Что такое HDR изображение

Динамический диапазон сцен вокруг нас может быть достаточно большим: обычным является значение 100 000:1. HDR изображение (High Dynamic Range) состоит из пикселей, значения яркости которых охватывают весь тональный диапазон реальной сцены. Оно хранится в специальном формате, который позволяет описывать самый большой диапазон значений: числа с плавающей точкой по 32 бита на цветовой канал.

Другая характерная черта HDR изображения состоит в том, что оно хранит линейные значения. Это означает, что значение яркости пиксела изображения пропорционально количеству света, измеренному камерой. В этом смысле говорят, что HDR изображение опирается на сцену (scene-referred): отображает изначальные значения освещённости кадра.

Можно ли считать динамический диапазон изображения высоким или низким – зависит от нескольких факторов. Чаще всего разделение проводится на основе количества бит на цветовой канал, которое может содержать оцифрованное изображение. Однако само по себе количество бит может ввести в заблуждение: конвертация изображения с низким динамическим диапазоном в изображение с большей битовой глубиной, конечно же, не изменит его динамический диапазон.

Существует много различных форматов для хранения HDR изображений, таких как Radiance RGBE (.hdr) и OpenEXR (.exr). Отличный обзор форматов HDR можно найти на странице Грега Уорда (Greg Ward) HDR Image Encodings

А не путаем ли мы динамический диапазон и битовую глубину?
Хороший вопрос. Битовая глубина и динамический диапазон – разные понятия, и между ними нет прямой связи.

Битовая глубина снимающего или отображающего устройства говорит о его ёмкости в плане динамического диапазона. Т.е. наибольший динамический диапазон, который может воспроизвести устройство при отсутствии других ограничений. Например, битовая глубина 12 ПЗС-матрицы говорит, что её максимальный динамический диапазон – 4096:1, но реальный динамический диапазон будет намного ниже, если принять во внимание шум (большинство 12-битных сенсоров имеют средний динамический диапазон только около 1000:1).

В случае файла битовая глубина сама по себе говорит не много о динамическом диапазоне изображения.

Во-первых, нельзя считать, что битовая глубина отражает динамический диапазон воспроизводящего устройства. Например, когда RAW файл конвертируется в 16-битный TIFF, реальная битовая глубина (и максимальный динамический диапазон) полученных данных всего 12 бит, что является битовой глубиной стандартных цифровых камер. Так как использование 12 бит неудобно для компьютеров, файл сохраняется в 16 бит. Что, конечно же, не увеличивает динамический диапазон сохранённых данных.

Во-вторых, нельзя считать, что битовая глубина отражает динамический диапазон сфотографированной сцены. Когда 32-битное HDR изображение подвергнуто правильному тональному отображению, оно показывает изначальный снятый динамический диапазон, даже если сохранено в 8-битном формате. Поэтому изображения, подвергнутые тональному отображению, часто путают с HDR изображениями. Обработанная таким образом фотография - не HDR фотография, так как она больше не содержит исходных значений яркости. Она всего лишь воспроизводит снятый динамический диапазон на мониторе или отпечатках.

Источник: http://www.hdrsoft.com