Rychlá navigace

Dynamický rozsah scény

Změření dynam. rozsahu

Dynamický rozsah fotoapar.

Histogram a dyn. rozsah

Snížení dynam. rozsahu

 

          dynamický rozsah (konstrast) scény

Co je to dynamický rozsah scény? Jak jej změřit? Jaký rozsah zpracuje můj fotoaparát? Co mám dělat, když scéna má větší dynamický rozsah a přesto jí chci vyfotit? Článek volně navazuje na Porozumění správné expozici a Expoziční režimy a strategie (obecné stanovení expozice, definice EV hodnot, atd.) a je zaměřen hlavně na digitální fotoaparáty. Mnoho informací je ale obecných a použitelných i pro film.

U scén tohoto typu je potřeba pečlivě hlídat dynamický rozsah. Jinak hrozí buďto přepálení světel nebo úplná ztráta kresby v tmavých částech (loďky). Canon EOS 10D, 1/250sec, f/9.5, ISO200

  Dynamický rozsah scény

Dynamický rozsah scény neboli kontrast scény nebo také tonální rozsah je jednoduše řečeno rozdíl mezi nejsvětlejším a nejtmavším místem fotografie. Každému je vcelku jasné, že bude-li fotit uhlí ve sklepě proti oknu, kam právě praží odpolední slunce, z uhlí toho moc vidět nebude. Koneckonců ani oko už oboje nezpracuje. Jak to tedy s dynamickým rozsahem scény je a jak se měří?

Dynamický rozsah scény se stanovuje v jednotkách EV a je to rozdíl EV nejsvětlejšího a EV nejtmavšího místa. V praxi je nejjednodušší na fotoaparátu použít bodové měření expozice (spot nebo partial metering), změřit EV světel (např. oblohy) a EV stínů (např. tmavého předmětu v popředí) a odečíst je. Rozdíl těchto EV je dynamický rozsah scény.

Změření dynamického rozsahu

Bodové měření expozice (spot nebo partial metering) měří expozici ve velmi úzké oblasti, typicky kolem 3 - 9 % obrazu v hledáčku. Při měření dynamického rozsahu scény nezapomeňte:

  • změřit EV hlavního objektu, nejsvětlejší části scény a nejtmavší části scény a tím zjistit její dynamický rozsah a "EV polohu" hlavního objektu v něm

  • že měření se provádí na střední šedou

  • že zúžit bodovou oblast měření můžete maximálním zoomem


Změření dynamického rozsahu
Proměřením scény bylo zjištěno, že nejsvětlejší bod scény má 16EV a nejtmavší 10EV.
Celkový dynamický rozsah je tedy 6EV. Exponováno bylo na střed = 13EV.
Canon EOS 10D, 1/250s, f/9, ISO200 = 13⅓ EV
 

Dynamický rozsah fotoaparátů

V praxi často reálný kontrast scény překročí rozsah, který je fotoaparát schopen na jedné fotografii zaznamenat. Zjistit ale přesně dynamický rozsah vašeho fotoaparátu je téměř nemožné. Oficiální zdroje o tom neřeknou ani slovo a obecně dostupné informace se často rozcházejí. Stejná situace nastane při snaze porovnat dynamický rozsah klasických a digitálních fotoaparátů:

K problematice dynamického rozsahu cituji např.dpFWIW:
"Lidské oko je opravdu div co se optických vlastností a adaptace týče. Rozlišení oka a jeho dynamický rozsah leží daleko za možnostmi jakéhokoliv filmu nebo digitálního čipu. Za průměrných podmínek může lidské oko přesně zaznamenat detaily i ve světelných intenzitách o poměru ~ 1 : 30 000 neboli 15 EV v jedné scéně a absolutní dynamický rozsah - od adaptace na úplně tmavou po adaptaci na úplně světlou - dosahuje  až poměru 1 : 109 neboli 30 EV. Pro porovnání - dobrý barevný diafilm zaznamená stěží rozsah 1 : 32 neboli 5 EV zatímco některé černobílé filmy a digitální fotoaparáty se přibližují 10 EV. Je s podivem, že při konkurenci oka jsme schopní se spokojit se současnými fotoaparáty."

K téže problematice český časopis PhotoLife, číslo 34, str.79:
"Dynamický rozsah standardně zpracovaného černobílého negativního filmu je zpravidla 9 EV, barevného negativu 7 EV (Kodak Portra 160NC) a 6 EV u ostatních materiálů a 5 EV u většiny diafilmů a běžných digitálních čipů."

A do třetice Norman Koren:
"Podle společnosti Nikon mají jejich digitální fotoaparáty při ISO 100 dynamický rozsah cca 1 : 446, což je 8.8 EV. To je lepší než diafilm a přibližně stejné jako negativní film."

Když pomineme obtížnost objektivních měření (některá prováděli např. na Digital Photo Review) a případnou zaujatost autorů článků (podle toho jestli mají nebo nemají rádi digitální fotografii), tak je jisté, že:

 

Dynamický rozsah scény je moc velký
Na obrázku je znázorněna situace, kdy dynamický rozsah scény je 11 EV (znázorněn černobílou stupnicí od bílé po černou) a dynamický rozsah fotoaparátu pouze 5 EV (červeně). Vše co je nad 12 EV bude na fotografii pouze bílé (bez jakékoliv kresby) a vše co je pod 8 EV bude pouze černé (bez kresby). Nastavením expozice (clona a čas) případně expoziční korekcí ±EV můžeme červeným dynamickým rozsahem fotoaparátu "jezdit" po dynamickém rozsahu scény a tím určovat, co vlastně chceme zaznamenat - co je pro nás nejdůležitější. Vždy ale zaznamenáme pouze 5 EV. Celý dynamický rozsah scény se v tomto případě prostě zaznamenat nedá.
 
 

Dynamický rozsah scény je malý
Opačná situace nastane při malém dynamickém rozsahu scény (např. podzimní fotografie v mlze). Má-li scéna rozsah např. 4 EV a fotoaparát 5 EV, tak toho chybou expozice o 1 EV moc nezkazíme. To je prostě povolená tolerance. Určíme tím akorát, jestli snímek vyzní spíše ponuře (tmavší) nebo optimisticky (světlejší), což snadno při následném zpracování v počítači doladíme. Platí ale zásada, že je vždy dobré spíše exponovat na světlejší snímky (a potom je v počítači případně ztmavit), protože se tím účinně potlačuje šum v obraze.
  1. Dynamický rozsah digitálních a klasických fotoaparátů je podobný spíše ve prospěch analogových

  2. Dynamický rozsah digitálních i klasických fotoaparátů  je zoufale malý (v porovnání s okem)

  3. Abychom co nejlépe využili tento zoufale malý dynamický rozsah musíme ho řídit

Histogram a dynamický rozsah

Histogram je naprosto neocenitelný pomocník při určování správné expozice zvláště v případech, kdy kontrast scény je vysoký. Nejenom že vám ukáže rozložení světel a stínů, ale vyčtete z něj i dynamický rozsah scény a u některých fotoaparátů i přeexpozici. Většina DSLR takto ukáží výsledek a bílá (přeexponovaná) místa blikáním označí. Okamžitě víte, že v tomto případě budete muset obětovat světla...

Osa X histogramu vyjadřuje dynamický rozsah fotoaparátu - od "jeho" černé vlevo až po "jeho" bílou vpravo. Osa Y vyjadřuje kolik bodů scény je v této škále černo-bílé obsaženo. V tabulce níže máte typické histogramy (přehnané) pro jednotlivé typy scén. Další podrobnosti o histogramu viz článek Histogram a jeho praktické použití. Další skvělé vysvětlení histogramů najdete zde (v angličtině).

 

Správně exponovaná scéna, dynamický rozsah fotoaparátu stačí a dokonce nebyl zcela využit protože vlevo i vpravo jsou nevyužitá místa.
Správně exponovaná scéna, dynamický rozsah fotoaparátu ale nestačí, protože scéna by ráda "pokračovala" jak vpravo tak vlevo (čili obsahuje černější a bělejší místa než zaznamenal fotoaparát).
Dynamický rozsah fotoaparátu nestačí, světla (vpravo) jsou exponovány správně ale scéna obsahuje hodně černých míst bez kresby (vlevo). Takto nějak by vypadal histogram portrétu na černém pozadí (typické fotky lidí s bleskem v přírodě).
Dynamický rozsah fotoaparátu nestačí, stíny (vlevo) by rády "pokračovaly" dále do černé ale scéna obsahuje hlavně hodně bílých vypálených míst bez kresby (vpravo). Takto nějak by vypadal histogram portrétu na bílém pozadí (typické fotky lidí protisvětle). Vypálená místa na většině DSLR blikají.
 

  Snížení dynamického rozsahu scény

Pokud nastane situace, že dynamický rozsah scény přesáhne dynamický rozsah fotoaparátu, máme několik možností řešení:

  1. Použít filtry a tím snížit množství světla ve světlých místech

  2. Osvítit tmavá místa bleskem 

  3. Osvítit tmavá místa odraznými deskami

  4. Exponovat na 2 snímky

  5. Obětovat světla a správně exponovat stíny

  6. Obětovat stíny a správně exponovat světla

 

1. Použití filtrů

Šedý přechodový filtr (např. Cokin a článek na téma jejich použití) snižuje jas světlých míst scény. Přechodový filtr je nutné ručně nastavit tak, aby šedá část stínila např. oblohu zatímco čirá část nechala beze změny tmavé popředí. Je možné s ním posouvat nahoru i dolu i otáčet. Tím je možné ho přizpůsobit konkrétní scéně. Vypadá to nemožně ale z vlastní zkušenosti vím, že to na fotkách není vůbec vidět. Takže směle do toho.

Polarizační filtr pracuje na jiném principu a sice že ztmavuje oblohu filtrací jejího nepolarizovaného světla. Problematice polarizačních filtrů je věnováno dostatek pozornosti např. zde, takže jdeme dále.

2. Fill-in blesk

Jak je podrobně popsáno v článku Jak fotoaparáty fotí s bleskem, většina fotoaparátů má zabudovány algoritmy na přisvícení tmavého hlavního objektu bleskem. Bohužel fill-in blesk má své nevýhody:

  • Barva světla blesku se často liší od barvy okolního světla. Kombinací 2 různě barevných zdrojů vznikají často nepěkné barevné posuny (zvláště na odstínech pleti), které navíc téměř nelze kompenzovat

  • Čelní silné světlo blesku často zploští hlavní objekt nebo na něm zanechá hluboké černé nepěkné stíny

  • Vyvážení expozice mezi přirozeným okolím a bleskem osvíceným hlavním objektem je trochu kumšt

3. Odrazné desky

Jedna nebo více odrazných desek rozmístěných po scéně může efektivně vyplnit stíny tam, kde je nechcete. Navíc barva světla se nemění a scéna se snadno inscenuje a měří (vše je vidět). Na trhu je i spousta odrazných desek různých velikostí a zabarvení, většina z nich se dá i celkem slušně složit. Vždycky se s nimi ale musíte tahat. Příklad odrazné desky je zde. Mě se jako odrazné desky osvědčily obyčejné bílé polystyrenové desky (Hornbach - cca 12,- Kč jedna). Jsou jen špatně přenosné, takže je používám jen v domácím atelieru.

4. Expozice na 2 snímky

No snadno se to řekne ale hůř udělá. Jde o to, že naexponujete stejnou scénu dvakrát - jednou na světla a podruhé na stíny a tak vlastně "zdvojnásobíte" dynamický rozsah fotoaparátu. Potom tyto snímky v počítači spojíte a z každého vyberete tu jeho "lépe exponovanou" část. Podrobný popis přesahuje rámec tohoto článku ale další informace lze v angličtině nalézt např. zde. Že se musí exponovat ze stativu (jinak obě fotografie neodpovídají), že to vylučuje pohyblivé fotky, fotky lidí atp. je jasné.

5. Obětování světel

Záměrně exponujete tak, že pozadí je absolutně bílé, protože jste se tak rozhodli a chcete tím hlavní objekt izolovat od pozadí. Často např. tváře v protisvětle, kdy tvář je exponována dobře a obloha (pozadí) je bílá bez kresby.

6. Obětování stínů

Záměrně exponujete tak, že hlavní objekt je černý, protože jste se tak rozhodli a chcete tím vytvořit např. efektní siluetu na dobře prokresleném pozadí.

Zpět nahoru

Text a obrázky - copyright © 2013 ing. Roman Pihan.

Nemohou být použity či přetištěny bez svolení autora vyjma pro privátní a nekomerční použití.

 

 Mnohem více informací o DSLR, optice, expozici, ostření atd. najdete v knize Mistrovství práce s DSLR.