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:

La disección de un Cartier-Bresson. Parte I: La exposición

Al observar una fotografía, generalmente no tenemos problema en decidir si nos agrada o no la imagen, si estamos o no ante una “buena” fotografía.  Lo que en ocasiones es más difícil es, cuando manifestamos nuestro agrado ante una imagen bien lograda, contestar la pregunta “¿Por qué dices que es una buena fotografía?”  Usaremos aquí una fotografía de Henri Cartier-Bresson (1908-2004) para intentar una disección de lo que constituye una “buena fotografía”.

Al observar la imagen lograda por Cartier-Bresson,  todos los alumnos de nuestro taller la consideraron una buena fotografía.  Al ser cuestionados sobre la razón por la que la imagen les resultó agradable, los alumnos mencionaron, entre otras razones, “la expresión en la cara de la señora”, “las piernas de la chica”, “el blanco del vestido”, “la complejidad de imágenes”, “la conexión que provee la banca entre la señora y la chica”, “los reflejos”, “la disposición de los elementos”.  En general, la idea atrás de todas estas razones es que esta fotografía nos cuenta una o más historias que podemos imaginar respecto a las personas y el lugar representados.

La imagen también posee una enorme riqueza de detalles, sin que éstos se estorben entre sí.  Podemos pasar un buen rato encontrando estos detalles: los anteojos de la chica sobre la mesa, el ejemplar de Le Figaro que supuestamente está leyendo la señora, la vestimenta del señor que aparece en el fondo, las figuras que se reflejan en la ventana, los ornamentos de la banca y las mesitas … Todos estos son elementos subjetivos de gran importancia que nos permiten reconocer una imagen que, como la de Cartier-Bresson, podemos considerar “artística”.

En el aspecto técnico, podemos examinar la fotografía desde dos perspectivas que en conjunto nos permiten entender aún más una imagen fotográfica: la exposición y la composición.  En esta entrega discutiré la exposición, dejando para Leo Solís el análisis de la composición en un artículo posterior.

Exposición
Intuitivamente podemos decir que la fotografía de Cartier-Bresson está “bien expuesta”.  Esto significa que la foto no es ni demasiado oscura (sub-expuesta) ni demasiado clara (sobre-expuesta).  Esta imagen en particular presenta una gran variedad de tonos de gris, lo que podemos constatar usando las “zonas” de Ansel Adams, que son tonos que van desde el blanco puro (zona X) hasta el negro absoluto (zona 0):

Más técnicamente, podemos analizar esa variación de tonos aprovechando el histograma que se puede extraer a partir de una imagen digital.  El histograma nos presenta el número de pixeles en la imagen que corresponden con los diferentes tonos de gris.

En el caso de la fotografía de Cartier-Bresson, el histograma presenta varios valles y picos, pero en general tiene una distribución pareja a lo largo de toda la gama de tonalidades y todos los tonos están representados, es decir, no hay huecos en el histograma.  La imagen tiene además la particularidad de que los elementos principales de la foto contienen también todos los tonos, en una frecuencia que resulta agradable a la vista.  Por ejemplo, la imagen de la chica contiene toda la gama de grises, desde el negro absoluto en las medias hasta el blanco puro en las partes brillantes de su vestido, pasando por diversas tonalidades intermedias en la piel y el cabello.

El histograma fotográfico es una herramienta muy poderosa para analizar y para producir imágenes.  Sin embargo, no deja de ser un instrumento estadístico que sintetiza en números algunos atributos estéticos de una imagen.  Observando únicamente el histograma sería imposible decidir si la fotografía es buena o no, pues esa evaluación depende de la manera en la que nuestro cerebro juzga la disposición espacial de los millones de pixeles de todos los tonos que forman la imagen.  Esa disposición tiene que ver más con la composición, el tema que se abordará en la siguiente entrega.