Aventuras en HDR

Uno de los retos más complicados en fotografía, especialmente en fotografía digital, es capturar imágenes con un amplio intervalo de tonalidades.  Pensemos por ejemplo en lo difícil que resulta tomar un retrato de una persona a contraluz o una imagen bien expuesta de un pasillo en la sombra con un fondo iluminado por el sol.  En algunos casos, un flash de relleno usado con discreción y cuidado puede salvar el día y permitir resolver el problema.  En otras ocasiones, sin embargo, sólo las técnicas digitales pueden auxiliarnos.

Supongamos que queremos fotografiar un vehículo en un lugar con sombra, pero queremos también mostrar el contexto, el fondo iluminado por sol pleno. Desafortunadamente, no existe medio fotográfico, ni analógico ni digital, que permita registrar en una sola imagen el amplio intervalo de tonalidades involucrado en una escena así.  Este es un posible resultado, usando una exposición “de compromiso” con resultados más bien catastróficos: las sombras aparecen demasiado oscuras y las partes soleadas están sobrexpuestas:

 

Otras exposiciones nos dan resultados diferentes, en algunos casos mostrando los detalles en las sombras o en las partes más iluminadas, pero nunca en ambas.  Este problema es particularmente grave en la fotografía digital, en la que los sensores electrónicos tienen una “latitud” de exposición muy estrecha.  Usando una apertura de diafragma constante (f/10) y variando la velocidad de exposición en intervalos de un paso, obtenemos estas imágenes:

Ninguna de ellas es satisfactoria.  ¿Qué se puede hacer en estos casos?  La tecnología digital nos da la respuesta: ¿Por qué no combinar en una sola imagen las exposiciones “correctas” de todas estas imágenes?  Eso es precisamente lo que hacen los algoritmos HDR (High Dynamic Range imaging).  Programas como Photomatix Pro (actualmente en su versión 4.0) o Adobe Photoshop permiten lograr ese efecto: conjuntar en un solo archivo toda la información necesaria para capturar en una exposición correcta elementos con una muy amplia gama de tonalidades, tomando los pixeles necesarios de las diferentes exposiciones.  Usando estos programas podemos obtener imágenes combinadas como esta:

 Como nada en la vida viene gratis, existe un problema importante con los algoritmos HDR.  La cantidad y tipo de información que se genera es tal que estrictamente hablando no es posible desplegar las imágenes en los medios comunes.  Es necesario un segundo paso, usando algoritmos de “mapeo de tonos” (tone mapping) que permiten traducir archivos HDR (típicamente de 64 bits por canal de color) a imágenes que pueden ser desplegadas en los monitores comunes (típicamente de 16 o de 8 bits por canal de color).  La imagen mostrada arriba es una de esas representaciones.  Otra posible representación es esta, generada con ajustes adicionales en el proceso de mapeo de de tonos:

Los algoritmos de mapeo de tonos abren las puertas a la creatividad digital, pues permiten generar imágenes con apariencia de ser HDR, pero a partir de una sola imagen.  Lo que hacen estos algoritmos es modificar el contraste local (entre pixeles contiguos) para dar la impresión de tener una muy amplia gama de tonalidades, cuando en realidad el archivo correspondiente no la contiene.  Aquí van algunos ejemplos de imágenes logradas a partir de una sola fotografía:

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