HDR چیست؟

HDR چیست؟ HDR‌ فرایندی است که با جمع‌آوری سیگنال‌هایی گسترده‌تر از سیگنال‌های معمول، محدوده دینامیکی تصاویر، ویدئو‌ها و صداها را متعادل می‌کند و کیفیت خروجی را بهبود می‌بخشد.

محدوده دینامیکی گسترده یا HDR (مخفف High Dynamic Range) به محدوده دینامیکی گسترده‌‌‌‌‌تر از معمول سیگنال‌ها گفته می‌شود که در تصویربرداری، فیلم‌‌برداری و صدابرداری کاربرد دارد. این اصطلاحی برای نشان‌دادن بهره‌مندی از فناوری‌ها یا قابلیت‌هایی است که امکان دستیابی به تصاویر، فیلم‌ها یا صدا با محدوده دینامیکی بیشتر از حد معمول را فراهم می‌کند.

HDR در عکاسی، فیلم‌برداری و حتی صدابرداری، امکان افزایش دامنه دینامیکی عکس‌ها، ویدئوها و صداهای گرفته‌شده را فراتر از قابلیت اصلی ابزارها فراهم می‌کند. به زبان ساده، این قابلیت در عکاسی و فیلم‌برداری با نوردهی‌های مختلف فریم‌های متعددی از یک صحنه را ثبت و سپس با ترکیب آن‌ها، تصویر یا ویدئویی با محدوده دینامیکی بیشتر از فریم‌های گرفته‌شده اولیه را خلق می‌کند.

در صدابرداری و مهندسی صدا نیز، با ضبط دامنه گسترده‌تری از صداها، تمام جزئیات صدا، ساز‌های به‌کار‌رفته، نت‌های نواخته‌شده و… را در محتوای ضبط‌شده ثبت و امکان شنیدن خروجی در دستگاهی مجهز به قابلیت‌ پخش متناسب را فراهم می‌کند.

برای مشاهده محتوای HDR، باید تمامی مراحل تولید این محتوا از ضبط و تولید گرفته تا تحویل و نمایش در دستگاه با فرایند HDR واقعی سروکار داشته باشند. حتی اگر محتوای نهایی در قالب HDR منتشر شود؛ اما بخواهید آن را با نمایشگری پخش کنید که از قابلیت HDR پشتیبانی نمی‌کند، آنچه خواهید دید، دیگر ویدئویی با دامنه دینامیکی گسترده نیست.

بسیاری از تولیدکنندگان نمایشگر‌ها یا گوشی‌های هوشمند ادعا می‌کنند محصولاتشان از قابلیت پخش HDR پشتیبانی می‌کنند؛ اما این ادعا گاهی فقط به این معنی است که دستگاه قابلیت پخش محتوای HDR را دارد و هنگام پخش، پیغام خطایی نمایش داده نمی‌شود؛ ولی آن را در قالب محدوده دینامیکی گسترده نمایش نمی‌دهد. این یعنی محتوای HDR را با فرمت SDR تماشا می‌کنید و همچنان از وسعت گسترده و سطح روشنایی بیشتر موجود در محتوای HDR بی‌بهره خواهید بود.

همین موضوع درباره بازی‌های ویدئویی و عکس‌ها نیز صدق می‌کند. اگر محتوای بازی‌های ویدئویی و عکس‌ها با محدوده دینامیکی گسترده تولید شده‌ باشند، تنها زمانی می‌توانید از گیمینگ یا تماشای تصویر لذت ببرید که آن محتوا را در دستگاهی با پشتیبانی از HDR اجرا یا مشاهده کنید.

عکاسی HDR چیست؟

محدوده دینامیکی به تفاوت بین روشن‌ترین و تاریک‌ترین عناصر یک تصویر گفته می‌شود و HDR یا محدوده دینامیکی بالا نیز در اصطلاح عکاسی و تصویربرداری، فرایندی است که به افزایش این محدوده دینامیکی فراتر از آنچه معمولاً با لنز گوشی ثبت می‌شود، کمک می‌کند. این فرایند بخشی از عکاسی محاسباتی گوشی‌های هوشمند است که با برقراری تعادل بین مناطق روشن و تاریک عکس، کیفیت تصاویر نهایی ثبت‌شده را بهبود می‌بخشد؛ البته این تعادل را نمی‌توان با ثبت تنها یک تصویر به‌دست آورد.

همه می‌دانیم که عکاسی با دوربین‌ گوشی‌های هوشمند و ثبت تصاویری که هم نواحی روشن و هم نواحی تاریک صحنه‌ای را به‌طور کامل نشان دهند، کار دشواری است؛ زیرا اغلب بخش‌های پر‌نور بیش‌ازحد نوردهی می‌شوند و حتی ممکن است در تصویر ثبت‌شده به رنگ سفید دیده شوند و جزئیات بخش‌های تیره نیز به‌خوبی ثبت نشوند. HDR برای رفع این مشکل و خلق تصویری دقیقاً مشابه آنچه چشم انسان می‌بیند یا خلق تصاویر هنری چشمگیری ازنظر بصری به‌کمک ما می‌آید. این قابلیت را حتی می‌توان با تعریف تنظیماتی در دوربین‌های DSL نیز به‌کار گرفت.

برای مثال، اگر بخواهیم از سوژه‌ای در ناحیه سایه‌دار با پس‌زمینه روشن عکاسی کنید، روشن‌ترکردن تصویر برای بهتر دیده‌شدن سوژه، پس‌زمینه را بیش‌ازحد نورانی نشان می‌دهد. از طرف دیگر، تنظیم نوردهی ایدئال برای پس‌زمینه نیز باعث می‌شود تا نتوانیم تصویر واضح و مشخصی از سوژه ثبت کنیم. به این حالت در اصطلاح ضدنور می‌گویند.

استفاده از قابلیت HDR در این مواقع به ما کمک می‌کند تا تصویری با دامنه دینامیکی بالا ثبت کنیم که هم جزئیات تصویر را در نواحی تاریک حفظ کند و هم مناطق روشن را بیش‌ازحد نورانی نشان ندهد. اثربخشی HDR بسته به موقعیت و سوژه می‌تواند متفاوت باشد و در برخی شرایط حتی ممکن است، فعال‌کردن آن نتیجه نهایی مطلوبی نداشته باشد.

نحوه عملکرد HDR در عکاسی با گوشی

برای استفاده از HDR هنگام عکاسی با گوشی، لازم است تا ابتدا این قابلیت را در بخش تنظیمات دوربین گوشی خود فعال کنیم. پس از انجام این کار، دوربین گوشی هنگام عکاسی، چندین عکس را پشت‌سر‌هم با نوردهی‌های متفاوت ثبت و سپس نرم‌افزار دوربین با حفظ تمام جزئیات (از تاریک‌ترین قسمت‌ها گرفته تا روشن‌ترین بخش‌ها) این تصاویر را در عکسی واحد باهم ترکیب می‌کند.

فعال یا غیر‌فعال کردن HDR در آیفون: قابلیت Smart HDR در iOS 14، به‌طور پیش‌فرض فعال است. برای غیرفعال‌کردن آن کافی است تا از تنظیمات (Setting) گوشی به بخش دوربین (Camera) بروید. در پایین‌ترین قسمت این بخش، گزینه‌ای برای فعال یا غیرفعال کردن Smart HDR مشاهده می‌کنید. اگر این گزینه غیرفعال باشد، پس از آن هر زمان که بخواهید عکسی بگیرید، در بالای صفحه و گوشه سمت راست، کلیدی برای روشن یا خاموش کردن آن نمایش داده می‌شود.
فعال یا غیر‌فعال کردن HDR در گوشی‌های اندروید: می‌دانیم که گزینه‌ها و تنظیمات رابط کاربری اندروید در گوشی‌های مختلف متفاوت است؛ پس نمی‌توان مسیر مشخص و یکتایی برای دسترسی به گزینه فعال یا غیرفعال کردن HDR در گوشی‌های اندرویدی مجهز به این قابلیت معرفی کرد. در گوشی‌های سری گلکسی سامسونگ، قابلیت HDR‌ را می‌توان از بخش تنظیمات موجود در داخل برنامه دوربین، فعال یا غیرفعال کرد.

قبل از توسعه HDR، کاربران حرفه‌ای خودشان به‌صورت دستی چند عکس با نوردهی‌های مختلف می‌گرفتند و آن‌ها را به‌صورت دستی در برنامه‌هایی مانند فتوشاپ یا لایت‌روم ویرایش و ترکیب می‌کردند تا بهترین خروجی را از میان این تصاویر به‌دست آورند؛ البته این روش در‌حال‌حاضر برای عکاسی HDR با دوربین‌های DSLR همچنان کاربرد دارد.

خوشبختانه امروزه HDR به‌صورت پیش‌فرض در اکثر گوشی‌های هوشمند و مدرن وجود دارد و تقریباً تمام تولید‌کنندگان گوشی این قابلیت را با نرم‌افزار دوربین محصولات خود تطبیق داده‌اند. پس از فعال‌کردن HDR در بخش تنظیمات دوربین گوشی، تمام فرایند ثبت چند تصویر، ترکیب آن‌ها و برقراری تعادل سطوح نور به‌طور خودکار انجام می‌شود.

ازآنجاکه HDR برای انجام این فرایند به زمان، ثبت چند تصویر و ترکیب آن‌ها با یکدیگر نیاز دارد، بهتر است هنگام عکاسی گوشی را تاحدممکن برای مدت کوتاهی ثابت نگه داریم. برخی از گوشی‌های هوشمند جدید به قابلیتی به نام Auto HDR مجهز هستند که تصمیم‌گیری درباره زمان استفاده از قابلیت HDR را به خود گوشی واگذار می‌کند.

نحوه عملکرد HDR در عکاسی با دوربین DSLR

ساز‌و‌کار اعمال فرایند HDR برای تصاویری که با دوربین‌های DSLR‌ ثبت می‌شوند، با سازو‌کار این فرایند در گوشی‌ها متفاوت است. درواقع در عکاسی با دوربین‌های DSLR‌، فرایند HDR‌ دیگر به‌صورت خودکار اعمال نمی‌شود و عکاس خود با طی مراحلی مشابه و به‌صورت دستی این کار را انجام می‌دهد. در این روش، عکاس آزادی عمل بیشتری دارد، می‌تواند جزئیات را مطابق سلیقه شخصی‌اش ثبت کند و محصول نهایی همیشه بهتر از تصویر ثبت‌شده با فرایند HDR خودکار خواهد بود. این فرایند در دو مرحله براکت‌کردن (براکتینگ) نوردهی و ادغام تصاویر انجام می‌شود. در‌ادامه، این مراحل را توضیح می‌دهیم.

ثبت تصاویر

مراحل آماده‌سازی دوربین و عکاسی HDR با آن به‌ترتیب زیر است:

برای عکاسی HDR با دوربین‌های DSLR، اول از همه به سه‌پایه‌‌ای برای ثابت نگه‌داشتن دوربین نیاز دارید.
پس از انتخاب سوژه، قاب مدنظر خود را ببندید و نوردهی متناسبی را برای آن تنظیم کنید. اگر سوژه‌، فضای زیادی از کل تصویر را شامل می‌شود، تاحدممکن نوردهی متعادلی برای ثبت تصویر انتخاب کنید.
پس از انجام دو مرحله بالا، دیگر تغییری اعمال نکنید و فقط سرعت شاتر را کم و زیاد کنید.
اولین تصویر را بگیرید.
سرعت شاتر را تغییر دهید تا تصویری تاریک‌تر از تصویر اول ثبت شود. این مرحله را آن‌قدر تکرار کنید که فقط روشن‌ترین نقطه تصویر به‌درستی دیده شود.
سرعت شاتر را تغییر دهید تا تصویری روشن‌تر از تصویر اول ثبت شود و دوباره این مرحله را آن‌قدر تکرار کنید که فقط تاریک‌ترین نقطه تصویر به‌درستی دیده شود.

در عکاسی HDR با دوربین DSLR، نمی‌توان تعداد مشخصی عکس برای عکاسی تعیین کرد. این تعداد به تصویر کلی، تجهیزات، سوژه، مهارت‌های ارزیابی نور و سبک ویرایش عکاس بستگی دارد.

ترکیب تصاویر ثبت‌شده

پس از ثبت تصاویر در سطوح مختلف نور، حالا نوبت به ترکیب آن‌ها و متعادل‌کردن سطوح نور به‌کمک نرم‌افزار‌ می‌رسد. برخی از نرم‌افزار‌های محبوب موجود برای ادغام تصاویر عبارت‌اند از:

Lightroom، Photoshop، Aurora HDR ، Photomatix Pro، Luminance HDR

مراحل ترکیب تصاویر در نرم‌افزار‌های مختلف کمی متفاوت است؛ اما روال کلی به یک شکل است: پس از بازکردن تمام تصاویر در نرم‌افزار، گزینه Merge را انتخاب و سپس تصویر به‌دست‌آمده را به سلیقه خود ویرایش کنید.

چه زمانی از HDR برای عکاسی استفاده کنیم؟

تصمیم‌گیری درباره استفاده از HDR تا حد زیادی به تجربه و سلیقه عکاس بستگی دارد. ازآنجاکه این قابلیت ابزار مفیدی برای حفظ جزئیات تصویری به‌حساب می‌آید، به‌طور‌کلی استفاده از آن در عکاسی پرتره یا تصویربرداری از مناظر می‌تواند مفید واقع شود. علاوه‌براین دو مورد، HDR رنگ‌ها را غنی‌تر و درخشان‌تر ثبت می‌‌کند و حتی در شرایط مناسب، نویز احتمالی تصویر را نیز کاهش می‌دهد.

HDR در عکاسی از مناظر و طبیعت: همه می‌دانیم که نور یکی از عوامل مهم در هنگام عکاسی است؛ اما اگر منبع نور خورشید و سوژه نیز منظره‌ای در طبیعت باشد، تفاوت زیادی در سطوح نور وجود خواهد داشت. قابلیت HDR در چنین شرایط می‌تواند اختلاف بین نقاط تاریک و روشن را کم کند و تصویر متعادلی را نمایش دهد. در دو تصویر زیر تفاوت عکاسی از مناظر با HDR فعال و غیرفعال را مشاهده می‌کنید.
HDR در عکاسی با نور کم و عکاسی با نور در پس‌زمینه: عکاسی در شرایطی که در نور زیادی در پس‌زمینه وجود دارد یا نور کلی محیط کم است، به ثبت تصویری نسبتاً تاریک منجر خواهد شد. استفاده از HDR‌ در این شرایط می‌تواند سطح روشنایی کلی تصویر را افزایش و بخش‌های پیش‌زمینه را روشن‌تر و نور بخش‌های روشن پس‌زمینه را کاهش دهد. HDR با ترکیب مناسب‌ترین بخش‌های تصاویر ثبت‌شده تاحدممکن خروجی جذابی تحویل می‌دهد؛ اما این قابلیت هنوز مبتنی‌بر نرم‌افزار است و در نبود نور نمی‌تواند معجزه کند.

چه زمانی از HDR برای عکاسی استفاده کنیم؟

HDR فرایندی ماشینی و خودکار است و استفاده از آن در برخی شرایط ممکن است نتیجه نهایی مطلوبی نداشته باشد. اعمال این فرایند برای عکاسی در حال حرکت یا تصویربرداری از سوژه‌ای که به این فرایند احتیاجی ندارد، خروجی نهایی محو یا مصنوعی ارائه می‌دهد.

HDR برای عکاسی در حال حرکت: HDR برای پردازش و متعادل کردن سطوح مختلف نور حداقل سه تصویر ثبت می‌کند. اگر در این فرایند یکی از سوژه‌ها متحرک باشد، تصویر نهایی ممکن است تار به‌نظر برسد.
HDR‌ برای عکاسی از سوژه‌هایی با کنتراست بالا: گاهی اوقات ممکن است تصویری با کنتراست قوی بین مناطق تاریک و روشن همچنان عالی به‌نظر برسند. در این شرایط از HDR استفاده نکنید؛ چراکه این قابلیت با کاهش کنتراست، از جذابیت تصویر می‌کاهد. مثال مناسب برای سوژه‌هایی با کنتراست بالا، عکاسی از آتش‌بازی یا بازی با نور است. در این شرایط، تاریک و کم‌نور بودن پس‌زمینه حتی می‌تواند به حفظ درخشش نقاط نورانی کمک و تصاویری زیباتری خلق کند.
HDR برای عکاسی از سوژه‌هایی با رنگ‌های زنده و تند: اگر سوژه عکاسی شما رنگ‌های بسیار زنده و تندی دارد، استفاده از قابلیت HDR هنگام عکاسی باعث می‌شود تا رنگ‌ها به‌صورت اغراق‌شده‌ای در تصویر به‌نظر برسند و همین امر زیبایی تصویر نهایی را کاهش می‌دهد.

با اینکه ممکن است HDR در برخی موقعیت‌ها ناکارآمد باشد، می‌تواند برخی از کاستی‌های دوربین‌ گوشی را جبران کند و کیفیت تصاویر را بهبود بخشد. همان‌طورکه گفتیم، استفاده از این قابلیت قانون مشخصی ندارد و تا حد زیادی به تجربه و تصمیم کاربر وابسته است؛ به‌همین‌دلیل، توصیه می‌شود، برای بهره حداکثری از HDR، در قدم اول سازوکار دوربین گوشی‌ خود را بشناسید و قدم بعد با صرف وقت و روش آزمون و خطا از تصاویر مختلف در شرایط متفاوت، یک بار با HDR‌ فعال و یک‌ بار با HDR غیرفعال عکاسی کنید. این فرایند به شما کمک می‌کند تا بتوانید در لحظه بهتر تصمیم‌ بگیرید و تصاویر با کیفیت‌تری ثبت کنید.

جمع‌بندی

محتوای HDR یا محتوایی که با دامنه دینامیکی گسترده‌تر از معمول تولید شده باشد، در هر قالبی که تولید شود (عکس یا ویدئو یا صدا)، خروجی رضایت‌بخش‌تری را برای کاربر فراهم می‌کند و تولید‌کنندگان و سازندگان بزرگ دنیای فناوری هرکدام به‌نوعی تلاش می‌کنند تا این محتوا هرچه بیشتر به واقعیت نزدیک‌تر باشد. در‌این‌میان، اپل با نوآوری‌ها و فناوری‌هایی در این زمینه از دیگر تولید‌کنندگان پیشی گرفته است و دستگاه‌ها و نرم‌افزار‌های خود را با قابلیت‌هایی به این منظور توسعه داده است.

دیدگاه شما کاربران آکادمی آرنگ درباره محتوای HDR، استاندارد‌های خروجی آن و سازگاری آن با دستگاه‌های پخش چیست؟