся в виде 32-разрядных файлов, которые позволяют передать до 4300000 оттенков каждого цветового канала. Для сравнения, стандартный файл JPEG позволяет передать 256 (8 бит) оттенков на каждый канал, и RAW файл передает от 4000 (12-бит) до 16000 (16-бит) оттенков на каждый канал.

Итак, что же делать с этим очень большим файлом?

Следующим этапом для большинства изображений HDR является тональное отображением. При этом программа использует 32-разрядное HDR изображение, чтобы создать изображение с контрастным диапазоном, который может быть передан при печати или на мониторе.

Каждое тональное значение будет пересчитано при другом масштабе. В итоге создается новое изображение, в котором вы можете видеть все детали и в ярких бликах, и в самых темных областях теней. В этом и состоит вся важность тонального отображения, которое вы можете получить от HDR.

Как творчески использовать HDR?

Многие энтузиасты используют не только HDR в сочетании с программным обеспечением, они пошли дальше. Они ставят перед собой задачу не создать реалистичный образ, они стремятся создать оригинальный художественный образ, который уже не выглядит реалистично. Полученный эффект аналогичен тому, который используется в гиперреалистичном стиле в живописи. Кому-то это нравится, а кому-то нет.

Изображение при наиболее яркой экспозиции

Какое программное обеспечение необходимо?

Есть много программ, которые включают в себя HDR - в том числе и бесплатных. Наиболее известной программой является Photomatix Pro, но последняя версия Photoshop (CS5) имеет встроенный HDR-центр.

Обычно в HDR программах есть целый ряд ползунков, которые помогут вам контролировать тон, и дадут возможность делать эффект таким, как вам нравится.

Как снимать с HDR?

По существу, процесс такой же как и при брекетинге. Количество снимков, которые вам потребуются, во многом зависит от фактического тонального диапазона сцены, которую вы снимаете. Чем больше контраст, тем больше кадров вам следует сделать.

Обычно делается три фотографии, но в зависимости от съемочной ситуации, вам может потребоваться сделать целых девять снимков, каждый из которых на одну-две остановки отличается от предыдущего. Некоторые зеркальные камеры обладают AEB (автоматическим брекетингом экспозиции), который позволит вам сделать это без дополнительных трудностей.

Изображение при наиболее темной экспозиции

Какие другие настройки я должен использовать?

Последовательность в ваших кадрах должна быть максимально близкой по содержанию друг к другу, на столько, насколько это возможно (хотя, очевидно, яркость будет меняться). Любые изменения, вызванные движением, могут создать ореол, с которым затем придется справляться вашему программному обеспечению.

Обновив свою мобильную операционную систему iOS до версии 4.1, компания представила новую функцию доступную только для iPhone 4. Называется она HDR (расширенный динамический диапазон) и является приятным дополнением к без того богатому функционалу задней камеры смартфона.

Динамический диапазон – это спектр от светлых до темных цветов, которые может распознавать глаз и матрица камеры. Функция HDR позволяет делать три снимка с разной выдержкой (недодержанный, нормальный и передержанный) и объединять их в одно изображение с повышенным динамическим диапазоном. Получающееся изображение максимально приближено к той картинке, которую видит человеческий глаз и отличается отображением дополнительных деталей, которые часто не бывает видно, поскольку они находятся в тени.

Поскольку благодаря функции HDR в большинстве случаев обработанные снимки получаются лучше первоначальных, существует соблазн постоянно держать ее включенной. Кроме того, никто не мешает вам в меню Настройки->Фото сделать так, чтобы сохранялись обе версии фотографии. Единственный минус состоит в том, что сохранением HDR-фото занимает целых 5 секунд. К тому же если у вас мало свободной памяти, то необходимость сохранения дополнительной, зачастую большей по размеру фотографии также не может не раздражать.

Но главная истина состоит в том, что хотя этот новый инструмент может сделать многие фотографии лучше, это не означает, что его следует постоянно использовать при фотографировании. Рекомендуем вам потратить часть своего времени на прочтение этой статьи, чтобы понять, в каких ситуациях использование функции HDR уместно, а в каких ее лучше отключать.

Когда использовать HDR

Пейзажи: Классический случай использования HDR в фотографировании – это съемка пейзажей при ярком свете, возвышающемся над горизонтом, и более темной поверхностью земли. Пользователям , которые хотят, чтобы в обеих частях такого пейзажа было видно много деталей, следует обязательно переключиться в режим HDR. Единственный тип пейзажей, в которых эта функция показала себя плохо, это закаты солнца. Система пытается осветлить передержанное солнце, в результате чего теряется согревающая насыщенность красного и оранжевого, из-за чего картина уже не выглядит такой захватывающей.

Портретная съемка на улице: Из-за сильного солнечного света портреты, сделанные на улице среди дня, выглядят тусклыми и выцветшими. К тому же на лице модели часто могут возникать нежелательные тени, а вокруг глаз – темные круги. При включении функции HDR на iPhone эти негативные воздействия можно минимизировать, получив в результате этого адекватно освещенный портрет.

Тем не менее, если человек полностью охвачен тенью, вряд ли ограниченных возможностей режима HDR будет достаточно, чтобы в нужных масштабах осветить его лицо. Чтобы извлечь из этой функции максимум возможностей при съемке человека, освещенного сзади, сфокусируйтесь на самой темной части лица модели. В результате фон получится максимально выцветшим. После того как вы сделаете снимок, в итоговом фото соединятся должным образом выдержанное лицо человека и слегка приглушенный фон. Профессиональные фотографы в таких ситуациях пользуются заполняющей вспышкой, однако пользователям iPhone приходится довольствоваться лишь программными функциями для получения желаемого эффекта.

Редактирование с помощью приложений: Если вы планируете использовать приложение для редактирования полученных изображений, в HDR-снимке будет содержаться больше информации, с которой можно было бы поработать. Если вас устраивает ровная выдержка этого фото, но разочаровывает тусклость красок, вы можете увеличить степень насыщенности, воспользовавшись такими программными продуктами как Photogene или Adobe Photoshop Express. Поклонники приложений, которые имитируют пленку, должны учитывать тип фильтра, которые они планируют использовать. Некоторые приложения создают эффект игрушечной камеры, задирая уровень насыщенности и контрастности – двух показателей, которые обычно находятся на низкой отметке у HDR-фото. Фильтры, имитирующие старые фотоаппараты, наоборот высветляют фотографии, придавая им блеклый вид.

Когда лучше не использовать HDR

Съемка в движении: В режиме HDR камера iPhone один за другим делает три снимка. Если вы фотографируете быстро движущийся предмет или сами двигаетесь во время съемки, на итоговом снимке фотографируемый человек будет похож на призрака. Это получается, поскольку друг на друга накладываются два изображения модели, которая находится в двух разных местах. Если вы часто испытываете эту проблему при использовании режима HDR, попробуйте воспользоваться штативом.

Когда важна контрастность: Удачное фото может подарить захватывающие впечатления, сыграв на контрасте темного и светлого. Например, фотография может отображать длинную тень, тянущуюся по поверхности, или полностью темный силуэт на ярком фоне. К сожалению, при использовании функции HDR, призванной сглаживать излишества, такой эффект будет смазан.

Когда хочется добавить красок: В режиме HDR чрезмерно яркие краски делаются более тусклыми, что способствует выравниванию общей насыщенности снимка. Поэтому при съемке ярких и хорошо выдержанных предметов с использованием этой функции вас может постигнуть разочарование. Если вам позарез нужно передать все многообразие красок, которые вы в данный момент видите перед глазами, рекомендуем вам зайти в настройки и отключить HDR. Например, вы снимаете горизонт, где основной фокус сосредоточен на ярком небе, но темный фон для контраста вам хотелось бы сохранить. Для осуществления своего замысла вам непременно придется отключить динамический диапазон, поскольку конечная фотография явно многое потеряет.

Когда нужна вспышка: Тщательно изучив функцию HDR, вы наверняка успели заметить, что во время ее работы вы не можете пользоваться вспышкой. Если вы включите вспышку, HDR автоматически отключается. Поэтому для съемки при плохом освещении с использованием динамического диапазона вам придется прибегнуть к помощи других осветительных приборов.