Guide: Flotte HDR-fotos med gratis programmer

Af Torben Okholm, Alt om Data

Denne artikel er oprindeligt bragt på Alt om Data. Computerworld overtog i november 2022 Alt om Data. Du kan læse mere om overtagelsen her.

Det er vist en ganske almindelig opfattelse blandt brugere af digital-kameraer, at fotokvaliteten ene og alene afhænger af billedernes opløsning målt i megapixel. Var det bare så enkelt! I realiteten er det en lang række fakta og tal, der adskiller et godt kamera fra et mere middelmådigt af slagsen. Her vil vi specifikt fremhæve én faktor: dynamisk rækkevidde. Begrebet dækker over forskellen mellem det mørkeste og lyseste element i et bil-lede, som man kan optage.

Gennemgående leverer et godt digitalt spejlreflekskamera en højere kvalitet end de fleste telefoner og peg og klik-kameraer, men generelt lider kameraer under det deprimerende faktum, at de ikke kommer i nærheden af det menneskelige øjes formåen. Resultatet er, at det ofte er umuligt at lave en korrekt optagelse af de finere detaljer i både de lyseste og de mørkeste områder i mange scener. Den begrænsede dynamiske rækkevidde i et kamera kan resultere i en alvorlig mangel på detaljer sammenlignet med det billede, som vores hjerne skaber ud fra de data, vores øjne leverer.

Lyse områder såsom himlen kan i et foto ende som en næsten ensfarvet hvid flade, men mørkere områder som for eksempel skygger kan blive helt sorte. Dette problem kan man løse ved hjælp af HDR – High Dynamic Range-fotografering – og det skal vi se på her.

Med GIMP kan man kombinere to billeder ved at behandle dem som lag, hvoraf det øverste bliver renderet delvis gennemsigtigt ved hjælp af en maske, således af dele af det nederste billede skinner igennem.

Smil, du er på

Grundprincippet i HDR-fotografering er at tage flere identiske fotos ved forskellige blændeåbninger, således at man kan fange langt mere af tonevariationen i scenen, end man kan optage med et enkelt skud. Vi skal senere undersøge, hvordan man kan kombinere disse forskellige optagelser og lave et enkelt HDR-foto, men til at begynde med giver vi nogle gode råd om at tage fotos ved forskellige blændeåbninger – det, som internationale fotografer kalder bracketing.

Eftersom optagelserne til sidst skal kombineres, er det vigtigt, at de alle har den samme beskæring i søgeren. Hvis der er en lille fejl, kan man korrigere den ved at beskære optagelserne, så de alle viser nøjagtig den samme scene – og der findes HDR-software, som kan gøre det automatisk – men det er bedre at gøre det rigtigt fra begyndelsen. Den eneste sikre måde at gøre det på er at bruge et fotostativ eller lade kameraet hvile på en sten.

Ideelt set ville vi også anbefale at bruge en fjernbetjening eller en trådudløser, således at man ikke risikerer at flytte kame-raet på stativet, mens man trykker på udløseren – men fordelen bliver i nogen grad opvejet af, at man er nødt til at røre ved kameraet mellem optagelserne, fordi man skal ændre blændeåbningen. I nogle tilfælde kan man tage en serie af billeder med et enkelt tryk på udløserknappen, men den funktion findes ikke på alle kameraer, og selv hvis den er tilgængelig, giver den måske ikke tilstrækkelig kontrol til ens HDR-arbejde.

Klik, klik

Processen indebærer, at man monterer kameraet på et stativ, fokuserer på scenen, tager et foto ved én blændeåbning, ændrer blændeindstillingen, tager endnu et foto og bliver ved, indtil man har fået alle de optagelser, man har brug for. Man skal bruge ét korrekt belyst billede og, som et absolut minimum, billeder, der er underbelyst med et eller to trin i eksponeringsværdi (-1 EV, -2 EV) og overbelyst med et eller to trin (+1EV, +2EV). Ved nogle scener må man gå længere end -2 EV og +2 EV, men man lærer af erfaringen, og det er altid bedre at tage flere billeder end blot nogle få.

Prøv at arbejde så hurtigt som muligt – det reducerer risikoen for, at du får problemer med drivende skyer. De kan nemlig give problemer. Tab ikke modet, hvis du senere konstaterer, at nogle billeder er næsten sorte, mens andre er næsten helt hvide. Den slags billeder er stort set ubrugelige som enkeltstående fotos, men de kan alligevel rumme små områder, der er korrekt belyste, og som derfor kan udgøre nyttige bidrag til det endelige HDR-foto.

Tag endelig så mange billeder, som du vil, men husk, at når det gælder om at bearbejde dem, kan du måske ikke bruge dem alle. Navnlig fotos, som er overbelyste med mere end 3 EV, kan have effekter, der fremstår slørede eller give et regnbueagtigt udseende. Den skarpsindige læser vil måske bemærke den virkning i et par af de bille-der, vi benytter i denne artikel.

»Mange har taget et foto med en farveløs himmel,
til trods for at den
faktisk havde en nydelig blå farve.«

Med tiden kan man lære at minimere disse fænomener i efterbearbejdningen, men det nemmeste er at undgå dem fra begyndelsen. Effekten kaldes lysglimt, og man ser den relativt hyppigt på modlysbilleder. Det hænger sammen med, at overeksponering øger risikoen for, at det bliver synligt. Det er altid en god idé at bruge en modlysblænde.

Endelig skal vi give nogle gode råd om, hvordan man undereksponerer og over-eksponerer sine fotos. Der er generelt set to fremgangsmåder. Man kan indstille kame-raet til blændeprioritet og vælge en blændeåbning. Det indebærer, at kame-raets blændekompensations-funktion tilpasser lukkertiden. Man kan også indstille kameraet til lukkerprioritet og vælge lukkerhastigheden. Det indebærer, at kameraets blændekompensations-funktion tilpasser blændeåbningen. Der er fordele og ulemper ved begge metoder, men i de flerste tilfælde opnår man de bedste resultater ved HDR-arbejde, hvis man bruger blænde-
prioritet. Det skyldes, at blændeåbningen påvirker dybdeskarpheden, og den bør være den samme ved de forskellige fotos.

Når man bruger GIMP til at kombinere et foto med korrekt eksponeret forgrund med et foto, der har en korrekt eksponeret himmel, kan resultatet blive en dramatisk solnedgang samtidig med en fuldt synlig forgrund.

Den manuelle metode

Mange har oplevet at tage et foto, der viser sig at have en næsten formløs hvid eller lysegrå himmel, til trods for at den faktisk havde en nydelig blå farve med kontrasterende hvide skyer, da den blev fotograferet. Det sker, når kameraet belyser optagelsen, så forgrunden er korrekt – med det resultat, at himlen bliver overbelyst. Lad os lægge ud med at tage netop dette eksempel på, hvordan man øger den dynamiske række-vidde manuelt ved hjælp af fotomanipulations-software.

Dette er ikke den eneste situation, hvor denne metode er egnet, men det er nok den mest almindelige. Effekten adskiller sig fra det, man kan opnå med dedikeret HDR-software, som vi senere kommer ind på, men resultatet fremstår ofte mere naturligt. Vi bruger fotomanipulationsprogrammet GIMP (GNU Image Manipulation Program, www.gimp.org), men man kan få de samme resultater med enhver fotoeditor, der understøtter lag og masker.

Først skal du vælge to fotos fra din bracketingserie – et med en perfekt eksponeret forgrund, der ser ud, som du vil have det i det færdige foto, og et med en himmel, der har alle de detaljer, som du ønsker. Før du åbner dem i GIMP, kan det være klogt at omdøbe dem med “forgrund” og “himmel” i filnavnene. Åbn nu begge fotos i GIMP – de dukker op i separate vinduer. Dernæst skal vi gøre himmelbilledet til baggrunds- eller grundbillede og placere forgrundsbilledet som et lag over grundbilledet.

Gå altså til forgrundsbilledet, vælg det ([Ctrl] + [A]), og kopier det ([Ctrl] + [C]). Nu kan du lukke forgrundsbilledet og droppe eventuelle ændringer. Nu har du kun ét bil-lede åbent – himlen – og du vil under Layers bemærke, at der kun er dette ene lag. Dernæst vælger du Edit > Paste as > New Layer, og du kan nu se, at forgrundsbilledet fremstår som et nyt lag ved navn Clipboard. Du kan omdøbe det til Forgrund ved at højreklikke på det og vælge “Edit Layer Attributes”. På dette stade kunne du blot slette den øverste del af forgrundslaget for at lade den dramatiske himmel skinne igennem. Det ville imidlertid være destruktivt: Når du har forladt GIMP og dermed tømt programmets Fortryd-buffer, kan du ikke fortryde en sletning. 

Vi vil i stedet knytte en transparensmaske til forgrundslaget. Højreklik på forgrundslaget, og vælg “Add Layer Mask”, idet du accepterer standardmetoden til at initialisere til hvid (fuld opacitet), før du klikker på “Add”. Du vil se, at en hvid firkant, der repræsente-rer masken, kommer frem ved siden af forgrundslaget. Før vi går videre og antager, at dine to lag er korrekt registreret, skal du låse dem begge for at sikre, at du ikke kommer til at bytte om på de to lag. Det gør du ved at klikke på boksen til venstre for en forhåndsvisning af begge lag. Nu fremkommer der et kædeikon, som angiver låsningen.

Alt, hvad der nu mangler at blive gjort, er at gøre masken på forgrundsbilledet gennemsigtig i de områder, hvor du vil have himlen til at skinne igennem. Det gør du ved at vælge masken, der har en hvid ramme, og male den sort, hvor du ønsker, at den skal være gennemsigtig. Vælg sort som forgrundsfarve i Toolbox, og vælg penselværktøjet. Mal nu blot masken sort, idet du begynder med en stor pensel og reducerer penselstørrelsen (de kantede parenteser reducerer og forøger penselstørrelsen). Zoom ind efter behov for at definere kanten mere nøjagtigt.

Hvis du kommer til at gøre for meget af masken gennemsigtig, kan du gøre den uigennemsigtig igen ved at male den hvid. Når du er færdig, gemmer du billedet og dermed lag og masker. Med Export-funk-tionen kan du generere en jpg-fil, der kombinerer alle lag og masker korrekt.

Den automatiske metode

Man kan bruge GIMP til at oprette et HDR-billede med mere end to fotos, men hvis du ønsker at gå videre end det, vi netop har vist, og vil kombinere et langt større antal fotos, er en dedikeret HDR-pakke vejen frem. Vi skal her vise, hvordan vi bruger programmet Luminance HDR (http://qtpfsgui.sourceforge.net/), som efter vores erfaring giver gode resultater.

Vores første eksempel er måske ikke net-op typisk, men vi har valgt det, fordi det har en usædvanlig høj dynamisk rækkevidde. Den pågældende scene (øverst til venstre på siden) er optaget i indgangen til en grotte set indefra og ud. Når man fotograferer sådan et motiv, sker det ofte med landskabet udenfor eksponeret normalt, således at hulen fremstår som næsten helt sort. Det kan sagtens være en helt acceptabel komposition, men vi vil opnå noget andet og har derfor taget ikke færre end seks fotos med forskellige eksponeringer, der er adskilt af 1 EV.

I den ene ende af skalaen blev landskabet udenfor renderet fint; i den anden fremstår det ydre som helt hvidt, mens man kan se nogle detaljer i grotten. Selv i det sidstnævnte tilfælde var grottens indre beskedent belyst. Vi kunne have gået videre, men vi besluttede os for, at en grotte gerne må se lidt skummel ud.

Vores første skridt i arbejdet med at gøre disse fotos til et HDR-billede er at starte Luminance HDR. Brugen af programmet er ret ligetil. Vælg “New HDR Image”. I HDR Creation Wizard vælger du nu de billeder, som du kombinerer. Billederne bliver ind-læst, og du får et estimat af eksponeringen for hvert af dem. Den kan du korrigere, hvis du får brug for det. Klik “Next” for at komme til guidens andet skærmbillede. Fravælg “Preview”. Nu ændrer Compute-knappen sig og bliver til en Finish-knap, og den skal du nu klikke på. Efter et stykke tid bliver du ført til Tonemap-vinduet.

Når Tonemap-vinduet bliver vist, er HDR-billedet allerede blevet genereret, men der er et problem. Ligesom et kameras CCD ikke kan optage et HDR-billede, kan almindelige (ikke-HDR) skærme ikke vise dem, og printere kan ikke udskrive dem. Ud fra den betragtning er oprettelse af et HDR-foto en meningsløs øvelse, eller det ville det i det mindste være uden tone-mapping.

Tone-mapping har til hensigt at bearbejde et HDR-billede og bevare så meget som muligt af den farveskala, som det rummer, samtidig med at billedet bliver gjort egnet til fremvisning på almindelig hardware. Det vil uundgåeligt medføre nogle ændringer, og de kan spænde fra det meget beskedne til det ekstreme – selv det sidstnævnte kan resultere i et visuelt attraktivt resultat, selvom det slet ikke ser naturligt ud.

Tonemap-funktioner

I venstre side af Tonemap-vinduet er der en lang række valgmuligheder til styring af den måde, tone-mapping virker på. Ved siden af dem er der en oversigt over de aktuelle indstillinger, og til de brugere, som ønsker lidt færre valgmuligheder, repræsenterer de små billeder forskellige forudindstillinger, som man kan vælge imellem. Vi vil foreslå, at du begynder med at blade gennem dem. Hvis ingen af dem tiltaler dig, kan du begynde at lege med de individuelle indstillinger. Du bør dog huske, at med 15 forskellige operatorer (algoritmer), mellem en og fem skyderindstillinger og flere markeringsfelter kan du meget nemt få tiden til at gå.

Standardindstillingerne tone-mapping er vist som eksempler, og de har en tendens til ikke at omfatte de surrealistiske og usmagelige former for billeder, man normalt forbinder med HDR. De fleste af dem er i forskellig grad moderat realistiske i deres udseende. Hertil kommer, at eksperimenter med indstillingerne ikke fører til virkelig forrygende resultater. Hvis du gerne vil opnå det “traditionelle” HDR-look, vil vi foreslå operatoren Mantiuk ’06 med minimal “Contrast Factor” og maksimal “Saturation Factor”. Hvis det ikke er nok for dig, kan du altid importere resultatet af Luminance HDR i GIMP og lave lidt efterbearbejdning.

Når man bruger Luminance HDR til at kombinere billeder, har man ikke brændt sin broer, så snart man beslutter sig for en tone-mapping. Man kan gemme det oprindelige HDR-billede i et HDR-filformat, og Luminance HDR understøtter adskillige formater. Det betyder, at man senere kan åbne dette HDR-billede i Luminance HDR og afprøve alternative tone-mappings. Det betyder naturligvis også, at man kan dele sine HDR-billeder med andre eller foretage tone-mapping ved hjælp af anden software.

Omtalen af HDR-filformater fører os til et andet emne: raw-filer. Som du sikkert ved, kan nogle kameraer gemme billeder i det format, der bliver kaldt raw, foruden i mere velkendte formater som jpg. Som navnet antyder, er der her tale om det rå billede direkte fra kameraets sensor, uden at der er foretaget nogen bearbejdning af kameraet. Forskellige producenter har forskellige specifikationer til deres raw-formater, men de lagrer typisk 12 eller 14 bit pr. pixel pr. primærfarve – sammenlignet med 8 bit i en jpg-fil.

Det lyder måske ikke som en vældig forskel, men hver ekstra bit fordobler antallet af farvetoner, som kan gengives. Med andre ord har en raw-fil en langt større dynamisk rækkevidde end en jpg-fil, og i den forstand er der næsten tale om et HDR-format.

Grunden til, at vi nævner det, er, at Luminance HDR kan importere raw-filer, og selv hvis man kun importerer en eneste fil, kan man gå videre med tone-mapping på den og producere et resultat, der svarer til det, man kan opnå med nogle få jpg-filer. 

Ingen af optagelserne af denne grotte-indgang kommer i nærheden af at gengive scenens fulde dynamiske rækkevidde, men ved at kombinere billederne i Luminance kan man få et effektfuldt resultat.