Questa pagina illustra con alcuni esempi i diversi risultati che si ottengono utilizzando
l'algoritmo presente sulla pagina
HDR on line, a seconda del
numero delle immagini di partenza (due o tre) e del tipo di gradiente scelto.
Si può scegliere fra tre metodi locali, ovvero che calcolano i pixel dell'immagine finale
un pixel alla volta (prendendo in considerazione al massimo quelli immediatamente adiacenti come
nel caso del terzo):
- Gradiente lineare
- Gradiente sferico (ok, in realtà è un quarto di cerchio, se si normalizza la luminosità
massima a 1, però sferico suonava bene!)
- Gradiente adattivo: punto per punto il sistema decide a quale gradiente fare riferimento
E' poi disponibile (nel caso di tre foto di partenza) anche un metodo non locale, che calcola i pixel dell'immagine finale sulla base
dell'informazione complessiva contenuta nelle intere immagini di partenza:
- Metodo interpolativo misto
METODI LOCALI
Nel primo caso la percentuale di informazione proveniente dalla foto per le alte
luci aumenta linearmente al diminuire della luminosità del pixel, nel secondo caso,
invece, l'informazione dell'immagine per le Basse Luci viene utilizzata quasi solo
per le luminosità più basse. Le terzo caso il sistema valuta pixel per pixel quale dei due
applicare. Per ogni pixel viene calcolata la luminosità di tutti i pixel compresi nell'intorno
quadrato dei 25 pixel
al cui centro si trova il pixel in questione, una volta per il caso in cui si applichi il gradiente
lineare, un'altra per il caso in cui si consideri il gradiente sferico. Viene poi calcolata la deviazione
standard della luminosià rispetto ai 25 pixel compresi nel quadrato. Infine si assengna ad ognuno
dei due gradienti un peso proporzionale alla deviazione standard. In questo modo si tende a privilegiare
per ogni dato pixel il tipo di gradiente che preserva maggiornamente il microcontrasto.
Due sono i limiti principali di questo procedimento:
- Insieme al microcontrasto si preserva anche il rumore
- Il sistema può confrontare solo le due situazioni ideali in cui tutti
i pixel sono calcolati utilizzando o un tipo o l'altro tipo di gradiente. Il caso finale,
con alcuni pixel calcolati in un modo e alcuni altri nell'altro non viene preso in esame
Le tre foto di partenza nella tabella presente sono distribuite su una scala di 2 stop
(-1 stop / 0 / +1 stop).
Si raccomanda di aprire le immagini a massima risoluzione per apprezzare
le differenze!
METODO NON LOCALE (INTERPOLATIVO MISTO)
Questo metodo nasce dall'esigenza di preservare il gradiente di luminosità in alcune immagini con
zone poco contrastate e con luminosità tali che il semplice calcolo pixel per pixel porta ad appiattire,
quando non addirittura ad invertire, il rapporto di luminosità fra zone adiacenti dell'immagine. Un problema
particolarmente frequente nel caso del gradiente lineare.
L'idea è quella di utilizzare l'informazione contenuta nelle altre immagini per immaginare la luminosità che dovrebbero
avere i pixel nell'immagine di partenza, ove la luminosità non fosse limitata al range 0-442.
(Ricordiamo che per luminosità si intende il modulo del vettore che descrive il pixel nello spazio
tridimensionale RGB).
Sarebbe più intuitivo fare ciò partendo dall'immagine sovraesposta, creando pixel virtuali con
luminosità > 442 nelle aree dell'immagine in cui la luminosità è andata saturazione.
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Una volta calcolati tali pixel virtuali si scalerebbero le luminosità di tutti i pixel in maniera
fra loro proporzionale, in modo da riportarli tutti nel range 0-442.
Purtroppo si è verificato che ciò porta alla conparsa di artefatti evidenti, tanto
l'immagine finale risulta totalmente inutilizzabile.
Fortunatamente si è dimostrata praticabile la via inversa, ovvero partire dall'immagine sottoesposta,
calcolare pixel virtuali con luminosità < 0 per le aree in cui la luminosità è al di sotto di una certa
soglia ("Luminosità di riferimento") e poi scalare tutte le luminosità verso l'alto, in modo da portare a zero la luminosità dei pixel
più scuri.
Ciò è reso possibile dal fatto che su doppia scala logaritmica il rapporto fra la luminosità dei pixel di un'immagine
e quelli corrispondenti di una stessa inquadratura esposta in maniera diversa è tendenzialmente costante su quasi tutto
il range di luminosità dell'immagine di partenza. Se ne discosta ai due estremi, dalla parte luminosa perché la luminosità
massima converge per tutte le immagini comunque a 442 (a parte quelle molto buie che non hanno nessuna parte saturata),
dalla parte buia perché lì dove la luce è poca diventa predomeninante il rumore proporzionale al tempo di esposizione.
Il metodo è detto misto, perché una volta calcolata la luminosità (ovvero il suo modulo) del vettore RGB per un dato pixel,
le sue componenti (ovvero il suo orientamento) vengono calcolate conformemente al metodo del gradiente lineare.
Questo ha due vantaggi:
- Ottenere un'immagine più satura nelle zone più scure, dato che nelle zone più buie di una foto la saturazione è minore
ed essa non aumenta in proporzione alla luminosità
- Ridurre il rapporto segnale rumore, prendendo più informazione lì dove ce ne è di più
Variando i parametri a disposizione (Luminosità di riferimento e i due Delta Log(Luminosità)) è possibile variare in maniera
significativa il risultato finale (anche se non sempre in maniera prevedibile). In generale l'aumento del valore di tali parametri
porta ad uno schiarimento dell'immagine finale. Conviene però utilizzare la funzione Anteprima, prima di far calcolare l'immagine
finale a piena grandezza!
Qui di seguito alcuni immagini di partenza di esempio per una foto particolarmente impegnativa (utilizzando i metodi locali
molti affreschi tendono a scomparire o comunque a venire snaturati nei loro rapporti cromatici):
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IMMAGINI DI PARTENZA
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Gradiente Lineare
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Gradiente Adattivo
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Metodo Interpolativo misto
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Se si aprono le immagini ottenute con i tre metodi diversi, si nota che il il gradiente adattivo fornisce colori più saturi,
ma molti degli affreschi hanno perso gran parte dei loro dettagli fino a rendere quasi non più riconoscibili le figure
in essi presenti. Il metodo interpolativo misto, al contrario, fornisce il mantenimento dei dettagli, al prezzo, però, di
colori più spenti e parti in ombra più scure. Il risultato ottenuto appare comunque più realistico, specie considerando
che può poi venire migliorato con un qualsiasi programma di elaborazione immagini, ad esempio Faststone.
(Il gradiente sferico non è stato inserito, ma i risultati che fornisce sono simili a quelli del gradiente lineare, ma ancora
peggiori.)
Quello che è comunque importante sottolineare è che non esiste un metodo che è sempre il migliore. La scelta più conveniente
varia a seconda del caso e l'unico modo è provare!