Wideo o rozszerzonej dynamice tonalnej

Nagrywanie filmów z rozszerzoną dynamiką tonalną, czyli filmów HDR – high dynamic range (NIE MYSLIĆ z HD – High Definition) stanowi poważny problem techniczny. Każda klatka filmu musi być złożona z przynajmniej 3. zdjęć a trzeba zarejestrować minimum 24 klatki w ciągu sekundy. Filmujemy zazwyczaj obiekty poruszające się a do złożenia 3. kadrów w jedną klatkę obiekty nie mogą być przesunięte względem siebie na kolejnych ujęciach. Filmowanie kamerą z klasyczną matrycą światłoczułą wymagałoby zarejestrowania trzech kadrów w czasie znacznie krótszym niż 1/100 s. Jest to możliwe przy dobrym oświetleniu ale kamera filmowa powinna być bardziej uniwersalna i nadawać się do filmowania w różnych warunkach oświetleniowych.

Pojawiły się więc rozwiązania techniczne umożliwiające zarejestrowanie 3. kadrów o różnej ekspozycji za jednym otwarciem migawki. Jest kilka rozwiązań umożliwiających takie rejestrowanie obrazu.

Matryca z maską ograniczającą naświetlenie sąsiednich pikseli. Idea jest taka.

Każde 4 sąsiednie piksele przesłonięte są filtrem neutralnym o tłumieniu światła
- 0 krotnie
- 4 krotnie
- 16 krotnie
- 64 krotnie

Czas otwarcia migawki dla pojedynczej klatki dobrany jest, w zależności od oświetlenia, tak by kolejne piksele odwzorowały poprawnie obszary od najciemniejszego do najjaśniejszego. Tak więc z jednego naświetlenia matrycy można stworzyć 4 obrazy o różnej ekspozycji, które następnie program składa w jeden obraz o rozszerzonej dynamice tonalnej. Każde ze zdjęć składowych ma rozdzielczość 4x mniejszą niż matryca ale przy filmowaniu rozdzielczość rzędu 4MP dla pojedynczej klatki daje zupełnie dobry obraz podczas wyświetlania filmu.

Bardziej zaawansowaną metodą jest Adaptive Dynamic Range Imaging (ADRI), co można przetłumaczyć na OBRAZOWANIE Z MASKĄ DOPASOWUJĄCĄ SIĘ. Polega to na pokryciu pikseli maską o zmiennym tłumieniu światła. Tłumienie jest regulowana na podstawie sygnału otrzymywanego z danego piksela. Czyli procedura jest taka.

Wszystkie elementy maski mają zerowe tłumienie światła
Następuje bardzo krótki czas otwarcia migawki i rejestrowany jest sygnał z każdego piksela
Zależnie od naświetlenia poszczególnych pikseli maska pokrywająca go jest regulowana tak, by mocniej tłumiła światło w miejscach jasnych o słabiej w ciemnych.
Z takim ustawieniem tłumienia pikseli rejestrowany jest właściwy kadr
Z tego kadru wybierane są zdjęcia o różnym naświetleniu i składane w jedno o rozszerzonej dynamice tonalnej.

Ta metoda jest znacznie bardziej skomplikowana technicznie i programowo od poprzednio opisanej. Przytoczone tu opisy oddają idee rejestrowania zdjęć dla stworzenia klatki HDR ale szczegóły są tajemnicą pilnie strzeżoną przez producentów urządzeń z takimi możliwościami.

Kolejną metodą tworzenia klatek do filmu o rozszerzonej dynamice tonalnej jest zastosowania układu optycznego rozszczepiającego światło wpadające do kamery na 3 wiazki i skierowanie każdej z nich na osobną matrycę z odpowiednio ustawioną czułością, tak by otrzymać trzy kadry o różnym naświetleniu, nadające się do stworzenia klatki HDR. Przypominamy, że nie piszemy to o filmach High Definition (wysoka rozdzielczość), tylko o High Dynamic Range (duża dynamika tonalna). Metoda ta jest stosunkowo najprostsza ale wymaga matryc o podwyższonej czułości, gdyż każda z nich otrzymuje tylko 1/3 energii świetlnej wpadającej do kamery.

Używasz Facebooku'a? Kliknij "lubię to", będziesz dostawał informacje o nowościach na naszym serwisie.