Что такое HDR. Что это такое, как функция в видеорегистраторе, телевизоре или даже в телефоне. HDR в камере телефона: что это

Что делают производители для улучшения качества фотографий на телефонах? Ответ прост – они добавляют новые алгоритмы обработки кадров, разнообразные эффекты, улучшающие снятое изображение.

Одной из таких опций, использующих мощность современных телефонов, является HDR. В какой ситуации включение данной настройки окажется полезным, а когда негативно скажется на фото. Сегодня мы узнаем, что такое HDR в телефоне.

Что такое HDR?

HDR – технология, которая активно используется уже не первый год, это особая методика съемки, в ходе которой камера смартфона делает несколько снимков с разными характеристиками, чтобы потом соединить их в один. Автофокус поочередно концентрируется на разных участках снимаемого объекта, имеющих различные показатели яркости, контрастности и удаленности от объектива.

Когда снимаются кадры, они обрабатываются в программном режиме. Происходит их наложение друг на друга, анализ качества, в основу кладется самый лучший фрагмент. Элементы других кадров применяются в целях шумоподавления, увеличения насыщенности и четкости.

Самый простой вариант реализации этого режима – когда снимки просто накладывают друг на друга и делают слегка «мыльными». Если камера более совершенна, то ведется последовательный анализ разных фрагментов снимка, подбираются самые удачные.

Какие преимущества у режима HDR?

Главная цель использования такого режима – улучшение четкости и детализации снимка, получаемого в итоге. Если при стандартной съемке в кадр попадают объекты разных цветов, удаленные от фотографа на различное расстояние, по-разному освещенные – в фокусе окажется лишь определенная часть снимка. Все остальное будет размытым, темным и неестественным.

В режиме HDR ваш аппарат поочередно фокусируется на разных участках панорамы для получения наилучшего качества. Применение этого метода позволяет соединить разные элементы с кадров в одной, наиболее удачной фотографии.

Хотя HDR и позволяет добиться большей четкости снимков, у него имеется ряд недостатков.

Недостатки HDR

Сложно снять объект в движении. Камера делает серию снимков с малыми интервалами, и если цель съемки движется, то качественно запечатлеть ее не получится. Вместо идущего человека на фотографии будет лишь смазанная тень.
Усредненные параметры. Программное обеспечение телефона при съемке в режиме HDR обладает любопытной особенностью – выравнивает яркость, что в некоторых ситуациях делает фото неестественным.
Медленная съемка. Камера в таком режиме работает медленнее, снимки обрабатываются подолгу, что тоже относится к минусам.

Теперь вы знаете, что собой представляет HDR на вашем телефоне. Этот режим стоит испытать – с ним вы сможете получить более четкие и детализированные снимки.

Современные технологии настолько прочно вошли в нашу жизнь, что порой бывает непросто разобраться во всём их многообразии. Например, выбирая телевизор, вам придётся обратить внимание на множество параметров, часть из которых может озадачить неподготовленного покупателя. В этой статье мы поговорим о технологии HDR, ставшей чрезвычайно актуальной в последние год-полтора.

На практике её внедрение до начала 2016 года было прерогативой отдельных моделей телевизоров, а соответствующего контента было катастрофически мало. К счастью, в течение года ситуация начала меняться: всё больше производителей оснащают свои телевизоры поддержкой HDR. Производители игровых консолей также внедрили поддержку технологии в обновлённые модели. Sony пошла ещё дальше и включила поддержку HDR в оригинальной PlayStation 4 путём обновления программного обеспечения.

Самое главное - появился и продолжает появляться подходящий контент, способный раскрыться на устройствах с поддержкой HDR.

Так стоит ли весь этот шум вокруг HDR вложения денег покупателей в совместимое оборудование?

Tomsguide.com

Как выглядит?

Давайте попробуем разобраться и начнём с объяснения сущности технологии.

Любой телевизор характеризуется показателями контрастности и точности цветопередачи. Контрастность влияет на то, насколько яркие и тёмные цвета сможет демонстрировать устройство, сохраняя их различимость для зрителя. Точность цветопередачи, в свою очередь, означает, насколько близкие к реальным оттенки будут отображаться на экране.

Любопытно, что большинство потенциальных покупателей, если им предложить на выбор телевизор с более высоким разрешением и телевизор с меньшим разрешением, но более высокой контрастностью, выберут второй. Именно насыщенность и разнообразие цветов оказываются в приоритете при выборе. Таким образом, яркость картинки пока остаётся предпочтительнее разрешения выше 4К. Покупатели выбирают глазами.

В чём суть?

Технология HDR (High Dynamic Range), или расширенный динамический диапазон, позволяет сделать описанный выше выбор ещё более очевидным: она делает светлые цвета ещё светлее, а тёмные - темнее. HDR увеличивает цветовой диапазон и максимальную контрастность, что делает изображение более глубоким и насыщенным. Стандартные цвета - красный, синий и зелёный - получают дополнительные оттенки и их комбинации, что непосредственным образом сказывается на качестве изображения.

Рука об руку с HDR идёт технология WCG (Wide Color Gamut). Последняя ещё больше расширяет доступный набор цветов. Зрители, никогда ранее не сталкивавшиеся с данными технологиями, будут приятно удивлены тем, насколько увеличивается число оттенков одних и тех же, казалось бы, привычных цветов.

wired.com

Важно понимать, что технология HDR, внедряемая в современные телевизоры и подключаемые к ним устройства, серьёзно отличается от того, что уже некоторое время присутствует в камерах наших смартфонов.

Так, телевизионная технология HDR увеличивает контрастность и палитру доступных цветов, чтобы сделать изображение на экране более реалистичным, показать его в натуральных красках. Технология HDR в камерах, в свою очередь, используется для совмещения нескольких снимков в один для получения наилучшего изображения, которое объединяет наиболее удачные элементы всех сделанных кадров. Таким образом, разница между двумя HDR получается принципиальная.

Как реализуется?

Технология HDR состоит из двух неотъемлемых частей: дисплея и контента.

На самом деле телевизор - это наиболее простая часть из двух. От него требуется уметь подсвечивать определённые области экрана более ярко, чем это делает его обычный аналог, не обладающий поддержкой HDR.

Всё гораздо сложнее в случае с контентом, который должен обладать поддержкой HDR, чтобы отображать расширенный динамический диапазон на экране. Большинство фильмов, многие сериалы, снятые в последнее десятилетие, обладают поддержкой HDR. Также она может быть добавлена без каких-либо искусственных вкраплений в оригинальную картинку. Дело в том, что основным препятствием на пути HDR-контента к вашему телевизору становится исключительно передача данных.

Видео, созданное с использованием расширенного динамического диапазона, сжимается, чтобы затем передаваться на ваш телевизор, компьютер или другое устройство. В результате пользователь видит в лучшем случае ту картинку, которую пытается воспроизвести его дисплей с использованием встроенных в него технологий и систем по улучшению качества изображения.

whathifi.com

Таким образом, только контент из определённых источников будет отображаться с настоящим HDR, потому что ваш телевизор будет получать дополнительные метаданные, которые сообщат ему, как именно нужно отображать каждую конкретную сцену. Разумеется, здесь подразумевается поддержка технологии устройством воспроизведения.

Кроме того, имеются и определённые требования к оборудованию. Не только ваш телевизор, но и проигрыватель или телевизионная приставка должны иметь разъём HDMI версии не ниже 2.0. Большая часть оборудования, выпущенного с 2015 года по настоящее время, обладает поддержкой стандарта HDMI 2.0, который может быть программно обновлён до HDMI 2.0a. Последняя версия стандарта необходима для передачи тех самых метаданных, упомянутых выше.

При этом производители уже приняли решение присваивать телевизорам, обладающим поддержкой разрешения 4К и технологии HDR, сертификат UHD Premium. На его наличие стоит обратить внимание при покупке. Также стоит заметить, что формат 4K Blu-ray также обладает поддержкой HDR по умолчанию.

Подведём итог

Безусловно, технология HDR в телевизорах пока не настолько жизненно необходима, как это преподносят производители, но именно она сейчас является основной движущей силой в индустрии. Гонка за разрешением выше 4К отошла на второй план, уступив дорогу расширенному динамическому диапазону.

И хотя наилучший результат будет достигнут при объединении двух передовых стандартов, на данном этапе предпочтительнее выбрать телевизор с поддержкой HDR, если вы не готовы переплачивать за наличие более высокого, чем 4К, разрешения. Качество картинки при использовании подходящего контента приятно удивит вас в любом случае. Глаза не обманешь: более яркие и насыщенные цвета, а также их разнообразие будут предпочтительнее, чем наличие матрицы с ультравысоким разрешением.

Таким образом, покупая новый телевизор в конце 2016 года, желательно озаботиться хотя бы наличием поддержки HDR, а разрешение выше 4К пока остаётся приятным, но всё-таки дополнением, которое слишком сильно влияет на итоговую стоимость покупки, но не приносит тех же эмоций.

Современное искусство фотографии заключается не только в том, чтобы удачно запечатлеть красоту момента либо захватить объект в наилучшем ракурсе. Сегодня многие фотографы стремятся улучшить свои фото путем пропускания их через различные фильтры, а также добавления специальных эффектов. Об одном из таких эффектов и пойдёт сегодня речь. Называется он High Dynamic Range (сокращённо HDR) или высокий динамический диапазон.

Немного о технологии

О технологии HDR слышали многие владельцы цифровых камер, но далеко не все из них понимают, как она работает. Так что же это такое HDR? Глаз человека поистине является чудом техники. В отличие от фотокамер, он легко приспосабливается к изменению освещения до 24 ступеней экспозиции, благодаря чему мы можем одинаково хорошо различать мелкие детали и на тёмном, и на светлом фоне. Динамический диапазон большинства цифровых камер значительно ниже, им трудно приспосабливаться к свету, поэтому они хорошо фиксируют только участки с определённым уровнем освещённости.

Так, если у нас получается хорошо запечатлеть тёмное здание на фоне светлого неба, последнее нередко превращается в размытое белёсое пятно и наоборот, если хорошо выходит светлое небо, теряется детализация тёмного здания, а сам участок фото, на котором оно располагается, оказывается зашумленным. Эти огрехи особенно хорошо видны на фотографиях, сделанных несовершенными камерами мобильных телефонов. На устранение этого недостатка как раз и направлена технология HDR. При использовании режима HDR камера делает серию снимков с разной выдержкой и экспозицией, при этом автофокус в процессе съемки поочерёдно концентрируется на участках с разным уровнем освещённости и удалённости от объектива.

Создав несколько кадров, камера затем соединяет их программным методом в одно насыщенное и детализированное в тёмных и светлых участках изображение. Это ключевое отличие HDR-снимков от обычных фотографий. Насколько качественным будет полученное изображение, зависит от используемого алгоритма. Менее качественными получаются фото, в которых снимки просто накладываются друг на друга и слегка растушёвываются. Для получения HDR-фотографий более высокого качества дополнительно анализируются различные участки кадров с целью выявления наиболее удачных.

Режим HDR в камере телефона и фотоаппарата

При работе с камерой существует два способа создания фото с расширенным динамическим диапазоном. Первый является более сложным, длительным и используется в основном при съёмке профессиональными цифровыми фотокамерами. Суть его заключается в следующем. Фотограф делает от трёх до пяти снимков в режиме Bracketing, а затем склеивает полученные кадры на компьютере, используя Photomatix или другую аналогичную программу. Затем полученное изображение оптимизируется для корректного отображения на дисплеях.

Но есть и более простой способ получить HDR-фото. Многие современные фотокамеры, в том числе встроенные в телефоны, позволяют снимать HDR в автоматическом режиме. При этом камера делает всё за вас. Она сама выставляет нужную экспозицию, сама производит серийную съёмку, сама склеивает и обрабатывает полученные кадры. В фотокамерах Nikon, к примеру, включить опцию HDR можно в настройках Photo Shooting Menu – HDR – HDR mode – On .

По тому же принципу работает автоматический режим HDR в смартфоне. Встроенная камера телефона делает два или три кадра и тут же сохраняет их в единое JPEG-изображение. Как правило, HDR в камере телефона включается в её же настройках. В одних моделях девайсов опция располагается в подразделе эффектов, в других для её активации предусмотрена отдельная иконка рядом со вспышкой. Нередко в параметрах доступна возможность ручной настройки экспозиции.

Телевизоры с поддержкой HDR

Технологию HDR сегодня поддерживают не только фотокамеры, но и некоторые телевизоры с разрешением 4K, например, Vizio P50-C1, Sony XD8005 или Samsung KU7000. Картинка в таких телевизорах имеет более насыщенные цвета, тёмные участки выглядят ещё более тёмными, а светлые – ещё более светлыми, благодаря чему достигается большая детализация.

Однако, поддержка HDR в телевизоре это вовсе не то, что поддержка HDR в фотокамерах. Если в камерах эффект применяется в момент создания фото, то в ТВ – в момент показа картинки. Фактически это означает, что для получения эффекта HDR изначально должен поддерживать сам контент, которого сейчас пока что очень мало.

Что нужно знать, снимая HDR

Использование режима HDR оправдано при съемке пейзажей, одиночных объектов, а также для получения детализации в условиях недостаточного освещения. Во избежание сдвигов и, как следствие, несовпадений кадров при съёмке настоятельно рекомендуется использовать штатив. А вот для фотографирования движущихся объектов съёмка HDR не подходит, так как фото получатся размытыми.

Создавать HDR-фото предпочтительнее классическим способом с использованием ручных настроек и сторонних десктопных программ, в этом случае фото получается более качественным. При этом, если исходные снимки создавались в формате RAW, потребуется тоновая компрессия, в противном случае на мониторах компьютеров фото HDR будет выглядеть несколько неестественно.

Программы для создания изображений HDR

Важно понимать, что получить настоящие фотографии HDR можно только путем слияния и обработки нескольких кадров, отснятых с разной экспозицией, причём не имеет значения, будут ли фото создаваться вручную или в автоматическом режиме камерой устройства. Что же касается создания HDR-изображений из обычных файлов JPEG или даже RAW с помощью программ вроде Dynamic photo HDR или Photomatix Pro, то в данном случае речь может идти только о придании эффекта высокого динамического диапазона, но никак не о создании полноценного HDR.

Создать HDR-фото из 8-битных изображений, с которыми обычно приходится иметь дело в интернете, нельзя, равно как нельзя его создать путём осветления теней и затемнения светлых участков из одного RAW-файла. И в том, и в другом случае полученный файл будет являться псевдо HDR-изображением. Тем не менее, используя такие приложения как EasyHDR, Photomatix Pro, HDR Efex Pro, Adobe Photoshop, Dynamic photo HDR, Corel PaintShop Pro и им подобные, можно придать обычным изображениям подобие HDR, улучшить цветность, привнести в них эффект сюрреализма.

Камеры смартфонов линейки Pixel и Nexus никогда не представляли собой ничего выдающегося, но за последние четыре года сделали мощный рывок вперед и теперь занимают первые строчки рейтингов. Почему так произошло? Потому что Google внедрила программный механизм постобработки фотографий под названием HDR+. В этой статье мы расскажем, как он работает и как активировать HDR+ на своем смартфоне, независимо от его марки.

Что такое HDR

Для полного понимания принципа работы HDR+ придется для начала разобраться с обычным HDR.

Основная проблема всех камер смартфонов - маленький размер матрицы (а точнее - фотоячеек) и, как следствие, недостаточный охват динамического диапазона. Чтобы исправить этот недостаток, был разработан алгоритм HDR (High-Dynamic Range), принцип работы которого следующий: камера делает кадр со стандартным для данной сцены уровнем экспозиции, затем делает недоэкспонированный кадр, на котором будут четко видны лишь пересвеченные области изначального снимка, далее выполняется переэкспонированный снимок, на котором видны только затемненные детали изначального снимка, а все остальное пересвечено. Далее снимки накладываются друг на друга и объединяются при помощи специальных алгоритмов, качество которых зависит от производителя софта камеры. В результате получается снимок с хорошей проработкой деталей как в тенях, так и в более светлых местах.

Недостатки HDR очевидны: долгое время съемки приводит к тому, что попавшие в кадр движущиеся объекты будут двоиться, а даже небольшая тряска смажет картинку.

Что такое HDR+

Умные головы придумали алгоритм, лишенный недостатков HDR. Впрочем, общее с HDR у него одно лишь название.

HDR+ расшифровывается как High-Dynamic Range + Low Noise. Свою известность он получил за ряд выдающихся возможностей: алгоритм способен устранять шумы практически без потери детализации, повышать качество цветопередачи, что крайне важно при плохом освещении и по краям кадра, вместе с этим он сильно расширяет динамический диапазон фотографии. HDR+, в отличие от стандартного HDR, почти не боится тряски смартфона и движения в кадре.

Первым смартфоном с поддержкой HDR+ стал Nexus 5. Из-за не самого лучшего баланса белого и маленького отверстия диафрагмы (f2.4) камера этого смартфона считалась не более чем крепким середнячком. Все изменилось с выходом обновления Android 4.4.2. Именно оно принесло с собой поддержку режима HDR+ и изумительное качество ночных снимков. Они хоть и не отличались большой яркостью по всему полю кадра, но благодаря HDR+ практически не содержали шума при сохранении мелких деталей и обладали превосходной (для смартфонов 2013 года) передачей цветов.

История создания HDR+

Как же компания, никогда не занимавшаяся камерами, создала алгоритм, который творит чудеса, используя обычные, по меркам флагманов, камеры Nexus и Pixel?

Все началось в 2011 году, когда Себастьян Трун (Sebastian Thrun), глава компании Google X (теперь уже просто X), подыскивал камеру для очков дополненной реальности Google Glass. Массогабаритные требования предъявлялись очень жесткие. Размер матрицы камеры должен был быть еще меньше, чем в смартфонах, что крайне плохо сказывалось бы на динамическом диапазоне и приводило бы к появлению множества шумов на фотографии.

Выход оставался один - попытаться улучшить фотографию программно, с помощью алгоритмов. Эту задачу должен был решить Марк Левой (Marc Levoy) , преподаватель факультета информатики Стэнфордского университета, эксперт в области вычислительной фотографии. Он занимался технологией захвата и обработки изображений на базе программного обеспечения.

Марк сформировал команду, известную как Gcam, которая занялась изучением метода Image Fusion (сплавление изображений), основанного на объединении серии снимков в один кадр. Фотографии, обработанные при помощи этого метода, получались более яркими и резкими, имели малое количество шумов. В 2013 году технология дебютировала в Google Glass , а затем, в этом же году, переименованная в HDR+, появилась в Nexus 5.

Как работает HDR+

А как же расширение динамического диапазона? Как мы уже знаем, использование короткой выдержки избавляет нас от пересвеченных мест. Осталось только удалить шумы на темном участке ранее описанным алгоритмом.

На завершающем этапе выполняется постобработка полученного изображения: алгоритм делает минимизацию виньетирования , обусловленного попаданием света на матрицу под наклонным углом, корректирует хроматическую аберрацию заменой пикселей у высококонтрастных краев на соседние, увеличивает насыщенность зелени, синие и пурпурные оттенки смещает в сторону голубого, усиливает резкость (шарпинг) и выполняет ряд других шагов, повышающих качество фотографии.

Слева фотография из стоковой камеры Samsung в HDR, а справа фотография, созданная в Gcam в HDR+. Видно, что алгоритм принес в жертву детализацию неба для прорисовки объектов на земле.

В основном это видеорегистраторы, антирадары или КОМБО устройства. Но речь сегодня именно о девайсах которые снимают видео файлы, все дело в том, что у многих есть функция HDR, якобы она улучшает толи съемку, толи фото, толи конечный файл. Но что она реально делает и какой процесс работы, никто не знает. Так что же давайте разбираться …

Для начала определение

HDR (или HDRI — High Dynamic Range Imaging , если перевести дословно, то получается – Изображение высокого (расширенного) динамического диапазона) – это улучшенные технологии работы, или обработки изображения или видео, в основном затрагивающий яркость и контрастность.

Если сказать обычным человеческим языком, то эти технологии улучшают «картинку» как при съемке видео или фото, так и при проигрывании исходных файлов. Если «грубо» описать улучшения этой технологии, то – темное становится еще темнее, а светлое еще светлее, также увеличивается точность передачи изображения, а в некоторых случаях контрастность и яркость.

Как уверяют разработчики этой функции, они увеличили восприятие цветов с изображений и видео до 75-80%, хотя у обычных технологий процент восприятия намного ниже.

SDR и HDR

НА заре создания телевизионного и видео оборудования существовал один из стандартов динамического диапазона яркости и цвета, он был обусловлен одним из стандартов телевидения в те времена. НУ не могли передать большее «цветовое излучение» ламповые телевизоры, как собственно не могли ее записать стандартные на то время видеокамеры и видеомагнитофоны – если высказаться очень грубо – «технологии хромали», поэтому весь широкий диапазон яркости и цвета, сжимался до очень стандартных цветов передаваемых нашими старыми телевизорами и телевизионными вышками.

Простым языком можно сказать – что из широкой палитры красок и яркости, мы воспринимали всего около 20 – 30% (а возможно и того ниже)! Поэтому и первые фильмы были не такие реалистичные как сейчас.

Эту функцию назвали просто – SDR — Standard Dynamic Range – то есть стандартный режим отображения яркости и цвета. Это своего рода карбюратор в век инжекторных технологий.

Но сейчас появился новый, и по сути революционный режим – HDR, как я писал сверху эта функция намного увеличивает передачу яркости и цвета нашими телевизорами, а также улучшает запись нашими видео гаджетами (видеорегистраторами, телефонами) или камерами.

Как я писал выше HDR – может передать нам гораздо более реалистичную картинку, где восприятие яркости и цвета увеличивается до 75-80%.

Как работает?

Процесс работы достаточно прост, камера снимает несколько снимков с различном цветовым диапазоном, а также с различной яркостью. Обычно таких снимков может быть от 3 до 5, но вы этого не видите, потому как делается это все автоматикой и очень быстро. Позже из этих снимков, составляется один, с улучшенными характеристиками — яркостью и цветопередачей. После этого он отображается у вас на дисплее или телевизоре.

Видеокамеры — видеорегистраторы уже автоматически научились улучшать видеоизображение, которое опять же должно проигрываться на HDR устройствах.

Собственно чтобы получить максимальную эффективность, вы должны иметь не только оборудование которое записывает видео или фото в HDR, но и оборудование на котором оно будет проигрываться телевизоры, дисплеи или экраны гаджетов.

Стоит отметить, что видеорегистраторы сейчас очень сильно развиваются, видео уже снимается не с разрешением HD (1280Х720), а зачастую с FULL HD (1920Х1080), но не редки и SUPER HD (2304х1296) или 4K (4096Х2160). Конечно с такими разрешениями детализация увеличивается, однако если на улице темно или слякотно, то разрешение тут не поможет. Нужна функция, которая будет улучшать картинку.

Именно такую задачу и носит HDR, если в светлую погоду, она работает не так заметно, то в слякоть и темное время суток она просто необходима.

Улучшается изображение всевозможных предметов – в первую очередь автомобильных номеров, пешеходов, дорожной разметки, знаков и прочего. Особенно важно видеть номерные знаки, ведь ночью они могут засвечиваться фарами автомобиля. Нужно заметить, что при спорных ситуациях (аварии), каждая мелочь просто необходима, поэтому функция HDR НЕОБХОДИМА ИМЕННО В ВИДЕОРЕГИСТРАТОРАХ!

Телевизор и телефон

В этих устройствах функция HDR применяется для улучшения изображения при просматривании видео или улучшения дисплея. Например, телевизор улучшает именно качество картинки и цветопередачи, а вот телефон, применяет эту функцию как для изображения дисплея (то есть просмотр видео, фото, браузер и просто экран), так и для съемки видео или фото на встроенную камеру.