28 - GRAFI ČAR 28 - GRAFI ČAR - GRAFI ČAR 28 28 - GRAFI ČAR - GRAFI ČAR V fotografi ji se HDR-tehnika lahko upo- rablja za ustvarjanje slik s širokim razpo- nom tonskih vrednos ti , hkra ti podrobne- je upodobljenih temnih in svetlih delov. V HDR-tehniki fotografi je je eden glavnih pojmov dinami čni razpon – DR (Dynamic Range), ki pomeni razmerje med najve čjo in najmanjšo intenziteto merljive svetlos ti . Z drugimi besedami je to razmerje med najsvetlejšimi in najtemnejšimi odtenki na fotografi ji. HDR pomeni širok spremenljiv obseg fotografi ranja oziroma je fotografi - ja velikega svetlobnega razpona. HDR-metoda je niz tehnik fotografi - ranja razli čnih intenzitet, kar omogo ča bolj natan čno zajemanje tonov svetlih in temnih delov slike. Tako je možno dobi ti velik dinami čni razpon tonov s standardnimi digitalnimi ali klasi čnimi fotografskimi metodami. HDR-fotografi je vsebujejo natan čnejše podatke razli čnih svetlobnih ravni, ki jih lahko zaznavamo s pros ti m o česom pri fotografi ranju real- nih scen. V časih pa so lahko s HDR-pre- dlogami tudi težave, saj ve čina izhodnih naprav ne zmore upodobi ti takega obse- ga oziroma dinami čnega razpona tonov. Da pa bi bile kljub omejitvam izho- dnih naprav upodobitve oziroma prikazi HDR-fotografi j ob tonskem ponastavlja- nju omenjenega izvornega dinami čnega razpona tonov korektni, aplikacije za ob- delavo/pripravo tovrstnih predlog upora- bljajo posebne algoritme oziroma funkci- je preurejanja tonov (tone mapping). Te tehnike upravljanja HDR-predlog lahko razdelimo v dve skupini: na prostorsko enotne (redkeje imenovane globalno upravljalne) in na prostorsko razli čne (lokalno upravljalne). Cilj HDR-obdelave je naj ti ustreznejši ton in daje boljše re- produkcijske rezultate. To pomeni v HDR- predlogi ohrani ti čim manj šuma in čim ve č izvornih tonskih informacij izvornega dinami čnega razpona tonov. Prak ti čno smo za ta prispevek izdelali HDR-fotografi je s pomo čjo treh posnet- kov Kodakove Q60 24-delne sive skale, ki so bili zaje ti z zrcalnorefl eksno DSLR- fotokamero 500D. Razmere slikanja so zajemale ekspozicije vrednos ti od -2 EV, 0 EV do 2 EV. Slike so bile aplikacijsko izdelane in obdelane s pomo čjo progra- mov Dynamic Photo HDR 4.8, Photoma- ti x Pro 3 in Ar ti zen HDR 2.8. Z analizo šuma in dinami čnega razpona tonov s programom Imatest 3.1 smo ugotovi- li, da so globalno upravljani algoritmi u činkovitejši in dajejo reprodukcijske rezultate HDR z manj šuma in ve čjim di- namičnim razponom. Moti vi narave navadno vsebujejo velik obseg svetlobnih variacij, ki presegajo razmerje tudi ve č kot 10.000 : 1. Ob sve- tlobnem viru, kot je sonce, lahko dose- žejo razmerje svetlih in temnih tonskih podrobnos ti tudi 100.000 : 1. Človeško oko ima ožji dinami čni razpon in je sposobno razlikova ti podrobnos ti pri dolo čeni svetlobni ravni v razmerju najve č 10.000 : 1. Z razvojem tehnologije za obdelavo HDR-fotografi j je to razmer- je enostavno prese či, korektno v izvorni tonski obliki pa prikaza ti le na HDR-mo- nitorjih. Ker so tovrstne HDR-izhodne na- prave še vedno cenovno precej nedosto- pne, se po ve čini uporablja obdelava teh predlog z možnostjo zmanjševanja dina- mi čnega razpona, kar omogo ča korekten še vedno precej širok dinami čni razpon HDR-obdelanih predlog na naših klasi č- nih LCD-zaslonih. Pri tem je treba pouda- V zadnjem času se na vseh podro čjih, povezanih s fotografi jo, pogosto govori o HDR (High Dynamic Range). Čeprav se je uveljavila šele v zadnjem času z uporabo zmogljivejše ra čunalniške tehnologije, je HDR-fotografi ja nastala že sredi dvajsetega stoletja. Z razvojem ra čunalnikov, digitalne fotografi je in posebne programske opreme za upravljanje in izdelavo HDR-fotografi j je tovrstna tehnologija postala bolj dostopna in enostavnejša za uporabo. Do nedavnega smo tehniko HDR najve čkrat našli v aplikacijah za obdelavo slik (Raytracing), pri osvetljevanju modeliranih 3D-scen (Image-based Ligh ti ng) in ra čunalniško ustvarjenih slikah, kot so videoigre, pa tudi v videopostprodukciji. D D HD HD HD lahko upo- hko upo- kim razpo- m razpo- podrobne- odrobne- tlih delov. h delov. Da pa bi bile kljub omejitvam izho- vam izho- dnih naprav upodobitve oziroma prikazi ma prikazi HDR-fotografi j ob tonskem ponastavlja- nastavlja- nju omenjenega izvornega dinami čnega ami čnega razpona tonov korektni, aplikacije za ob- acije za ob- šuma in dinami čnega razpona tonov s ami čnega programom Imatest 3.1 smo ugotovi- Imatest li, da so globalno upravljani algoritmi obalno upravljani algoritmi u činkovitejši in dajejo reprodukcijske i in dajejo reprodukcijske r e z u l t a t eH D Rzm a n jš u m ai nv e čjim di- H D Rzm a n jš u m ai nv e čjim di- odročjih, povezanih s fotografi jo, pogosto govori o HDR (High Dynamic Range). Čeprav se je uveljavila dročjih, povezanih s fotografi jo, pogosto govori o HDR (High Dynamic Range). Čepra bo zmogljivejše ra čunalniške tehnologije, je HDR-fotografi ja nastala že sredi dvajsetega stoletja. Z o zmogljivejše ra čunalniške tehnologije, je HDR-fotografi ja nastala že sredi dvajs alne fotografi je in posebne programske opreme za upravljanje in izdelavo HDR-fotografi j je tovrstna ne fotografi je in posebne programske opreme za upravljanje in izdelavo HDR-fotog lf fi bkld lf fi f fi bkld lf topna in enostavnejša za uporabo. Do nedavnega smo tehniko HDR najve čkrat našli v aplikacijah za pna in enostavnejša za uporabo. Do nedavnega smo tehniko HDR najve čkrat našl pri osvetljevanju modeliranih 3D-scen (Image-based Ligh ti ng) in ra čunalniško ustvarjenih slikah, kot osvetljevanju modeliranih 3D-scen (Image-based Ligh ti ng) in ra čunalniško ustva postprodukciji. ostproduk HDR-reprodukcija. Obi čajna reprodukcija. GRAFIČAR - 29 GRAFIČAR - 29 TEHNOLOGIJA TEHNOLOGIJA HDR GRAFIČAR - GRAFIČAR - 29 29 A HDR apping« ri ti , da je v ti sku omenjeni razpon tonov še dodatno zmanjšan v primerjavi z že zmanjšanim za LCD-izhodne naprave. Vprašanje medprostorskega dinami čne- ga razpona je rešeno z razvojem razli čnih metod upravljanja tonov, katerih skupni cilj je korektno zmanjšanje dinami čnega razpona na raven, ki jo lahko reproduci- ra kon čna izhodna upodobitvena napra- va. Dinami čni razpon se tonsko upravlja s pomo čjo pretvorbenih algoritmov na podlagi vsake to čke posebej, pri čemer že omenjeni globalni na čin upravljanja neodvisno prilagodi tonsko vrednost posamezne to čke, lokalni na čin pa v so- odvisnos ti od prostorske na sliki oziroma tonskih vrednos ti soleže čih to čk. Za razvoj algoritmov globalnega in lo- kalnega upravljanja obstaja ve č pristo- pov. Globalne tehnike so bile razvite na podlagi psihofi zi čnih modelov svetlos ti in kontrastne percepcije (metoda Tum- blin in Rushmeier) ter modelih nekaterih fotoreceptorjev (verzije, ki sta jih pred- stavila Reinhard in Devlinova). Danes se na tem podro čju najpogosteje uporablja logaritemsko upravljanje histograma. D TEHNOLOGIJA DR D TEHNOLOGIJA TEHNOLOGIJ »Tone ma one riti , da je v ti sku omenjeni razpon tonov da je v ti sku omenjeni razpon tonov še dodatno zmanjšan v primerjavi z že še dodatno zmanjšan v primerjavi z že zmanjšanim za LCD-izhodne naprave. zmanjšanim za LCD-izhodne naprave. Vprašanjemedprostorskegadinami čne- Vprašanjemedprostorskegadinami čne- Lokalno upravljane tehnike pa imajo za osnovni cilj maksimira ti lokalni kontrast, s čimer se zmanjša svetlobni razpon mo- ti va, ohrani pa se površinske podrobnos ti oziroma tekstura. Uporaba na čina upravljanja oziroma specifi čnega algoritma tonskega upra- vljanja HDR-fotografi j je odvisna od že- lenega kon čnega u činka. Naš cilj je lahko pove čan kontrast fotografi je z ohranitvi- jo čim ve č podrobnos ti temnih in svetlih delov slike ali pa bolj realna reprodukcija predloge, ki daje iden ti čen rezultat per- cepcije realne in obdelane/upodobljene slike. Lokalni na čin upravljanja tonov se najpogosteje uporablja, kadar želimo ohrani ti ali celo poudari ti detajle temnih in svetlih delov (maksimalno pove ča ti lo- kalni kontrast), globalni pa se uporablja za čim boljšo in fotorealno primerljivo upodobitev/prikaz. V praksi se HDR-fotografi je izdeluje s pomo čjo združevanja ve č posnetkov, za- je ti h pri razli čnih ekspozicijah (0, minus in plus), minimalno so potrebni trije po- snetki razli čnih ekspozicij. Kompozicija ve č posnetkov v praksi deluje zelo dobro, ve čja težava je prav že omenjeno tonsko upravljanje/ponastavljanje za prikaz na manj zmogljivih obi čajnih izhodnih na- pravah. Pogosto se pri tej obdelavi pojavi veliko šuma (še zlas ti v temnih delih). Šum je v svoji defi niciji pojav variacije svetlo- s ti oziroma informacije o barvi na mo ti vu in je ve činoma nezaželen u činek pri fo- tografi ranju. Vzroki njegovega pojava so lahko velikost to čk, tehnologija ti pala in njegova proizvodnja, ISO-upravljanje, čas ekspozicije, neposredna digitalna obde- lava oziroma zapis na pomnilniški modul ali RAW-zapis zaje ti h barvnih informacij. Šum na fotografi ji obstaja že od nekdaj, bolj pa se je pojavil z uvedbo digitalne fo- tografi je in tonskega upravljanja zaje ti h barvnih informacij. Kot tak najbolj vpliva na kakovost HDR-slik. Kako šum vpliva na kakovost fotografi je (še zlas ti na podrob- nos ti temnih in svetlih delov), je lahko eden od kriterijev pri ocenjevanju kako- vos ti algoritmov tonskega upravljanja. Konkretno v naši raziskavi so bile HDR- fotografi je izdelane s pomo čjo treh po- snetkov Kodakove Q60 24-delne sive ska- le, narejenih s fotokamero Canon 500D DSLR pri ekspoziciji od -2 EV, 0 EV in 2 EV Miloje Đoki ć študent doktorskih znanos ti , NTF, Univerza v Ljubljani, Slovenija E: milojeus@yahoo.com Ivana Tomi ć asistentka na oddelku grafi čnega inženirstva in oblikovanja, Fakulteta tehni čnih znanos ti , Univerza v Novem Sadu, Srbija E: tomic@uns.ac.rs 30 - GRAFI ČAR 30 - GRAFI ČAR HD ter standardni osvetlitvi D65. Kompozici- je posnetkov so bile zapisane v 16-bitni ti ff obliki, da sama kompresija podatkov ne bi preve č vplivala na kon čno kakovost HDR-fotografi je (slika 1). Slike so bile ob- Slika 1: Posnetek Kodakove Q60 sive skale, zajet pri ekspoziciji: zgoraj -2 EV, v sredini 0 EV in spodaj 2 EV. delane s pomo čjo programskih aplikacij Dynamic Photo HDR 4.8, Photoma ti x Pro 3 in Ar ti zen HDR 2.8. Vsi glavni parametri tonskega upravljanja so bili v aplikacijah že vnaprej defi nirani iden ti čno in niso bili pozneje spremenjeni. V obliki 16-bitnega ti ff zapisa so bile kot slikovne datoteke analizirane v aplikaciji Imatest 3.1. Ma- ster (uporabljen na čin analize: Stepchart). Skupno je dinami čni nadzor podan s fak- torji, ki opisujejo celotno svetlost. Šum, prikazan z rela ti vnimi enotami (f-koraki), je defi niran za originalno predlogo in ton- sko obdelano kompozicijo (zajete pri ek- spoziciji 0 EV). Šum je defi niran v to čkah celotnega obsega po črnitve. Na originalni predlogi je bilo ugotovlje- no, da so nekorektne po črnitve zaradi ko- rekcijske krivulje gama, kar je opazno na temnih poljih. Celoten dinami čni razpon fotografi je je 7,64 f-koraka pri kontrastu Grafi kon 3. Grafi kon 5. Grafi kon 2. Grafi kon 4. Detail Enhancer Drama ti c Tone Compressor Natural Display Detail Enhancer Dramati c Tone Compressor Natural Display Metoda preurejanja tonov. Metoda preurejanja tonov. Human Eye Povpre čni šum (%). Povpre čni šum (%). Skupni dinami čni obseg v f-korakih. Skupni dinami čni obseg v f-korakih. Eye-Catching Ultra Contrast Halo Matrix Smooth Compressor Auto-Adap ti ve Photographic Human Eye Eye-Catching Ultra Contrast Halo Matrix Smooth Compressor Auto-Adap ti ve Photographic Metoda preurejanja tonov. Metoda preurejanja tonov. GRAFIČAR - 31 DR 200 : 1 oziroma največji po črnitvi 2,3. Šum je najve čji v srednjih tonih, a kljub temu zmeren, tako da lahko povzamemo, da je originalna predloga dobra. Ocena dinami čnega razpona in šuma HDR-fotografi j, izdelanih s pomo čjo aplika- cije Dynamic Photo HDR, kaže, da je neko- rektna nehomogena po črnitev posledica nastavitev (razli čne vrednos ti korekcijskih krivulj gama) upravljanih algoritmov, le de- jansko temni deli so izvze ti . Šum je po ve či- ni konstantno navzo č in toni se na celotni reprodukciji obdelajo korektno iden ti čno. Izjeme so le HDR-zasnovane fotografi je s pomo čjo funkcij Hallo Matrix in Ultra Con- trast, kjer so opazne tudi vizualne tonske razlike is ti h sivin. Omenjeni dve algoritem- ski metodi sta prostorsko lokalno razli čni. V primeru aplikacij Photomatrix Pro 3 in metode Detail Enhancer pa se tonsko upravljanje izvaja linearno v nasprotju s prej algoritemsko (grafi kon 2). V primerjavi s funkcijo Tone Compressor (grafi kon 3) se napaka pojavi v tonskem prehodu in je opa- zna s pros ti m o česom. Skupno je dinami čni obseg pri obeh metodah podoben, šum pa je pri funkciji Detail Enhancer bistveno ve čji. Slabšo kakovost reprodukcije je enostavno zazna ti , pri funkciji Tone Compressor pa je opazi ti le korektno tonsko obdelavo. V aplikaciji Ar ti zen so vrednos ti po čr- nitve zelo raztresene, zaradi česar sose- dnje tonsko soodvisno leže če svetlobne ravni to čk niso logi čno zvezne. Šuma je razmeroma veliko, lahko re čemo, da je kakovost HDR-reprodukcije slaba. Grafi koni prikazujejo glavne zna čilnos ti omenjenih metod treh našte ti h aplikacij za izdelavo HDR-predlog. Grafi kon 2 pred- stavlja skupni dinami čni razpon vrednos ti (prikazane s f-koraki) predlog, ki so bile metodi čno razli čno tonsko upravljane z aplikacijo Dynamic Photo HDR 4.8. Prve tri metode (obarvane modro) so v osnovi lo- kalno prostorske. Četrta je mešanica lokal- nega in globalnega na čina, zadnje tri (obar- vane rde če) pa so zgolj globalno prostorsko obdelane. Po analogiji so metode barvno ozna čene tudi na grafi konu 3, ki prikazuje povpre čni šum osvetlitve predlog, izdela- nih z aplikacijo Dynamic Photo HDR 4.8. S primerjavo lokalnega in globalnega na- čina upravljanja v aplikaciji Dynamic Photo HDR 4.8 (grafi kona 2 in 3) lahko sklenemo, da lokalni na čin na splošno proizvaja ve č šuma, medtem ko nega ti ven vpliv na di- namični razpon ni tako velik. Funkcija Smo- oth compressor kot kombinacija lokalnega in globalnega na čina upravljanja v procesu tonske obdelave povzro ča manj šuma, a tudi manjši dinami čni razpon. Manjša ko- li čina šuma je zagotovljena s pomo čjo ton- skega globalnega na čina upravljanja. Dinami čni obseg in povpre čni šum fo- tografi j, izdelanih s pomo čjo Photoma ti x 3 (funkciji Details Enhancer in Tone Com- pressor) in Ar ti zen HDR 2.8 (funkcije Dra- ma ti c, Natural in Display), pa sta skupaj prikazana na grafi konih 4 in 5. Na podlagi informacij oziroma grafi - konov lahko povzamemo, da uporaba globalnega na čina tonskega upravljanja v obeh primerih aplikacij proizvede HDR- kompozicije z manjšim dinami čnim obse- gom in ve čjo koli čino šuma. V tej raziskavi smo torej preizkusili pro- storsko enoli čne in prostorsko razli čne tonske obdelave oziroma izdelave HDR- fotografi j z analizo proizvedenega šuma in dinami čnega obsega. Izdelavo HDR-foto- grafi j smo izpeljali v treh razli čnih aplika- cijah za HDR-obdelavo/izdelavo. Rezulta ti so pokazali, da prostorsko razli čno upra- vljanje (lokalni na čin) proizvaja ve č šuma. Prostorsko enoli čna tehnika pa z druge strani težko proizvede ve čji dinami čni raz- pon, a z bistveno manj šuma (zajeto pri ekspozicij 0 EV). Če tonsko obdelanih slik ne ocenjujemo po realnos ti upodobitve, torej po podobnos ti realne scene mo ti va, ampak jih vredno ti mo le po kakovostnih merilih, lahko re čemo , da so f otogr afi je, izdelane s prostorsko enoli čno metodo, boljše kakovos ti . Tresu na Drupi z novim neposrednim lakirnim sistemom Danski proizvajalec fl eksotiskarskih rešitev in tiskarskih pomožnih rešitev TRESU je razvil nov neposredni sis- tem lakiranja z nadzorovanim tlakom doziranja. Sistem je primeren za vgradnjo v vse visokozmogljive ofsetne tiskarske sisteme s pole in tudi rotacijske sisteme. Pod- pira UV- in vodnoosnovana lakirna sredstva. Novost bo osrednji hit razstavnega prostora TRESU (A-62) na Drupi 2012 v hali 10. Na podlagi uveljavljene fl eksotehnologije TRESU nov sistem lakiranja sestavljajo UniPrint Combi noži E-line in dozirni in preto čni sistem laka TRESU. Kombinacija teh konceptov omogo ča zanesljivo neposredno lakiranje tudi pri višjih hitrostih tiska (18.000 odtisov/uro) brez pojava penjenja in mehur čkov zraka na lakiranih površinah zara- di morebitnega zraka, ki iz preto čnega sistema prehaja v lakirno kad aniloks valja. Osnovna prednost novega sistema je njegov koncept na novi tehnologiji nadzorovanega dozirnega tlaka (Pressure Control Technology). Ravno pravi tlak doziranja med no- žem in aniloks valjem namre č zagotavlja zanesljivo kon- sistentno enakomerno lakiranje po vsej površini. Zasnova z noži E-line zagotavlja njihovo hitro menjavo, robustna oblika lakirne enote pa omogo ča enostavno nameš čanje in snemanje dozirne kadi, kar omogo ča hitro in u činkovito vzdrževanje. UniPrint Combi dozirni/preto čni sistem serije i Series pa omogo ča enostavno hitro, šestminutno, ali naprednejše, dvanajstminutno čiš čenje sistema in hitro ter u činkovito menjavo razli čnih lakirnih substanc (UV- ali vodnoosno- vanih). Doziranje se s pomo čjo nadzorovanega dozirne- ga tlaka nenehno uravnava in prilagaja hitrostim tiska in intenziteti lakiranja. Omenjeni dozirni sistem je opremljen s tipali za konstan- tno vzdrževanje delovne temperature laka, ki je lahko naj- več 55 stopinj Celzija. Nov lakirni sistem lahko uporabljamo na ofsetnih tiskar- skih strojih s pole ali rotacijskih ofsetnih sistemih v aplika- cijah lakiranja kartona, etiket, embalaže in komercialnih tiskovin. Ve č informacij na www.tresu.com. Nova neposredna lakirna enota.