High Dynamic Range | Современная терминология 3D графики | 3D графика, 3D редакторы | Софт
Страница 9 из 10
High Dynamic Range (HDR)
High Dynamic Range (HDR) в применении к 3D графике — это рендеринг в широком динамическом диапазоне. Суть HDR заключается в описании интенсивности и цвета реальными физическими величинами. Привычной моделью описания изображения является RGB, когда все цвета представлены в виде суммы основных цветов: красного, зеленого и синего, с разной интенсивностью в виде возможных целочисленных значений от 0 до 255 для каждого, закодированных восемью битами на цвет. Отношение максимальной интенсивности к минимальной, доступной для отображения конкретной моделью или устройством, называется динамическим диапазоном. Так, динамический диапазон модели RGB составляет 256:1 или 100:1 cd/m2 (два порядка). Эта модель описания цвета и интенсивности общепринято называется Low Dynamic Range (LDR).
Возможных значений LDR для всех случаев явно недостаточно, человек способен видеть гораздо больший диапазон, особенно при малой интенсивности света, а модель RGB слишком ограничена в таких случаях (да и при больших интенсивностях тоже). Динамический диапазон зрения человека от 10
Итак, динамического диапазона модели описания RGB недостаточно для представления изображений, которые человек способен видеть в реальности, эта модель значительно уменьшает возможные значения интенсивности света в верхней и нижней части диапазона. Самый распространенный пример, приводимый в материалах по HDR, — изображение затемненного помещения с окном на яркую улицу в солнечный день. С RGB моделью можно получить или нормальное отображение того, что находится за окном, или только того, что внутри помещения. Значения больше 100 cd/m 2 в LDR вообще обрезаются, это является причиной тому, что в 3D рендеринге трудно правильно отображать яркие источники света, направленные прямо в камеру.
Сами устройства отображения данных пока что серьезно улучшить нельзя, а отказаться от LDR при расчетах имеет смысл, можно использовать реальные физические величины интенсивности и цвета (или линейно пропорциональные), а на монитор выводить максимум того, что он сможет. Суть представления HDR в использовании значений интенсивности и цвета в реальных физических величинах или линейно пропорциональных и в том, чтобы использовать не целые числа, а числа с плавающей точкой с большой точностью (например, 16 или 32 бита). Это снимет ограничения модели RGB, а динамический диапазон изображения серьезно увеличится. Но затем любое HDR изображение можно вывести на любом средстве отображения (том же RGB мониторе), с максимально возможным качеством для него при помощи специальных алгоритмов tone mapping.
HDR рендеринг позволяет изменять экспозицию уже после того, как мы отрендерили изображение. Дает возможность имитировать эффект адаптации человеческого зрения (перемещение из ярких открытых пространств в темные помещения и наоборот), позволяет выполнять физически правильное освещение, а также является унифицированным решением для применения эффектов постобработки (glare, flares, bloom, motion blur). Алгоритмы обработки изображения, цветокоррекцию, гамма-коррекцию, motion blur, bloom и другие методы постобработки качественней выполнять в HDR представлении.
В приложениях 3D рендеринга реального времени (играх, в основном) HDR рендеринг начали использовать не так давно, ведь это требует вычислений и поддержки render target в форматах с плавающей точкой, которые впервые стали доступны только на видеочипах с поддержкой DirectX 9. Обычный путь HDR рендеринга в играх таков: рендеринг сцены в буфер формата с плавающей точкой, постобработка изображения в расширенном цветовом диапазоне (изменение контраста и яркости, цветового баланса, эффекты glare и motion blur, lens flare и подобные), применение tone mapping для вывода итоговой HDR картинки на LDR устройство отображения. Иногда используются карты среды (environment maps) в HDR форматах, для статических отражений на объектах, весьма интересны применения HDR в имитации динамических преломлений и отражений, для этого также могут использоваться динамические карты в форматах с плавающей точкой. К этому можно добавить еще лайтмапы (light maps), заранее рассчитанные и сохраненные в HDR формате. Многое из перечисленного сделано, например, в Half-Life 2: Lost Coast.
HDR рендеринг очень полезен для комплексной постобработки более высокого качества, по сравнению с обычными методами. Тот же bloom будет выглядеть реалистичнее при расчетах в HDR модели представления. Например, как это сделано в игре Far Cry от Crytek, там используются стандартные методы HDR рендеринга: применение bloom фильтров, представленные Kawase и tone mapping оператор Reinhard.
К сожалению, в некоторых случаях разработчики игр могут скрывать под названием HDR просто фильтр bloom, рассчитываемый в обычном LDR диапазоне. И хотя большая часть в том, что сейчас делают в играх с HDR рендерингом, как раз и есть bloom лучшего качества, выгода от HDR рендеринга не ограничивается одним этим постэффектом, просто его сделать легче всего.
Другие примеры применения HDR рендеринга в приложениях реального времени:
High Dynamic Range — это… Что такое High Dynamic Range?
High dynamic range — (or HDR for short) is a term generally used for media applications such as digital imaging and digital audio production. It is a feature that is capable of producing a much higher dynamic range than what is widely available at the… … Wikipedia
High Dynamic Range — Ein High Dynamic Range Image (HDRI, „Bild mit hohem Dynamikumfang“) oder HDR Bild ist ein digitales Bild, das die in der Natur vorkommenden großen Helligkeitsunterschiede detailgetreu speichern kann. Herkömmliche digitale Bilder, die dazu nicht… … Deutsch Wikipedia
High dynamic range — Ejemplo de fotografía HDR con mapa de tonos. HDR del municipio de … Wikipedia Español
High Dynamic Range Rendering — (HDRR) bezeichnet in der Computergrafik die Bildsynthese („Rendering“) unter Berücksichtigung der in der Natur vorkommenden großen Helligkeitsschwankungen. Im Gegensatz zu den herkömmlichen 256 Helligkeitsabstufungen pro Farbkanal werden beim… … Deutsch Wikipedia
High Dynamic Range Imaging
High Dynamic Range Image — Ein High Dynamic Range Image (HDRI, HDR Bild, „Bild mit hohem Dynamikumfang“) oder Hochkontrastbild ist ein digitales Bild, das die in der Natur vorkommenden großen Helligkeitsunterschiede detailreich speichern kann. Herkömmliche digitale Bilder … Deutsch Wikipedia
High dynamic range imaging — In image processing, computer graphics, and photography, high dynamic range imaging (HDRI) is a set of techniques that allows a greater dynamic range of exposures (the range of values between light and dark areas) than normal digital imaging… … Wikipedia
High dynamic range rendering — A comparison of the standard fixed aperture rendering (left) with the HDR rendering (right) in the video game Half Life 2: Lost Coast In 3D computer graphics, high dynamic range rendering (HDRR or HDR rendering), also known as high dynamic range… … Wikipedia
High Dynamic Range Imaging — У этого термина существуют и другие значения, см. HDR. High Dynamic Range Imaging, HDRI или просто HDR общее название технологий работы с изображениями и видео, диапазон яркости которых превышает возможности стандартных технологий. Чаще… … Википедия
High Dynamic Range Rendering — У этого термина существуют и другие значения, см. HDR. Скриншот из игры Nexuiz, с отключенным HDR и Bloom High Dynamic Range Rendering, часто сокращается до High Dynamic … Википедия
High Dynamic Range Imaging (HDRI или HDR)
High Dynamic Range Imaging (HDRI или HDR)
High Dynamic Range Imaging (HDRI или HDR) — общее название разных технологий работы с графикой и видео, у которых диапазон яркости шире возможностей стандартных технологий.
В основном термин HDR используется в отношении обработки, хранения и получения растровых изображений. Исторически цифровые технологии базируются на 8-битовых целочисленных форматах представления и обработки данных, это создаёт весьма узкий динамический диапазон, практически всегда называемый LDR (англ. Low Dynamic Range) или SDR (англ. Standard Dynamic Range). В пример можно привести, распространённые стандарты JPEG и MPEG, которые позволяют представить динамический диапазон в формате 1 000:1, когда как реальные сцены, зачастую имеют данный диапазон яркости 1 000 000:1 и более. Сама техника работы HDR позволяет управлять полным диапазоном яркости сцены, без всяких исторических ограничений.
Практическое приминений данной технологии, это получение изображений, видео живых и натуральных высококонтрастных сцен, обработку и хранение HDR-контента, также как и получание различных художественных эффектов, на основе изображений HDR.
Рынок электроники предлагает устройства с HDR параметрами. Они представляют активно развивающийся сегмент: сверх-яркие дисплеи HDR и цифровые камеры HDR.
HDR изображениями сейчас не так просто удивить. Разные фотохостинги забиты до предела этой тематикой. касаясь HDR-видео дело обстоит подругому.
В сети обнаружено пара способов получения сего видео (возможно есть и еще, ищите все в ваших руках).
Кадр исходного видео
Способ первый. С помощью одной камеры. Снимается несколько дублей с разной экспозицией, далее с помощью программ монтажа (всеми известные Sony Vegas и After Effects) делаем объединение.
Обработаный кадр
Способ второй. С помощью двух камер. Одновременно снимаем видео с различной композицией, далее, как и в первом случае, редактируем в в любой из выше приведенных программах.
Видео HDR
Смотрите также:
Похожие статьи:
Не пропустите:
У Вас недостаточно прав для добавления комментариев.
Регистрируемся,а потом можно будет писать.
Что такое HDR в телевизорах и какие бывают его виды
Телевизоры с поддержкой High dynamic range (HDR) уже не редкость, как и соответствующий HDR-контент. Эта технология стала трендом последнего времени. Нужно ли обращать на нее внимание при выборе телевизора?
Что такое HDRСамые важные параметры качества отображаемой картинки – контрастность и точность цветопередачи. Если поставить рядом два телевизора, один 4К, а второй Full HD, но с увеличенным диапазоном контрастности и лучшей цветопередачей, то большинство выберут последний вариант. Потому что изображение на нем выглядит реалистичнее и менее плоско. Аббревиатура HDR расшифровывается как «High Dynamic Range», т.е. расширенный динамический диапазон. «Расширенность» в данном случае обозначает более высокую пиковую яркость и большую темноту там, где света не должно быть. Сравниваются показатели с традиционным SDR-диапазоном.
В чем разница с HDR в фотоТермин HDR похож на маркетинговую шутку и создает путаницу. Тот HDR, что есть в телевизорах, никак не относится к технологии со схожим названием в смартфонах или фотокамерах. Если говорить о фото, то HDR – это объединение нескольких изображений с разной экспозицией, где цель – добиться наиболее ровного по теням и свету варианта. С видео все не так – здесь речь идет о суммарном количестве информации. До появления HDR стандартом картинки, в том числе на Blu-ray, являлись 8 бит. Это хороший цветовой охват, однако современные панели, особенно OLED, способны отображать куда больше оттенков, градиентов и цветов, чем позволяют 8-битные источники.
Вместе с HDR пришел и новый стандарт для цветовой палитры Rec. 2020, который содержит такие оттенки, что их просто невозможно было воспроизвести на обыкновенном телевизоре. Фирменный красный цвет Ferrari – один из таких примеров. Возможно, вы не обращали на это внимания, но такие интенсивные цвета раньше выглядели не так, как в реальности.
Что это дает на практикеДля полноценного HDR нужны два слагаемых: подходящий телевизор и источник изображения. Чтобы обеспечить высокий динамический диапазон, в HDR-телевизорах используется продвинутая подсветка, яркость которой регулируется в отдельных участках экрана.
Солнце начинает светить в сценах ощутимо ярче, появляется понимание того, что в одном кадре может быть несколько разных по яркости и насыщенности источников освещения. Исчезает проблема с пикселизацией полутонов в темных сценах, а градиенты и сложные смешения красок приобретают объем. Небо больше не пересвечено и не сливается с землей на линии горизонта. Короче, вы видите картинку больше собственным глазом, чем ограниченным окуляром камеры.
Какие бывают виды HDR в телевизорахЯрлык «Готов к HDR» вешается на все новые телевизоры – вне зависимости от того, способны они адекватно отображать 10 бит или нет. Есть большая разница между настоящим HDR-телевизором и панелью, которая просто отображает HDR-контент, понижая его до 8 бит и просто задирая цвета и контраст. Заметная часть LCD-телевизоров использует активные 8-битные панели, которые «додумывают» цвета с помощью специальных алгоритмов. HDR-картинка на таких панелях немного похуже OLED, но и стоят они заметно дешевле.
Существует два основных стандарта: HDR10 и Dolby Vision. Если коротко, то стандарт HDR10 передает поменьше цветов и поддерживает только 10 бит, но полностью открыт. Стандарт Dolby лучше сохраняет оттенки и расширяется аж до 12 бит, но его сложнее соблюдать и внедрять.
Контента для HDR10 достаточно, ведь это базовый формат для UHD Blu-Ray и стриминговых сервисов, внедривших HDR-трансляции (в их число входят Netflix, Amazon Video и Vudu). Также с HDR10 работают игровые консоли Sony PlayStation 4 Slim/Pro и Microsoft Xbox One S/X.
В свою очередь, Dolby Vision не имеет такой базовой поддержки (но тот же Netflix содержит в себе как библиотеку для HDR10, так и контент в Dolby Vision). Среди тех, кто не работает с этим форматом, следует отметить Samsung и Panasonic, а также студию 20th Century Fox. При этом Dolby Vision укрепился в качестве премиального HDR-формата. Ни один 4K-телевизор премиум-класса не может без него обойтись.
Как подключить технику с поддержкой HDRНо не спешите вместе с телевизором менять все провода! Старые кабели совместимы с HDMI 2.0a, какую бы лапшу на уши вам не вешали маркетологи. Главное, чтобы на них была пометка «High Speed with Ethernet». Нас волнует только пропускная способность – сами разъемы не поменялись. Если вы подключаете технику через AV-ресивер – убедитесь, что у него есть порты HDMI 2.0a. К счастью, многие производители смогли программно обновить интерфейсы HDMI 2.0 до 2.0a, так что проверяйте наличие свежих прошивок.
Оправдывает ли эта технология связанную с ней шумиху? Если коротко, то да! Эксперты сходятся во мнении, что это первый существенный скачок развития после перехода со стандартного разрешения (SD) на телевидение высокой четкости (HDTV).
Что такое расширенный динамический диапазон (HDR)?
Что означает расширенный динамический диапазон (HDR)?
Высокий динамический диапазон (HDR) — это метод постобработки, используемый при формировании изображений и фотографии для добавления к фотографии большего «динамического диапазона» (соотношения света и темноты), чтобы имитировать то, что видит человеческий глаз. Человеческий глаз может видеть детали, даже если сцена имеет как светлые, так и темные области, тогда как камера часто будет иметь большой контраст между этими областями, в результате чего более темные темные области будут иметь меньше деталей, потому что они будут в основном темными.HDR имитирует то, как наши глаза воспринимают динамический диапазон, придавая больше деталей темным областям. Это делается путем объединения фотографий одного и того же объекта, сделанных с разной экспозицией.
Techopedia объясняет высокий динамический диапазон (HDR)
Визуализация с высоким динамическим диапазоном существует почти так же давно, как и сама фотография, и была впервые применена Гюставом Ле Греем еще в 1850-х годах для визуализации морских пейзажей, которые могли бы отображать как море, так и небо. Сделать одну фотографию, на которой видно небо и море, было невозможно в то время, потому что технология не могла компенсировать крайнюю разницу в яркости между двумя объектами.Ле Грей пришла в голову идея сделать разные снимки для каждого объекта, а затем объединить их в один негатив, чтобы получить эффект. Он использовал один негатив неба и другой негатив моря, сделанный с более длительной выдержкой.
С появлением программного обеспечения для обработки цифровых изображений и цифровых камер обработка изображений HDR стала более продуктивной, поскольку стало проще делать фотографии с несколькими экспозициями, а затем комбинировать их во время постобработки с помощью программного обеспечения для обработки изображений. Но в последние годы, с большим скачком в мобильных технологиях и программном обеспечении, HDR-изображение постепенно превращается в HDR-фотографию, поскольку современные мобильные устройства, такие как сотовые телефоны и современные цифровые камеры, могут выполнять весь процесс, от получения разных снимков с разной экспозицией до комбинирования. их в одно изображение одним нажатием кнопки.Пользователям больше не нужно заходить на свои компьютеры, загружать изображения, а затем тщательно нарезать и обрезать изображения, чтобы получить желаемое HDR-изображение, потому что весь процесс выполняется с помощью программного обеспечения для обработки изображений камеры. В случае использования сотового телефона делаются и объединяются три снимка с разной экспозицией. Процесс немного отличается для каждого приложения камеры, и, в сочетании с возможностями камеры, качество результата может отличаться.
HDR Imaging: Что такое HDR-изображение? | by Mukul Khanna
Вы могли заметить, что получение изображений с солнцем (или любыми яркими объектами) на заднем фоне обычно не получается.В зависимости от фокусировки изображение получается либо слишком темным, либо слишком ярким. Попробуем понять, почему это происходит и как это можно решить.
Прежде чем мы начнем, я бы порекомендовал вам ознакомиться с этим отрывком из одного из эпизодов моего подкаста, в котором мы говорим о состоянии компьютерной фотографии и обработки изображений HDR.
Существует множество ключевых концепций, связанных с изучением изображений HDR —
- Динамический диапазон
- Экспозиция изображения
- Выдержка, диафрагма, ISO
- Брекетинг изображения
- Объединение изображений LDR
- Кодирование изображения
- Функция отклика камеры
- Линеаризация
- Гамма-коррекция
- Тональное отображение
- Визуализация изображений HDR
Динамический диапазон сцены относится к диапазон интенсивности света, охватывающий сцену.Его также можно определить как отношение света (максимальная измеряемая яркость) к темному (минимальная измеряемая яркость) на изображении.
Чтобы получить некоторый контекст того, как можно квантовать яркость, диапазон интенсивности света составляет от 0 до бесконечности, где ноль является самым темным, а бесконечность — самым ярким источником из имеющихся (☀️).
Сравнение значений яркости (Источник)Ни одна камера не может зафиксировать этот полный неограниченный диапазон освещенности в сцене. Поэтому изображения получаются либо слишком яркими (переэкспонированными), либо слишком темными (недоэкспонированными).Эти изображения называются изображениями с низким динамическим диапазоном (LDR). Для изображений, которые получаются слишком яркими, камера может захватывать только более яркий поддиапазон (из бесконечного диапазона), и, соответственно, для более темных изображений захватывается только нижний поддиапазон.
Истинное изображение (слева), передержанное изображение (в центре), недодержанное изображение (справа)Экспозиция изображения: Количество света, попадающего в камеру (и, следовательно, изображение), называется экспозицией.Экспозицией изображения можно управлять с помощью трех настроек камеры — диафрагмы, выдержки и ISO.
Диафрагма: Область линзы камеры, через которую может проходить свет.
Выдержка: Скорость, с которой закрывается затвор камеры. По мере увеличения выдержки количество света, попадающего в камеру, уменьшается, и наоборот. Это также улучшает резкость изображения.
ISO: Чувствительность сенсора камеры к падающему свету.
Я нашел здесь прекрасную аналогию между настройками камеры и ведром, оставленным под дождем.
В фотографии параметры выдержки, диафрагмы, выдержки и чувствительности ISO аналогичны ширине, времени и количеству, о которых говорилось выше. Кроме того, как количество осадков было выше вашего контроля, так и естественный свет для фотографа.
Вернуться к динамическому диапазону . Одно изображение, снятое с камеры, не может содержать широкий диапазон интенсивности света.
Эту проблему можно решить путем объединения изображений, снятых при нескольких значениях экспозиции. Это помогает в том, что передержанные изображения хорошо работают с более темными областями изображения, а недоэкспонированные изображения могут снижать интенсивность в очень ярких областях. Различные области изображения лучше захватываются при разных значениях экспозиции. Поэтому идея состоит в том, чтобы объединить эти наборы изображений и восстановить изображение с расширенным динамическим диапазоном (HDR).
Брекетинг — это захват нескольких изображений одной и той же сцены с разными настройками камеры.Обычно это делается камерой автоматически. Что происходит, когда вы используете функцию HDR на своем смартфоне, так это то, что телефон захватывает 3 (обычно) изображения с тремя разными значениями времени экспозиции (или значениями экспозиции) в быстрой последовательности. Чем меньше время экспозиции, тем меньше света попадает внутрь. Эти три изображения объединяются программным обеспечением камеры и сохраняются как единое изображение таким образом, чтобы лучшие части каждого изображения попадали в окончательное изображение.
Коллаж из 5 заключенных в скобки изображений, которые я нашел в Интернете.Забавно то, что изображение, которое сохраняется на вашем телефоне после слияния, все еще не является (технически) изображением HDR. Именно здесь кодировки изображения входят в картинку (а также тональную карту, о которой мы поговорим позже).
Обычно изображения, которые мы видим на наших телефонах и компьютерах, представляют собой 8-битные (на канал) закодированные изображения RGB. Значение каждого пикселя сохраняется с использованием 24-битных представлений, по 8 бит для каждого канала (R, G, B). Каждый канал пикселя имеет диапазон значений яркости 0–255.
Пример 24-битного (3×8-битного) кодирования для пикселя RGBПроблема с этим кодированием в том, что оно не способно содержать большой динамический диапазон естественных сцен. Допускается только диапазон 0–255 (только целые числа) для размещения диапазона интенсивности, чего недостаточно.
Чтобы решить эту проблему, изображения HDR кодируются с использованием 32-битных чисел с плавающей запятой для каждого канала. Это позволяет нам снимать широкий диапазон HDR-изображений без ограничений. Существуют различные форматы записи изображений HDR, наиболее распространенный из которых.hdr и .exr. Все изображения HDR имеют 32-битную кодировку, но не все 32-битные изображения могут быть изображениями HDR.
CRF — это функция, которая показывает взаимосвязь между фактической освещенностью сцены и цифровыми значениями яркости изображения. Это также называется оптоэлектрической передаточной функцией. Производители фотоаппаратов не предоставляют свои CRF и рассматривают их как служебную информацию.
Пример функции отклика камерыВ идеальном мире CRF должен иметь линейный график — это означает, что значение яркости пикселей в изображении должно быть прямо пропорционально фактической освещенности в сцене.Это верно для изображений HDR, но не для обычных изображений, где значения яркости изменены, чтобы иметь возможность содержать их в конечном диапазоне. Более важная причина деллинеаризации обычных изображений зависит от того, как работают устройства отображения. γ
Если входное изображение — x, то какое устройство отображения гамма = 1.((1 / 1,2) x 1,2), что равно x, исходное изображение, снятое камерой.
Для большинства дисплеев в наши дни изображения должны быть закодированы с помощью гамма-значения 0,45 (1 / 2,2) из-за гамма-декодирования 2,2 дисплеями.
Гамма-кодирование выполняется в диапазоне [0,1]. Поэтому изображения сначала необходимо нормализовать путем деления на 255, а затем снова умножения на 255 после гамма-операции. Степень больше 1 дает более темные изображения, тогда как степень меньше 1 дает более яркое изображение.
Сравнение изображений с гамма-кодировкойHDR-фотография (или любая фотография) довольно сложна, поэтому нам нужно учитывать три важных аспекта:
- Какова реальная сцена (достоверность / неограниченный динамический диапазон)
- Как снимки с камеры (брекетинг и затем объединение)
- Как это отображается (тональное отображение)
В контексте создания изображений HDR мы обсудили первые два момента. Теперь давайте посмотрим, как могут отображаться изображения HDR.
Большинство стандартных дисплеев неспособны отображать широкий диапазон HDR-изображений без ограничений. Они ожидают, что входной источник будет в трехканальном 24-битном (3×8) формате RGB. По этой причине широкий динамический диапазон необходимо уменьшить, чтобы можно было разместить его в диапазоне 0–255 формата RGB. Это можно сделать несколькими способами, некоторые из которых:
- Обычная линейная нормализация: это самый простой способ уменьшить широкий диапазон HDR-изображения.
тональное изображение = (img — img.min () / img.max () — img.min ()) x 255
- тональное отображение Рейнхарда: это один из наиболее часто используемых алгоритмов тонального сопоставления, который использовался совместно В этом документе.
тональное изображение = img / (1 + img) x 255
- Drago tonemapping: Этот тональный преобразователь основан на восприятии, который сжимает динамический диапазон с использованием логарифмических функций, «вычисленных с использованием различных оснований из содержимого сцены».Документ об этом можно найти здесь.
Вы просили об этом
РезультатыТрадиционный подход к созданию HDR-контента заключается в объединении нескольких изображений, снятых с разной экспозицией (брекетинг). Однако этот подход может создавать артефакты ореолов (размытости) при движении между кадрами. Это было решено путем первого выравнивания соседнего кадра с опорным кадром (средний кадр) с использованием так называемого оптического потока . Это может быть темой для другого сообщения в блоге, но пока мы можем думать об этом как о способе оценки движения объектов (или пикселей), которое происходит между кадрами, путем присвоения вектора смещения определенным позициям пикселей.
Также была проведена работа по созданию кадров HDR из отдельных LDR-аналогов с использованием глубокого обучения. Нейронные сети успешно способны изучать сложные представления между входом и выходом и, таким образом, неплохо справились с изучением отображения LDR в HDR. Вот некоторые из современных методов создания HDR-изображения из одного изображения —
Вот несколько современных методов на основе глубокого обучения для создания HDR-изображения с использованием нескольких изображений LDR —
HDR изображения хранятся как карты яркости, а не как обычные изображения RGB, поэтому их нельзя просматривать с помощью обычных приложений для просмотра изображений.
MacOS позволяет просматривать файлы .hdr и .exr с помощью приложений Preview и Finder. Вы также можете использовать веб-сайт OpenHDR для визуализации таких изображений.
Что такое расширенный динамический диапазон (HDR)? Как работают камеры HDR?
В то время как в прошлом решающими критериями для выбора подходящей промышленной камеры были разрешение, чувствительность и частота кадров, высокий динамический диапазон становится все более неизбежным для приложений, включающих сложные и изменяющиеся условия освещения. Динамический диапазон — это разница между самыми темными и самыми светлыми тонами изображения (обычно это чистый черный и чистый белый цвет). Как только спектральный диапазон в сцене превышает динамический диапазон камеры, захваченный объект будет иметь тенденцию размываться до белого цвета на выходном изображении. Темные области сцены также кажутся более темными. Трудно получить изображение с деталями в обоих концах этого спектра. Но с помощью современных технологий, таких как HDR и расширенная постобработка, можно добиться точного воспроизведения сцены.Режим HDR позволяет снимать изображения и видео без потери деталей в ярких и темных областях сцены. Этот блог предназначен для подробного обсуждения того, как работает HDR, и где использовать HDR-камеры.
Что такое расширенный динамический диапазон (HDR)?
Для многих приложений требуются изображения с оптимальной выдержкой, когда яркие области не слишком яркие, а темные — не слишком тусклые. В этом контексте динамический диапазон относится к общему количеству света, захваченного определенной сценой.Если захваченное изображение содержит много ярких областей вместе с множеством темных областей, покрытых тенью или тусклым светом, сцена может быть описана как имеющая высокий динамический диапазон (высокая контрастность) .
Как работает камера HDR?
Изображение HDR обычно получается путем захвата трех изображений одной и той же сцены, каждое с разной выдержкой. В результате получается яркое, среднее и темное изображение в зависимости от количества света, прошедшего через объектив. Затем датчик изображения объединяет все фотографии, чтобы объединить все изображение.Это помогает создать изображение, похожее на то, что видит человеческий глаз. Эта операция постобработки, состоящая в том, чтобы сделать одно изображение или серию изображений, объединить их и настроить коэффициенты контрастности с помощью одной диафрагмы и выдержки, чтобы получить изображения HDR.
Когда следует использовать камеры HDR?
Камеры HDR предназначены для получения высококачественных изображений независимо от условий освещения. Давайте посмотрим, как HDR полезен в двух экстремальных условиях освещения.
Камера HDR для яркого освещения
В условиях яркого внутреннего и наружного освещения изображения, снятые в нормальном режиме, переэкспонируются, что приводит к потере деталей. Но изображения, снятые камерой HDR, будут воспроизводить точную сцену как в помещении, так и в условиях яркого освещения на открытом воздухе, как показано на изображении ниже.
Камера HDR для условий низкой освещенности
В условиях низкой освещенности изображения, снятые обычной камерой, намного темнее и нечетко видны.В таком сценарии включение HDR сделает сцену ярче и даст изображения хорошего качества.
HDR-камеры e-con
e-con systems предлагает широкий выбор HDR-камер для различных приложений. Ниже приведен список HDR-камер от e-con.
USB-камеры
Модули камеры
Платы камеры для Embedded Vision
Камеры SerDes
Хотите узнать больше о наших решениях для камер? Напишите нашим специалистам по камерам в techsupport @ e-consystems.com !
Все, что вам нужно знать о телевизорах 4K HDR
Когда вы покупаете телевизор, вы можете встретить ссылки на различные виды HDR. Есть несколько вариаций технологии. Может быть полезно разобраться в этих различных вариантах HDR, но если информации больше, чем вам нужно, не волнуйтесь. Телевизоры с любым типом HDR могут хорошо работать, в зависимости от конкретной модели телевизора.
HDR10 был принят в качестве открытого бесплатного технологического стандарта и поддерживается всеми телевизорами 4K с HDR, всеми проигрывателями Blu-ray 4K UHD и всеми программами HDR.
Ряд телевизоров, в том числе модели от LG, Sony и Vizio, а также телевизоры Roku от нескольких брендов (включая Hisense и TCL) также предлагают Dolby Vision, который продвигается как улучшенная версия HDR10. Он также доступен в некоторых потоковых проигрывателях Amazon Fire TV, Apple TV, Google Chromecast и Roku, а также в потоковых сервисах, включая Amazon Prime Video, Disney +, Netflix и Paramount +.
Среди своих преимуществ Dolby Vision поддерживает «динамические» метаданные, которые позволяют телевизору регулировать яркость для каждой сцены или кадра. Напротив, HDR10 использует «статические» метаданные, устанавливая уровни яркости один раз для всего фильма или шоу.
Существует также более новая технология, называемая HDR10 +, которая использует динамические метаданные во многом как Dolby Vision. Он был разработан Samsung, Panasonic и 20th Century Fox и доступен в некоторых телевизорах 4K от Hisense, Samsung, TCL и Vizio.Он также поддерживается некоторыми потоковыми проигрывателями Amazon Fire TV, Google Chromecast With Google TV и Roku.
Вы можете найти телешоу и фильмы в формате HDR10 + на сервисе потокового видео 4K Prime Video, Paramount +, Google Play Movies и YouTube. Его также можно найти на некоторых дисках Blu-ray 4K UHD, в основном от 20th Century Fox.
И Dolby Vision, и HDR10 + имеют ответвления от соответствующих технологий, называемых Dolby Vision IQ и HDR10 + Adaptive, которые можно найти на некоторых новых телевизорах.Это позволяет вашему телевизору вносить небольшие изменения в яркость, контраст и цвет изображений в зависимости от окружающей яркости в комнате.
Одним из преимуществ динамических метаданных как в Dolby Vision, так и в HDR10 + является то, что они могут помочь телевизору среднего уровня, не имеющему уровней яркости модели высшего уровня, адаптировать контент к ограничениям набора. С помощью процесса, называемого «отображение тонов», метаданные могут направлять телевизор, чтобы выполнить покадровую или покадровую регулировку в соответствии с изменениями яркости, цвета и контрастности в контенте.
Многие телевизоры теперь также поддерживают еще один формат HDR, называемый HLG, сокращение от гибридной логарифмической гаммы. Если он будет принят для следующего поколения бесплатных эфирных телевизионных сигналов, который будет соответствовать стандарту под названием ATSC 3.0, вы, вероятно, услышите о нем больше. (Это будет важно для тех, кто получает телевидение через антенны, которые возвращаются.)
Многие новые телевизоры имеют встроенную поддержку HLG, а другие могут получить ее через обновления прошивки при необходимости.
Да, все это звучит сложно.
Но есть и хорошие новости. Во-первых, ваш телевизор автоматически определит тип HDR, который используется в данном фильме или шоу, и выберет правильный способ его воспроизведения. (Часто вы видите на экране телевизора небольшой флажок, показывающий, какой тип HDR воспроизводится.) Никаких возни не требуется.
Во-вторых, как отмечалось выше, тип HDR сейчас не кажется слишком важным. Судя по тому, что мы видели в наших лабораториях, высокопроизводительный телевизор может отлично справиться с любым из этих форматов HDR.
Наш совет: вместо того, чтобы беспокоиться о типе HDR, просто купите лучший телевизор, который вы можете, тем более что производители телевизоров могут обновить свои наборы для поддержки дополнительных форматов, если они станут более популярными.Именно это Vizio сделала в прошлом году, добавив возможность HDR10 + в наборы еще в 2018 году.
Введение в визуализацию расширенного динамического диапазона (HDR)
Сегодня я рад представить вам введение в High Dynamic Range Imaging (или HDR PHotography), любезно написанное Джейсоном Боумистером.
Введение в визуализацию расширенного динамического диапазона (HDR)
HDR , или визуализация с расширенным динамическим диапазоном, кажется, в наши дни в моде.HDRI описывается как:
В области обработки изображений, компьютерной графики и фотографии визуализация с расширенным динамическим диапазоном (HDRI) — это набор методов, позволяющих расширить динамический диапазон экспозиций (диапазон значений между светлыми и темными областями) по сравнению с обычными методами цифровой обработки изображений. Цель HDRI — точно представить широкий диапазон уровней интенсивности, встречающихся в реальных сценах, от прямого солнечного света до теней. (из Википедии)
Однако более точно, изображения, которые обычно видны и называются изображениями HDR или HDRI, имеют тональную карту.
Отображение тонов — это метод, используемый в обработке изображений и компьютерной графике для преобразования одного набора цветов в другой; часто для приближения внешнего вида изображений с высоким динамическим диапазоном в носителях с более ограниченным динамическим диапазоном. Распечатки, ЭЛТ- или ЖК-мониторы и проекторы имеют ограниченный динамический диапазон, который недостаточен для воспроизведения всего диапазона интенсивности света, присутствующего в естественных сценах. По сути, отображение тонов решает проблему сильного снижения контрастности значений сцены (яркости) до отображаемого диапазона, сохраняя при этом детали изображения и внешний вид цвета, важные для оценки исходного содержимого сцены.(из Википедии)
Помимо определений и технических деталей, я решил немного подробнее изучить HDR и тональное отображение, чтобы увидеть, действительно ли существует разница между различными процессами. Мне было любопытно узнать, есть ли заметные различия между созданием снимков HDR / тонального отображения из одного RAW, нескольких RAW, нескольких JPG с камеры и нескольких JPG, созданных из одного RAW. В остальной части этого поста я буду называть мои окончательные изображения HDR-изображениями (хотя теперь мы все знаем, что это не совсем так).Вот оригинальное изображение, снятое прямо с камеры моим Canon Digital Rebel XT / 350D.
SOOC (прямо из камеры) выстрел
Честно говоря, неплохой имидж для SOOC! В любом случае, рекомендуемый способ создания HDR — это сделать несколько экспозиций, используя настройку автоматической брекетинга экспозиции (AEB) вашей камеры. Я не буду вдаваться в подробности по этому поводу, я просто публикую здесь свои результаты сравнения.
ReDynaMix
Раньше я использовал плагин ReDynaMix Photoshop для создания своих HDR-изображений из одного файла RAW.Его действительно невозможно превзойти по цене в 16 долларов. Это работало довольно прилично, но я слышал, что Photomatix была гораздо более удобной программой. Ниже приведено изображение выше, запущенное через плагин ReDynaMix.
ReDynaMix HDR
Не так уж и плохо.
Photomatix
Photomatix — гораздо более надежная и более дорогая (99 долларов США) программа в использовании, но позволяет смешивать несколько экспозиций в один файл HDR, как рекомендуется. Я буду здесь впереди. Я не хожу со штативом в заднем кармане, поэтому сделать мультиэкспозицию без движения очень сложно.Я пробовал Photomatix много лет назад, но по какой-то причине, думаю, я был недостаточно устойчив. К счастью, этот набор мультиэкспозиций получился и хорошо выровнен, когда я импортировал их в Photomatix. Три снимка были сделаны при значении экспозиции 2, что означает, что у меня был снимок с правильной экспозицией: один был недоэкспонирован на 2 шага, а другой — переэкспонирован на 2 шага. Поскольку серия Canon Digital Rebel позволяет делать только 3 фотографии в режиме AEB, это все, что я собираюсь использовать. Используя файлы .CR2 (RAW) из камеры, я создал изображение HDR, которое вы видите ниже (обратите внимание, что щелкнув это изображение, вы попадете на страницу Flickr).Я обработал его, как обычно для HDR, отслеживал настройки и сделал некоторые окончательные кривые и корректировки маски для уменьшения резкости в Photoshop.
Photomatix 3 с экспозицией HDR из RAW riles
Он довольно близок к версии ReDynaMix, но определенно более четкий и более разнообразный между темными и светлыми областями. Это особенно заметно в области логотипа BMW, под логотипом BMW на решетке, в верхнем правом углу, полосах грязи / воды и между зданиями в верхней части.На мой взгляд, изображение HDR выглядит намного лучше. Для сравнения я создал изображение HDR, используя соответствующие файлы JPG с камеры. Я использовал те же самые настройки Photomatix и настройки Photoshop Curves и Unsharpen Mask. Изображение ниже — результат.
Photomatix HDR с 3 экспозицией из камеры JPG
По-прежнему более четкий, чем версия ReDynaMix, немного размытый, я думаю, по сравнению с версией RAW, но не намного.
Camera JPG или сгенерированный JPG?
Если вы все еще читаете, спасибо, что остались со мной до сих пор.Это то, что я действительно хотел проверить. Есть ли заметные результаты между экспозициями, созданными в камере, и экспозициями, созданными с помощью плагина Photoshop Camera RAW из одного RAW? Используя плагин Camera RAW для CS3, я могу создавать файлы JPG с различными значениями экспозиции от -4 до +4. Для целей этого теста я создал -2EV и + 2EV из файла 0EV RAW с камеры, а также использовал JPG с 0EV с камеры. Ниже приведены сравнительные снимки файлов EV JPG в камере (слева) и файлов EV JPG, созданных Photoshop (справа).Верхнее изображение — + 2EV, нижнее — -2EV.
В камере JPG по сравнению с Photoshop JPG +2 экспозиции
В камере JPG по сравнению с Photoshop JPG -2 экспозиции
Как вы можете видеть, файлы JPG, созданные Photoshop, немного светлее и размыты, но лишь немного. Используя два недавно сгенерированных файла EV JPG и изначально открытый JPG с камеры, я воссоздал изображение HDR, снова используя те же настройки, что и раньше. Приведенные ниже изображения представляют собой сравнение файла JPG HDR в камере (вверху) и файла JPG HDR, созданного Photoshop (внизу).
Photomatix HDR с 3 экспозицией из камеры JPG
Photomatix 3 HDR с экспозицией из Photoshop JPG
Вы видите разницу? Иногда я думаю, что могу, а иногда — нет… есть некоторые области, которые немного светлее и, возможно, размыты, например, область под символом BMW, но в целом это не так уж и много.
Финальный тест: 3хр или 7хр?
И на этом мой тест завершился. По крайней мере, я так думал. Я вижу людей, создающих HDR-изображения с 3, 5, 7 и даже 9 экспозициями, установленными на различные значения EV от 1/3, 1/5, 1 и 2.Поэтому я решил провести быстрое сравнение между HDR, использующим 3 экспозиции, сгенерированные Photoshop, и 7 экспозициями, сгенерированными Photoshop, со значением экспозиции, равным единице. С точки зрения непрофессионала, нижнее изображение выше использует файлы JPG +2, 0 и -2 EV, изображение ниже использует файлы JPG +3, +2, +1, 0, -1, -2 и -3 EV.
Photomatix 7 HDR экспозиции из Photoshop JPG
Некоторые очевидные различия между двумя изображениями, в версии с 7 выдержками диапазон немного больше, что понятно.
Приговор
Спасибо, что задержались. Надеюсь, я сэкономил вам время, поскольку пришлось пройти через этот процесс самостоятельно. Изображение ниже (щелкнув по нему, вы попадете на страницу Flickr, на которой вы, возможно, нашли эту статью), это 4 окончательные версии HDR в мозаике для упрощения сравнения. Вверху слева: 3 экспозиции, 2 значения экспозиции, в RAW камере; вверху справа: 3 экспозиции, 2 значения экспозиции, в формате JPG камеры; внизу слева: 3 экспозиции, 2 значения экспозиции, сгенерированный JPG; внизу справа: 7 экспозиций, 1 значение экспозиции, сгенерировано JPG:
Окончательное сравнение RAW, JPG, HDR с 3 и 7 экспозициями
Глядя на эти изображения вместе, вы можете увидеть тонкие различия между тремя снимками с 3 экспозициями (верхний левый, верхний правый и нижний левый), и вы можете увидеть немного больше цветовых вариаций на нижнем правом снимке с 7 выдержками.Я действительно думаю, что HDR, созданный из файлов камеры .CR2 (RAW), оказался лучшим, я бы хотел, чтобы моя камера могла делать снимки 5 или 7EV без изменения настроек, и я также хотел бы быть человеком-штативом. При этом ни того, ни другого не произойдет, и если я покажу вам каждое из этих изображений по отдельности, если вы не компьютерный фанат / эксперт / гуру HDR, вам будет трудно увидеть различия или сказать мне, что одно выглядело лучше, чем другое. . При этом я, скорее всего, буду использовать сгенерированные Photoshop файлы JPG для своих HDR, если у меня нет штатива или если я не уверен, что не буду перемещаться между экспозициями.Кроме того, у меня никогда не было бы такого HDR, основанного на 3, 5, 7 или 9 экспозициях в камере: Спасибо, что заглянули, и я надеюсь, что вы нашли эту информацию информативной и полезной! Удачного HDR.
Разработка дисплеев с расширенным динамическим диапазоном
Что такое дисплей с расширенным динамическим диапазоном?
Высокодинамический диапазон (HDR) означает диапазон яркости изображения. В то время как определения немного различаются, обычно это означает диапазон яркости 5 или более порядки величины. Хотя рендеринг HDR существует уже более десяти лет, дисплеи, способные напрямую воспроизводить HDR, только сейчас становятся повсеместными доступный.Нормальные дисплеи считаются стандартным динамическим диапазоном, а ручка Примерно 2-3 порядка разницы в яркости.
Промышленная поддержка HDR
Отраслевые группы, такие как Общество инженеров кино и телевидения (SMTPE) и форум HDMI создали стандарты для дисплеев следующего поколения. В в частности, они выходят далеко за пределы динамического диапазона и цветовой гаммы, описываемых sRGB. и Рек. 709, который был движущей силой отрасли на протяжении последних двух десятилетий. Эти стандарты возможность кодирования более ярких и насыщенных цветов, чем это традиционно бывает на дисплеях смог отобразить.Кроме того, отраслевая группа под названием UHD Alliance (UHDA) разработал программу сертификации того, какие возможности требуются от дисплея чтобы произвести высококачественный опыт сегодня.
Поддержка NVIDIA для HDR
Все графические процессоры NVIDIA серий 900 и 1000 поддерживают вывод изображения HDR. Присутствие HDMI 2.0 обеспечивает полосу пропускания, необходимую для получения сигнала более высокого качества. для HDR. В серии 1000 добавлена поддержка HDR в будущих версиях Display Port.
Какие дисплеи доступны в настоящее время?
Многие новейшие телевизоры премиум-класса от LG, Samsung, Sony и др. Поддерживают необходимые возможности для отображения качественных HDR-изображений.Можно ожидать традиционных настольных мониторов впоследствии.
Как мне использовать вывод HDR в моем приложении?
На высоком уровне использование дисплея HDR включает только эти шаги.
- Внутренняя визуализация качественных данных HDR.
- Сохранение точности визуализированных данных о цвете.
- Тональное отображение сцены.
- Используйте NVAPI для связи с драйвером и дисплеем, что вы хотите отобразить изображение HDR.
Кроме того, у NVIDIA есть технический документ, в котором также объясняются более полные детали. в качестве образца SDK со всем кодом, необходимым для начала работы.Наконец, эта страница ссылается к некоторым дополнительным сообщениям в блогах с еще более подробной информацией для предоставления руководство по обновлению приложения для поддержки дисплеев HDR.
Общие сведения о расширенном динамическом диапазоне (HDR)
1. Изображения с расширенным динамическим диапазоном (HDR) и изображения со стандартным динамическим диапазоном (SDR)
Определение параметров динамического диапазона
Динамический диапазон относится к диапазону воспроизводимых тональных значений в фотографическом изображении от самых глубоких деталей в тенях до самых ярких деталей в светлых участках.Эти тональные значения возникают как значения яркости сцены, которые также известны как значения яркости сцены, которые можно измерить точечным фотометром в фут-ламбертах или Т-ступенях камеры, чтобы установить коэффициент контрастности сцены.
Измерение яркости сцены
Чтобы лучше понять, как управлять экспозицией как для расширенного динамического диапазона (HDR), так и для стандартного динамического диапазона (SDR), важно понимать, как измерять яркость сцены.
Киноизображения состоят из переменных диапазонов значений яркости сцены (яркость vs.темнота), также известный как: отраженные тона сцены, которые можно измерить фотометрически в фут-ламбертах (отраженная стопа — свечи) или непосредственно в Т-образных ступенях объектива с помощью точечного фотометра. Отношение наиболее темных воспроизводимых деталей в тени к наиболее ярким воспроизводимым деталям светлых участков можно рассчитать в футламбертах или Т-ступенях объектива.
Например, яркость сцены с динамическим диапазоном от 0,02 фут-ламберта до 80 фут-ламбертов составляет 4000: 1 и эквивалентна динамическому диапазону в 12 ступеней.Кроме того, в качестве примера диапазон Т-стопов от Т-1 до Т-64 представляет собой динамический диапазон в 12 ступеней. Диапазон из 13 ступеней — 8000: 1; диапазон из 14 стопов составляет 16 000: 1; а диапазон из 15 стопов равен 32 000: 1.
Хотя официального стандарта в отношении определения динамического диапазона HDR не существует, общепризнано, что нижний порог для HDR составляет 13 ступеней или 8000: 1, с переходом на 14 ступеней или 16000: 1 к текущему фактическому « стандарту » 15 остановок или 32000: 1. Большинство цифровых кинокамер последнего поколения способны захватывать динамический диапазон яркости сцены от 14 до 15 ступеней без ограничения максимально воспроизводимых деталей светлых участков или минимальных воспроизводимых деталей теней.Для сравнения, современные пленочные негативы также способны улавливать динамический диапазон в 14 ступеней.
Вы можете прочитать полный технический документ в этом PDF-файле.
.