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HDR照片制作完全教程  

2016-10-14 07:45:57|  分类: 【照片后期】 |  标签: |举报 |字号 订阅

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            高动态范围图像(High-Dynamic Range,简称HDR),相比普通的图像,可以提供更多的动态范围和图像细节,根据不同的曝光时间的LDR(Low-Dynamic Range)图像,利用每个曝光时间相对应最佳细节的LDR图像来合成最终HDR图像  ,能够更好的反映出真实环境中的视觉效果。
          如上文所说HDR,为高动态范围的简称,何为高动态范围,举例说明:
         现实真正存在的亮度差,即最亮的物体亮度,和最暗的物体亮度之比为, 而人类的眼睛所能看到的范围是左右,但是一般的显示器,照相机能表示的只有256种不同的亮度。但是我们可以多拍几张照片,2张,3张,...., 甚至几十张,这些照片的曝光依次增大,很多朋友应该可以想到,随着照片曝光的增大,照片会依次变亮,换一种角度,照片所表示的细节会由暗处向亮处改变。
          根据上面的原理,如果我们将照相机拍摄的很多张图片合成,结果图片的数量级一般为甚至更多。
          这样问题就出现了,或者更高数量级的亮度只能存在电脑里,而一般的显示器只能表示个亮度数量级,用256个数字来模拟所能表示的信息,这种模拟的方法就是HDR技术核心内容之一,学名叫Tone-Mapping  。用Tone-mapping压缩以后,我们所合成的HDR影像就能很好的在显示器上显示了,能给人以震撼人心的效果。
         HDRI是High-Dynamic Range (HDR)image的缩写,也就是高动态范围图像, 就是为了解决这个问题而发明出来的,简单地说,HDRI是一种亮度范围非常广的图像,它比其它格式的图像有着更大亮度的数据贮存,而且它记录亮度的方式与 传统的图片不同,不是用非线性的方式将亮度信息压缩到8bit或16bit的颜色空间内,而是用直接对应的方式记录亮度信息,它可以说记录了图片环境中的 照明信息,因此我们可以使用这种图象来“照亮”场景。有很多HDRI文件是以全景图的形式提供的,我们也可以用它做环境背景来产生反射与折射。这里强调一 下HDRI与全景图有本质的区别,全景图指的是包含了360度范围场景的普通图象,可以是JPG格式,BMP格式,TGA格式等等,属于Low- Dynamic RangeRadiance Image,它并不带有光照信息。
        HDRI文件是一种文件,扩展名是hdr或tif格式,有足够的能力保存 光照信息,但不一定是全景图。Dynamic Range(动态范围)是指一个场景的最亮和最暗部分之间的相对比值。一张HDR图片,它记录了远远超出256个级别的实际场景的亮度值,超出的部分在屏 幕上是显示不出来的。可以这样想象:在photoshop里打开一张从室内往窗外外拍的图片,窗外的部分处在强烈的阳光下,曝光过度,呈现的是一片白色, 没有多少细节。你将毫无办法,调暗只会把白色变成灰色而已,并不会呈现更多的细节。但如果同一场景是由hdr纪录的话,你减低曝光度,原来纯白的部分将会 呈现更多的细节。谈论游戏画面时常说的HDR到底是什么呢?HDR,本身是High-Dynamic Range(高动态范围)的缩写,这本来是一个CG概念。
        计算机在表示图象的时候是用8bit(256)级或 16bit(65536)级来区分图象的亮度的,但这区区几百或几万无法再现真实自然的光照情况。HDR文件是一种特殊图形文件格式,它的每一个像素除了 普通的RGB信息,还有该点的实际亮度信息。普通的图形文件每个象素只有0 -255的灰度范围,这实际上是不够的。想象一下太阳的发光强度和一个纯黑的物体之间的灰度范围或者说亮度范围的差别,远远超过了256个级别。因此,一 张普通的白天风景图片,看上去白云和太阳可能都呈现是同样的灰度/亮度,都是纯白色,但实际上白云和太阳之间实际的亮度不可能一样,他们之间的亮度差别是巨大的。因此,普通的图形文件格式是很不精确的,远远没有纪录到现实世界的实际状况。所以,现在我 们就要介绍一下高动态范围图像(简称HDRI)。HDR全称是高动态范围。这是一个简单的术语,HDR图片是使用多张不同曝光的图片,然后再用软件将它们 组合成一张图片。它的优势是最终你可以得到一张无论在阴影部分还是高光部分都有细节的图片。在正常的摄影当中,或许你只能选择两者之一。
         数码摄影科技更新不断,每年推出的新款数码相机都有不少惊喜带给大家。玩完脸部识别,今年就轮到HDR成为影像技术的新潮流。究竟HDR是什么呢?数码相机如何制作HDR照片?自己可以后期制作吗?我们在这里为大家一一解析。


HDR照片制作完全教程 - 理睬 - .

HDR是什么?

    HDR是英文High Dynamic Range(高动态范围)的缩写。在大光比环境下拍摄,普通相机因受到动态范围的限制,不能纪录极端亮或者暗的细节。经HDR程序处理的照片,即使在大光比情况拍摄下,无论高光、暗位都能够获得比普通照片更佳的层次。

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正常曝光

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HDR照片

HDR的发展

    在胶片摄影年代,人们已经能够在暗房冲洗时,透过局部加光(Dodge)或减光(Burn),来增减照片光位与暗位的层次。虽然现在大家已很少有机会接触暗房,不过仍可在Photoshop中找到Dodge及Burn两个工具,模拟出暗房局部加光或减光的效果。

    进入数码摄影时代,当然有更好的方法来增加照片的层次。Photopshop自2005年推出的CS2版本开始,就开始提供Merge to HDR功能。大家只要拍摄构图相同但曝光不同的几张照片,就可用这个功能合并出HDR照片。除了Photoshop之外,市面上也出现了其他同样功能的软 件,为大家提供了更多选择。

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    除了后期制作之外,数码相机生产商近年也不断专注于研发拍摄出更高动态范围的硬件与内置功能。其中富士可谓当中的佼佼者,早于2004年便推出高动态范围 的SuperCCD SR,用一半像素用来纪录正常亮度,另一半用来纪录画面的暗位,并且应用到旗下的数码单反S3 Pro上。之后其他品牌的数码单反相机也有推出提高影像动态范围的运算功能,例如尼康的 Active D-Lighting、佳能的高光优先模式、宾得的动态范围扩大功能以及索尼的D-Range Optimizer等,以简单的方法提升照片的层次。到后来,连小DC也开始加入了高动态范围的功能,例如富士、尼康、理光的部分型号等都有类似功能。

HDR照片制作原理及限制

    正如前文所提,制作HDR照片的方法,主要分为相机内置功能及后期软件处理两种,在这里先说说相机内置功能。大家使用有此功能的相机时,可能会发现开启这 些功能后,相机的测光会比正常偏向曝光不足,又或者要选用较高感光度才可使用这些功能。虽然方式有点不同,其实原理方面大同小异。

    选用了高动态范围功能时,一些型号的相机规定要选用较高感光度,不过大家不要以为感光度真的提高了,实际上相机在背后做动作的却是利用提高快门速度来减少 曝光,以保存更多高光部分的细节。减少曝光之后,相机就会利用内置的图像处理器进行运算,给高光位以外的地方局部加光,令整张照片的光影恢复正常。不过由 于暗位被后期加亮,因此噪点会较为明显。一些相机就不会规定大家选用较高感光度,不过就会在背后指示测光系统自动减少曝光值以增加高光位细节,然后就在进 行图像处理时加亮暗位。另外也有部分型号不会规定选用高感光值,也不会影响测光,只是单一地将照片的暗位加亮。

    至于富士配备Super CCD SR或EXR的型号,就可以利用两组像素来分别纪录画面的暗位以及高光位,理论上可以在不增加噪点的情况下提高感光度,不过输出的照片像素会减半。至于理 光CX1 首创的DR高宽容模式,可透过高速连续拍摄两张不同曝光值的影像,以HDR的方式合成为一张照片。不过拍摄移动中的主体时,照片就有可能出现残影现像。


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    最后要说的就是软件合拼,这个方法虽然较为麻烦,不过效果也最为显著。大家拍摄时,先用三脚架固定位置,然后以包围曝光拍摄3至5张照片,例如拍摄一套 -2EV、-1EV、0EV、+1EV、+2EV的照片,作为制作HDR的材料。一些较新版本的软件,更可提供自动影像对正功能,拍摄时就不一定要用三脚 架固定。将这一系列照片输入之后,软件便能够自动找出最多层次的部分用作合并,在大光比环境下也可拍出有足够层次的照片。不过这个方法不能够适用于移动中 的主体,不然照片亦会出现残影。

    如果真的要对动态主体进行HDR,方法是只拍摄一张RAW照片用作HDR制作。大家只要拍摄一张曝光正常的RAW格式照片,利用RAW处理软件将同一张照 片输出至 -1EV、0EV、+1EV 三个JPEG文件,就可以用HDR软件将三个文件合并。这个方法用起来十分方便,不过照片的噪点会较多。

HDR效果比较

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    现在推出的不少新款DC都标榜可拍出高动态范围照片,究竟这些DC拍出来的效果跟软件HDR照片相差有多大?本次就使用了富士FinePix F200EXR及理光CX1作为比较对象,在同一环境测试其内置高动态范围模式的效果。在HDR后期别方面,用来制作HDR照片的相机是EOS 5D Mark II,HDR软件使用Photoshop CS2以及Photomatix Pro

HDR软件制作步骤

Photoshop CS2

    Photoshop是不少摄影人都会采用的修图软件,而Photoshop于CS2版本开始加入HDR照片制作功能。以Photoshop来制作HDR并不算太复杂,而且效果也十分自然。作品的成败关键,在于由32-bit影像转为8-bit时的反差调较。

    1. 在菜单中打开Automate -> Merge to HDR,开启HDR合并面板。


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    2. 按Browse按钮,选择3至5张曝光不同的照片组合,用作HDR照片合并,然而按OK确定。如果拍摄时没有用三脚架固定,可以选取“Attempt to Automatically Align Source Images”选项,软件便会为大家较准照片的位置。

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    3. 之后,Photoshop会为大家初步合并出一张预览图,右边会出现一个直方图,用作设定照片的白场,大家可以将直方图下面刻度推至直方图右边的“山脚”位置,令照片的高光位有更多层次。照片这时看来较暗、较灰,这点可容后处理。

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    4. 稍后Photoshop会为大家合并出一个32-bit的HDR图像,我们可以从菜单中选取Image -> Mode -> 8 Bits/Channel,开启HDR Conversion面板,将照片转化为普通可用的JPEG,并顺便调较好照片的反差。

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    5. 在 HDR Conversion面板,于Method中选取Local Adaptation,下方会出现一个Toning Curve and Histogram控制选项,用法类似Photshop的Curve曲线功能。如图所示,我们要将斜线的中间拉至直方图左边的山脚,指示出照片的黑场开始 位置,有需要亦可再拉动直线的其他位置,令照片的反差尽量自然

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    6. 转为8-bit文件后,就可以对照片进行一般调较(如饱和度、色调等),然后储存为8-bit JPEG图像文件。

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Photomatrix Pro

    Photomatrix Pro是另一个较多人用的HDR图像软件,选项比Photoshop多,变化也较大。相比起Photoshop,用Photomatrix Pro处理出来的照片层次及细节可以相当夸张,拍摄如云层、建筑物等景物便更有气势。

    1. 在Workflow Shotcuts中选择Generate HDR Image,开启Selecting source images面板,并按Browse按钮选取需要进行HDR处理的一系列照片。


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    2. 选择档案后按OK进入Generate HDR - Options面板,这时可直接按OK,让软件开始合并HDR影像。

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    3. 初步合并出来的照片,色调、对比都不妥当,这时可按下Tone Mapping按钮作进一步调较。

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    4. 打开Tone Mapping面板后,有几个主要选项需要调较。Strength是指照片的细节,多数使用Photomatrix Pro的用户都喜欢将其设为100,如果不希望画面的细节太过夸张,可按需要设定。另外大家也可调较Luminosity、White Point以及Black Point以控制照片的明暗对比,调较这三个选项时,面板中的直方图会跟随着变动,可用作参考照片的曝光情况。一切设置没有问题后,就可按Process 进行正式HDR合并处理

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    5. 合并完成后,选择菜单中的File -> Save As存档。

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三张不同曝光vs.一张 RAW 合并

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由三张曝光不同的照片合并而成

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由一张RAW文件输出三张曝光不同的照片合并

    利用HDR技术,大家可以突破宽容度的限制,将照片的层次细节带到一个前所未有的水平,进一步扩阔摄影创作的空间。利用软件合并方法可以得出较佳效果,不 过碍于拍摄及后制过程十分麻烦,在人多的地方更是几乎没可能拍摄,实用性可说十分有限。不过对于摄影爱好者来说,能够制作出一张漂亮的HDR照片会更有成 功感。至于相机内置高宽容度功能拍出来的照片,虽然有较多噪点,效果也不及软件后制明显,不过由于使用方便,对于普通用户来说可能更为实用。



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