هنگام گشت زنی در اینترنت گاه و بی گاه به عکس های طبیعی برمی خوریم که به شدت اغراق آمیز هستند، به نظر می رسد که یک تصویر حقیقی به گونه ای با نرم افزارهای گرافیکی دستکاری شده است تا در مرز بین فضای طبیعی و مجازی قرار بگیرد.

 به این عکس ها HDR می گویند.

این نام از کلمه های High Dynamic Range گرفته شده است و مجموعه تکنیک هایی است که اجازه می دهد، محدوده ی وسیعی از سطوح روشنایی را در یک تصویر ذخیره کنید.

قبل از توضیح بیشتر باید بدانیم یک تصویر چگونه در کامپیوتر ذخیره می شود.

اگر یک عدسی را روی تصویر چاپ شده ای قرار دهید نقاط ریزی را خواهید دید که تصویر را تشکیل می دهند، هنگامی که تصویر مورد نظر را وارد کامپیوتر می کنید این نقاط تبدیل به پیکسل ها می شوند.

برای آن که چشم انسان قادر به تشخیص پیکسل ها نباشد، آن ها باید به اندازه کافی ریز باشند. حالا در حقیقیت این اندازه چقدر است.

 برای درک بهتر این موضوع از تصاویر خاکستری یا Grayscale شروع می کنیم. نقطه های تشکیل دهنده یک تصویر خاکستری مجموعه سطوح روشنایی بین سفید مطلق تا سیاه مطلق را دارا هستند، در حقیقیت هر نقطه در تصویر خاکستری دارای یک سطح روشنایی مشخص می باشد.

پرسش بعدی این است که این سطح چند بخش دارد؟

همچنین در ادامه شما را با چگونگی ساخت این گونه تصاویر در نرم افزار فتوشاپ آشنا می کنیم .

برای آن که چشم انسان نتواند مرز بین سطوح روشنایی را تشخیص دهد فاصله بین سفید مطلق تا سیاه مطلق را به ۲۵۶ سطح تقسیم بندی کرده اند تا هر نقطه در تصویر خاکستری بتواند در سطح مورد نظر خود قرار بگیرد.

چرا ۲۵۶ سطح؟

چون در این حالت چشم انسان نمی تواند مرز بین نقاط تیره و روشن را تشخیص دهد، تصویر یک دست به نظر آمده و رده رده نخواهد بود.

اگر تعداد سطوح بین نقاط تیره و روشن را کم کنیم توهم دیدن از بین می رود، مثل تصویر زیر:

در این تصویر فاصله بین سفید تا سیاه به ۴۰ سطح تقسیم شده است.

پس متوجه شدیم هر نقطه در تصویر خاکستری یک سطح روشنایی بین ۰ تا ۲۵۵ را دارد.

برای کامپیوتر روشنایی، کنتراست و رنگ قابل درک نیست. کامپیوتر فقط با اعداد ۰ و ۱ کار می کند، به این ترتیب هر نقطه با عدد متناظر سطح روشنایی آن شناخته می شود، حالا کامپیوتر عدد دهدهی یک نقطه را به عدد دودویی یا همان صفر و یک تبدیل می کند و به این ترتیب اطلاعات روشنایی نقطه در حافظه کامپیوتر ذخیره می شود.

چون عدد ۲۵۶ برابر با ۲ به توان ۸ می باشد به این تصاویر، تصاویر با عمق ۸ بیت می گویند و به صورت ۸ Bits per Channel مشخص می شوند. یعنی یک کانال رنگی ۸ بیتی دارند. همان کانال سیاه مطلق تا سفید مطلق.

به همین دلیل هنگامی که این نوع تصاویر را در فتوشاپ باز می کنید در نوار عنوان آن عدد ۸ دیده می شود.

تصاویری نیز هستند که عمق ۱۶ بیت دارند، یعنی فاصله بین سفید تا سیاه مطلق آن ها به ۶۵۵۳۶ سطح تقسیم بندی شده است.

خوب تصاویر رنگی چه وضعیتی دارند؟

تصاویر رنگی دو نوع هستند، تصاویری که روی مانیتور نمایش داده می شوند، سه کانال رنگی دارند، Red، Green و Blue که به اختصار به آن ها RGB می گویند و تصاویر چاپی که چهار کانال رنگی دارند، Cyan، Magenta، Yellow و Black که به نام CMYK خوانده می شوند.

هر کانال در این تصاویر مسئول نگهداری ارزش های یک رنگ می باشد، یعنی هر نقطه در تصویر RGB سه عدد رنگی و در تصاویر CMYK چهار عدد رنگی دارد.

حالا این ها چه ربطی به تصاویر HDR دارد؟

هنگامی که با یک دوربین دیجیتال از یک منظره عکسبرداری می کنید یک تصویر معمولی در اختیار خواهید داشت، تصویری که با سطح روشنایی معمولی تهیه شده و به نام Low Dynamic Range شناخته می شود. یعنی شما در حالت عادی تنظیم روشنایی یا Brightness دوربین خود را تغییر نمی دهید.

تمام دوربین های دیجیتال تنظیمی به نام Image Brightness یا EV دارند که به عکاس اجازه می دهد از یک منظره تصویری روشن تر یا تیره تر تهیه کند.

حالا بیایید تصور کنیم که از یک منظره ثابت سه عکس تهیه کرده ایم، عکس اول با درجه روشنایی عادی، عکس دوم با درجه روشنایی بالا (روشن) و عکس سوم با درجه روشنایی پایین (تاریک)، اگر بتوانیم این سه عکس را در هم ادغام کنیم یک تصویر HDR خواهیم داشت.

به این ترتیب یک تصویر HDR محدوده وسیعی از روشنایی را در خود جای داده است، نسبت به یک تصویر LDR که فقط یک سطح از روشنایی را نمایش می دهد.

تاریخچه

اولین تصویر HDR توسط Charles Wyckoff در حول و حوش سال ۱۹۴۰ تهیه شد که تصویری از یک انفجار هسته ای بود.