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:

Ansel Adams y el proceso fotográfico

Ansel Adams, ca. 1950

Ansel Adams (1902-1984) es uno de los fotógrafos más icónicos y reconocidos, particularmente entre los amantes de la naturaleza. Además de su vasto y admirable legado artístico, Adams contribuyó de manera significativa al desarrollo conceptual de la fotografía durante gran parte del siglo XX. Uno de los conceptos fundamentales que Adams analizó a profundidad es el de la “visualización”, el proceso de observar un sujeto, imaginar su imagen final en una impresión y ejecutar los pasos técnicos y artísticos necesarios para lograr la imagen fotográfica deseada.

La secuencia de pasos para crear una fotografía, la gestión de la imagen, fue examinada por Adams en tres fases, representadas por la serie de libros que escribió a principio de los 1980s: “La cámara”, “El negativo” y “La impresión”.  Una imagen debe ser en principio formada por el equipo fotográfico (la cámara y los objetivos). Esa imagen debe a continuación ser capturada en un medio permanente (el negativo en película fotográfica) y finalmente plasmada en una interpretación personal final (la impresión). Cada uno de estos pasos requiere cierta pericia y conocimiento técnicos, pero también está guiado por la sensibilidad artística del fotógrafo.  El proceso fotográfico involucra, pues, elementos tanto científicos como artísticos.

The Tetons and the Snake River. Ansel Adams (1942)

The Tetons and the Snake River es una de las fotografías más conocidas de Adams. Es una de las 116 imágenes representativas de nuestro mundo que se incluyeron en el disco enviado al espacio en las cápsulas Voyager. Capturar en una sola imagen el amplio espectro de tonalidades, desde los reflejos en el río y los blancos de las nubes hasta las sombras en la vegetación  representó todo un reto técnico, aún para el gran maestro. Sobre esta fotografía, Adams escribió en The Print:

Visualmente, este era un sujeto más bien gris, pero emocionalmente era dramático y poderoso y yo lo visualicé como una imagen con mucha fuerza.

Adams explica cómo el revelado del negativo (en una placa de 8 x 10 pulgadas) y la producción de la impresión requirieron manejo especial para expresar lo que Adams había visto en el campo. En particular, la impresión requirió de manipulación de los tiempos de exposición en diferentes partes de la imagen para lograr los contrastes deseados.

Los conceptos de Ansel Adams son tan claros y tan universales que es relativamente fácil adaptar todas sus reflexiones y técnicas aplicadas a la fotografía analógica en blanco y negro a la fotografía digital contemporánea. Por supuesto, en vez de discutir la química del revelado de un negativo tendríamos que argumentar sobre la digitalización de las imágenes. En lugar de explicar el uso de medios físicos para manipular los grises en una impresión hablaríamos de los espacios digitales de color y las propiedades de los diferentes tipos de impresoras fotográficas.  Sin embargo, el principio básico de la visualización y de la creación a través de la gestión fotográfica de una imagen lo más parecida a lo que percibimos en el sujeto original siguen tan vigentes ahora como cuando Adams escribió sobre ellos.

De hecho, Adams anticipó la era de la fotografía digital. En la introducción de The negative, en 1981, Adams reflexiona:

Aguardo con impaciencia nuevos conceptos y procesos. Creo que la imagen electrónica será el siguiente avance importante. Esos sistemas tendrán sus propias características estructurales, inherentes e ineludibles, y tanto el artista como el técnico deberán hacer un esfuerzo renovado por comprenderlos y controlarlos.

Adams, A. 1980. The camera. Little, Brown and Company. Nueva York.
Adams, A. 1981. The negative. Little, Brown and Company. Nueva York.
Adams, A. 1980. The print. Little, Brown and Company. Nueva York.