High Dynamic Range Imaging , HDRI , o simplemente HDR , son tecnologías de imagen y video cuyo rango de brillo supera las capacidades de las tecnologías estándar.
Muy a menudo, el término HDR se utiliza en relación con la adquisición, el almacenamiento y el procesamiento de imágenes de mapa de bits . Las tecnologías digitales ampliamente utilizadas hoy en día se basan históricamente en formatos enteros de 8 bits para la representación y el procesamiento de datos, lo que da un rango dinámico muy estrecho , a menudo llamado SDR ( rango dinámico estándar ) o LDR ( rango dinámico bajo ) . A modo de comparación, la proporción de los colores más brillantes a los menos brillantes (pero aún no negros) para sRGB es de aproximadamente 3000: 1, mientras que las escenas reales a menudo tienen proporciones de brillo de 1,000,000: 1 o más, tanto en las sombras como en la luz. el ojo es capaz (debido a la adaptación de la luz al brillo) de distinguir detalles. El uso de la tecnología HDR le permite trabajar con el rango completo de brillo de la escena, eliminando las limitaciones históricas.
Las tecnologías HDR tienen muchas aplicaciones prácticas, como capturar imágenes y videos de escenas naturales de alto contraste , almacenar y procesar contenido HDR, crear imágenes LDR a partir de imágenes HDR y lograr varios efectos artísticos usando imágenes HDR.
En fotografía, el rango dinámico a menudo se mide en el número de pasos de exposición , también llamado "paso" o "detener" (a menudo abreviado recientemente EV, del valor de exposición inglés - expopara ), es decir , el logaritmo de base 2 , con menos frecuencia el logaritmo decimal (denotado letra D). 1 EV es igual a 0,3 D. También se utiliza una notación lineal, como 1000:1, que es igual a 3 D o aproximadamente 10 EV.
La característica "rango dinámico" también es inherente a los formatos de archivo utilizados para grabar fotografías . En este caso, está determinado por el tipo de datos elegido por los autores del formato, en función de los fines para los que está destinado el formato. Por ejemplo, el rango dinámico del modo base del formato JPEG está definido por el estándar de representación de color sRGB con corrección de gamma de 8 bits y es exactamente 11,7 EV, pero solo 8-9 EV de este rango son realmente aplicables. Para el formato Radiance HDR , el rango dinámico es de 256 EV.
El término "rango dinámico" se usa a veces para referirse a cualquier proporción de brillo en la fotografía:
Varios autores utilizan otras opciones más exóticas.
A la hora de evaluar las características del rango dinámico, se debe mirar con reservas la cantidad de bits utilizados para registrar información en cualquier formato o matriz de cámara . Entonces, un ADC de cámara (10, 12 o 14 bits) generalmente lee valores en una escala lineal. Los archivos contienen valores con corrección gamma .
Por ejemplo, el rango dinámico de una imagen, representado por números de precisión media de 16 bits , es mucho mayor que el representado por números enteros de 16 bits. Radiance HDR (representación RGBE de 32 bpp) tiene un rango mucho más dinámico que TIFF de 16 bits (RGB entero de 48 bpp).
Una definición de rango dinámico muy utilizada por los fabricantes de CCD es la relación entre la señal máxima recibida de un sensor con luz brillante y el ruido de lectura de un sensor de imagen en ausencia de luz.
Las cámaras Nikon más nuevas tienen un modo de disparo HDR para archivos JPEG . En este modo, la cámara toma imágenes de 2 imágenes con diferentes exposiciones y las pega en una sola [1] .
La latitud fotográfica de las cámaras y películas modernas no es suficiente para transmitir cualquier escena del mundo circundante. Esto es especialmente notable cuando se dispara con una película de color reversible o una cámara digital compacta , que a menudo no pueden capturar ni siquiera un paisaje diurno brillante si hay objetos en la sombra (y el rango de brillo de una escena nocturna con iluminación artificial y sombras profundas puede llegar hasta a 20 EV).
La forma estándar de sortear el problema del rango dinámico, que se ha utilizado con éxito desde el advenimiento de la fotografía como tal, es la corrección de la iluminación de la escena, que se logra mediante la elección correcta del momento y el ángulo de disparo y la iluminación artificial. así como el uso de modos especiales de funcionamiento de la cámara. Por ejemplo, cuando la escena es brillante, se puede usar el flash de relleno para resaltar las sombras, reducir el contraste de la imagen y disparar con flash a alta exposición puede igualar el contraste de algunas escenas tomadas en la oscuridad. Sin embargo, no todos estos métodos son siempre convenientes y aplicables, su correcto uso requiere una mayor cualificación del fotógrafo.
La solución al problema del rango dinámico insuficiente sin cambiar la escena, la iluminación y el ángulo se consigue de dos formas:
Ambos caminos requieren resolver dos problemas:
A continuación se muestra un ejemplo de una imagen creada con tecnología HDR a partir de cuatro fuentes y fotos de origen.
El mapeo de tonos también se puede usar para procesar imágenes con un rango de brillo pequeño para mejorar el contraste local.
El ejemplo anterior muestra el uso de métodos HDR para producir una imagen que el espectador percibe como realista.
La técnica de captura HDR también se puede usar para video capturando múltiples imágenes para cada fotograma del video y combinándolas. Qualcomm llama a esto "captura de video HDR computacional". En 2020, Qualcomm anunció el procesador Snapdragon 888, que es capaz de capturar video HDR computarizado 4K y video HDR [2] . El Xiaomi Mi 11 Ultra también es capaz de capturar video HDR computarizado [3] .
-4 pies
-2 pies
+2 paradas
+4 paradas
Contraste decreciente
Mapeo de tonos locales
resultado natural
| medición de la exposición | |
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| Términos de medición de la exposición |
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| Control de exposición manual |
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| Control de exposición automático | |
| Estándares de medición de flash | |