Каковы преимущества дополнительных экспозиций между внешними скобками стека HDR?

Во-первых, я понимаю идею HDR-фотографии, поэтому я не ищу объяснения HDR. Что меня интересует, так это большое количество выдержек, часто используемых для захвата сцены с высоким динамическим диапазоном. Я понимаю, что если динамический диапазон сцены на три ступени больше, чем может зафиксировать датчик, имеет смысл сделать экспозицию, которая выявляет тени и средние тона и позволяет обрезать три самых ярких ступени и делать вторую экспозицию, которая настроена на убедитесь, что эти блики не обрезаются. Казалось бы, это покрывает весь динамический диапазон сцены. Однако в этой ситуации люди часто делают дополнительные кадры между двумя крайними скобками. Например, они могут выставить среднюю точку, а затем брекетировать на +1, +2, -1 и -2.

Учитывая, что в этой ситуации две экспозиции перекрываются на семь ступеней, в чем преимущество (кроме безопасного брекетинга) дополнительных экспозиций между ними? Если обрабатывать для увеличения динамического диапазона алгоритмически, а не вручную, есть ли техническое преимущество в этих дополнительных кадрах? Часто, когда я вижу, как люди обрабатывают несколько экспозиций вручную, они берут изображение с наиболее правильной экспозицией и смешивают его с другим изображением, которое захватывает области, находящиеся за пределами изображения по умолчанию (например, небо).

Пока весь динамический диапазон сцены покрывается двумя изображениями, каковы преимущества захвата большего количества изображений между ними?

Ответы (2)

Есть довольно много преимуществ. Сложная проблема, которая часто возникает, — это засвет ярких областей в соседние темные области. Таким образом, переэкспонированные пиксели, которые находятся в яркой области, будут передавать электроны соседним пикселям, заставляя их получать слишком высокие значения серого. Если контрастность очень высокая, эти пиксели могут находиться в темных областях. Это означает, что только с двумя экспозициями вам придется иметь дело с цветущими артефактами, которые проявляются как слабый эффект ореолов вокруг ярких областей. Если у вас есть дополнительные промежуточные экспозиции, артефакты цветения могут быть значительно уменьшены.

Шум упоминается Крисом в его ответе; чем больше экспозиций вы используете, тем лучше будет соотношение сигнал/шум, поскольку промежуточные экспозиции позволяют использовать более высокую экспозицию для частей изображения по сравнению с двумя экспозициями. Кроме того, в областях, где можно использовать более одной экспозиции, их можно усреднить, что еще больше снижает шум.

Даже если у вас есть два изображения, одно с большим количеством шума, чем другое, все равно можно уменьшить шум ниже, чем у лучшего из двух, взяв средневзвешенное значение, оптимальный вес, когда изображения нормализованы до одинаковой яркости и имеют тот же самый абсолютный шум, состоит в том, чтобы взять веса, пропорциональные квадрату экспозиции. Это означает, что для ненормализованных изображений вы должны присвоить изображениям вес, пропорциональный экспозиции.

Еще одним преимуществом является наличие большего количества возможностей для удаления изменений в сцене, которые вы либо не хотите отображать на изображении, либо которые могут нарушить вычисления HDR. Предположим, что в кадре появляется машина с яркими огнями, когда вы делаете одну из экспозиций. Поскольку яркие огни не появляются в одном и том же месте на других экспозициях, это приведет к появлению артефактов. Если у вас более двух экспозиций, вы можете использовать другую экспозицию для обработки пораженной области.

Отличный ответ. Спасибо большое. Таким образом, согласно этому аргументу, даже в сцене с ограниченным динамическим диапазоном (достаточным для того, чтобы датчик справился без отсечения), на самом деле все еще имеет смысл делать скобки для теней, потому что 1) лучшее отношение сигнал/шум и 2) возможность уменьшить любой шум за счет усреднения. ?
@Pedr Верно. Лучше всего использовать метод экспозиции справа (ETTR), о котором упоминал Крис. Обычно я делаю несколько таких изображений, чтобы усреднить шум. Если я делаю HDR-изображения, я стараюсь делать каждую экспозицию несколько раз, чтобы усреднить шум. Обратите внимание, что экспозиция в x раз дольше улучшит отношение сигнал/шум (SNR) в x раз, но если вы усредните по N изображениям, отношение сигнал/шум улучшится на sqrt(N). Купить делая ETTR, обычно можно выставлять в 3 раза дольше. Если вы сделаете 6 таких изображений, то чистый выигрыш в SNR на sqrt (6) * 3 = 7,3.
Я выставляю вправо во многих ситуациях, хотя я никогда не делал этого при съемке HDR-последовательности, но это имеет большой смысл. Единственная вещь с ETTR заключается в том, добавляете ли вы больше шума, достигая этого (за счет увеличения ISO), но я предполагаю, что вы бы сказали, что любая дополнительная экспозиция должна быть сделана через диафрагму и скорость затвора, а не ISO?
Да, лучше выставлять подольше, чем повышать ИСО. Также я всегда снимаю на фиксированной диафрагме, выбираю ту, при которой мой объектив самый резкий. Проблема с использованием разных апертур заключается в том, что стек HDR придется выравнивать, по краям изображений будут проблемы с выравниванием, также будет неодинаковая на разных изображениях нерезкость, что потом приведет к призрак.
Извиняюсь. Не ясно. Не предлагая изменять диафрагму во время стека, просто указав, что если ETTR достигается только за счет увеличения ISO, то это создает свои собственные проблемы с шумом, поэтому для достижения ETTR действительно имеет смысл сначала открыть диафрагму (как вы говорите, сладкий пятно будет зависеть от объектива), затем увеличьте скорость затвора по мере необходимости. Мне еще предстоит увидеть всестороннее исследование преимуществ ETTR по сравнению с недостатками повышенного ISO - в ситуациях, когда длинная выдержка невозможна, лучше ли увеличить ISO, чтобы учесть ETTR, или оставить его низким и отказаться от него.
@Pedr Для постоянного времени экспозиции более высокое значение ISO (которое затем не вызывает передержки из-за отсечения из-за недостаточной битовой глубины на этапе оцифровки) приводит к лучшим результатам. Потому что вы затем усиливаете тот же сигнал, используя электронику, а затем считываете этот более сильный усиленный сигнал для его оцифровки. Хотя это вносит немного больше шума усилителя, но на последнем шаге считывания вы добавите тот же шум, что и в случае с низким значением ISO, но теперь к более сильному сигналу.

Чем больше изображений, тем лучше отношение сигнал-шум (SNR), поскольку у вас будет хороший SNR для каждого абсолютного значения яркости, если вы сделаете больше промежуточных шагов. Самые яркие захваченные части изображения будут иметь лучший SNR и, следовательно, «детали», это та же причина для «выдержки вправо» (см. https://en.wikipedia.org/wiki/Exposed_to_the_right ). Если вы делаете шаги в 1 EV, алгоритм может выбрать лучший диапазон 1 EV для каждого изображения, кроме самого темного. Поэтому может быть полезно добавить несколько ступеней на нижнем конце, если это возможно.

Каковы преимущества дополнительных экспозиций между внешними скобками стека HDR?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v