Introductie in HDR fotografie

Een camerasensor kan minder contrastverschil vastleggen dan het menselijk oog. In een situatie met een groot contrastverschil moet de fotograaf bij het instellen van de belichting een keuze maken voor het belangrijkste onderdeel van de foto. Met de HDR nabewerkingstechniek hoeft deze keuze niet te worden gemaakt, zowel de donkere delen als de lichte delen van de foto laten alle details zien.

HDR foto van het kasteel in Almere, tijdens een mooie frisse ochtend in oktober 2009

HDR staat voor High Dynamic Range oftewel Hoog Dynamisch Bereik. Het is een nabewerkingsmethode – een HDR foto maak je dus (nog) niet direct in de camera – waarmee het zichtbare dynamisch bereik in de foto dramatisch kan worden uitgebreid. Dit wordt gedaan door een aantal foto’s te maken van dezelfde scène met verschillende belichtingen en deze op de computer samen te voegen tot één foto zodat er een foto ontstaat die zowel details in de donkere delen als in de lichte delen laat zien.

Het eindresultaat is geen compromis, maar laat alle details binnen een scène zien. Met behulp van de HDR techniek kun je er dus voor zorgen dat in een foto van een berglandschap zowel de bijzondere kleuren van de lucht, als de kleine details in de donkere voorgrond van het landschap duidelijk naar voren komen, waar je in andere situaties een hele donkere voorgrond, een silhouet of een wit uitgebeten lucht zou zien. Kenmerkend van een HDR foto is ook dat de structuur van onder andere bakstenen, boomschors en metaal veel duidelijker uitkomen.

Bevroren Markermeer

De techniek heeft een negatieve naam gekregen door de onrealistische resultaten die vaak zijn te zien. Een deel van deze negatieve naam komt omdat de bewerking te ver is doorgeslagen, maar een deel daarvan heeft ook te maken met hoe we gewend zijn naar foto’s te kijken. We hebben leren leven met de beperkingen van de camera en zien deze beperkingen niet meer bewust. De HDR foto’s wijken echter af van wat we gewend zijn in foto’s, waardoor de foto anders op ons overkomt.

HDR is echter een goede techniek om al het licht en de kleuren in een scene vast te kunnen leggen die op andere manieren niet goed vastgelegd kon worden.

Dynamisch bereik

Het menselijk oog kan veel meer details zien dan een camerasensor, zeker in een contrastrijke situatie. Als je door de huiskamer kijkt kun je zowel details zien in de buurt van een licht raam als in een donkere schaduw achterin de boekenkast. De camera heeft hier echter meer moeite mee, donkere delen worden sneller volledig zwart weergegeven, lichte delen volledig wit. Bij het bepalen van de belichting maak je een keuze voor het deel van de foto wat zeker goed belicht moet zijn.

Door de belichting te meten op een neutraal deel van de scène (18% grijs) kun je er voor zorgen dat je zo veel mogelijk details kunt vastleggen, maar er is een fysieke beperking aan wat de camera sensor aan kan. Een klassieke methode, vooral toegepast bij landschapsfotografen, om het contrastverschil in een scène te reduceren en hierdoor meer ervan te kunnen vastleggen, is gebruik te maken van een filter.

Het ND Grad filter (gradueel dichtheidsfilter) is van boven donker en doorzichtig onderaan en kan worden gebruikt om de hoeveelheid licht van de lucht dat op de sensor valt te reduceren, waardoor het contrastverschil tussen lucht en voorgrond kleiner is. Hierdoor is meer detail in de voorgrond zichtbaar en is er ook meer detail in de lucht te zien, waardoor deze vaak ook dramatischer overkomt.

Met een ND Grad filter kun je het contrastverschil in een scène verkleinen

Nadeel is dat de overgang van het filter in een horizontale lijn loopt en dat verticale elementen, zoals bomen of bergen, er mee doorsneden kunnen worden. Hierdoor is de bovenkant van een boom op de foto zichtbaar donkerder dan de onderkant, zelfs als je gebruik maakt van filters die geleidelijk lichter worden (soft ND Grad filters).

Een andere mogelijkheid is om in het veld de belichting zo in te stellen dat de grafiek aan de rechterkant van het histogram zo dicht mogelijk aan de rechterkant zit, maar er net niet overeen gaat. Dit betekent dat nog net detail in de lucht te zien is. Dit noemen fotografen naar ‘rechts belichten’, daar zal ik in de toekomst ook een artikel aan wijden. In de nabewerking kan de belichting worden teruggeschroefd en kan de fotograaf kiezen hoeveel detail er in de donkere delen zichtbaar moet blijven.

De afgelopen jaren hebben digitale camera fabrikanten grote stappen gemaakt in het uitbreiden van het dynamisch bereik van digitale sensoren. Zelfs bij hogere ISO waarden blijft de beeldkwaliteit relatief goed, waardoor er meer details vastgelegd kunnen worden in donkere delen zonder de lichte delen te verliezen. Zeker bij het fotograferen in RAW formaat. In de nabewerking van RAW bestanden kunnen daarnaast nog meer details worden getoond. Dit kan bijvoorbeeld met de Fill Light functie in Adobe Lightroom en Camera Raw (Photoshop en Photoshop Elements).

Centraal Station HDR

Ondanks dat al deze methoden goed kunnen werken om alle tonen in een scène vast te leggen, heeft elke methode ook zijn beperkingen. HDR kan dan een goed alternatief zijn om alle lichtniveaus in een scène te kunnen vangen. Maar daarnaast kan HDR ook een interessante creatieve methode zijn om een ander resultaat te geven dan je gewend bent.

HDR methodiek

Onderstaande foto is een voorbeeld van hoe de foto er uit zou zien als ik slechts één foto had die als een compromis is belicht. Ik heb de foto in Lightroom bewerkt door een negatieve belichting in te stellen zodat de lucht beter uit komt en extra Fill Light toe te voegen om de details nog te kunnen tonen. Ik moet erg opletten dat door het Fill Light de foto er niet te gemaakt uit gaat zien.

Zonder HDR is de foto een compromis en wordt er veel van het RAW bestand gevraagd om een aardig plaatje te krijgen

1. Belichtingscompensatie

Om een HDR foto te maken heb je geen extra materiaal nodig zoals in het geval van filters, hoewel een statief en een afstandsbediening kunnen helpen om een goed resultaat te krijgen. De techniek komt er op neer dat je drie of meer verschillende belichtingen maakt van precies dezelfde scene. Een belichting afgesteld op de schaduwen (met behulp van de belichtingscompensatie functie, bijvoorbeeld op -2 ingesteld), een neutrale belichting zoals de camera die voorstelt (0) en een belichting afgesteld op de lichte delen (+2), de hooglichten.

De meeste camera’s hebben een aparte instelling waarmee je kunt opgeven welke belichtingscompensatie de drie belichtingen moeten hebben. Op een Canon camera heet deze functie AEB (Automatic Exposure Bracketing), bij de meeste camera’s kun je ook een autobracketing functie vinden. Deze kun je zo instellen dat je een foto kunt maken op -2, 0 en +2 belichting of op -1, 0 en +1, afhankelijk van het aanwezige contrastverschil in de scène. Door de sluiterknop lang ingedrukt te houden neemt de camera snel achter elkaar de drie foto’s zodat er zo min mogelijk verandering in de scène kan komen.

Meestal zijn de stappen in één a twee stops, maar veel camera’s bieden ook de mogelijkheid om stappen van 1/3e te maken. Het nut daarvan voor HDR is echter beperkt. De belichtingscompensatie van de drie belichtingen is ook niet altijd -2, 0 en +2 of -1, 0 en +1, maar kan ook bijvoorbeeld -4, -2 en 0 zijn. Het doel van een HDR foto is om lichtniveaus vast te leggen, soms is het echter zo helder dat de laatste twee foto’s meer aan de rechterkant van het histogram zijn belicht, waardoor de echte donkere tonen in de uiteindelijke foto ontbreken. Je kunt door het histogram te bestuderen in het veld zien of dit zo is en extra compenseren. De camera zorgt er dan zelf voor dat er één of twee stops verschil tussen alle foto’s blijven zitten.

Drie foto’s met verschillende belichtingen in Lightroom

Het uiteindelijke doel is ruwweg de drie onderstaande histogrammen te krijgen:

Belicht op de donkere tonen, de lichte tonen worden nauwelijks vastgelegd, er zijn wel tonen uit het midden te zien

In het midden belicht, de schaduwen en de lichtste delen komen niet goed mee, er is eigenlijk iets te veel licht veroorzaakt door de witte sneeuw

Belicht op de lichte tonen, de donkere tonen zijn nauwelijks vastgelegd

Ik zeg wel drie belichtingen, maar er zijn ook camera’s die 7 of 9 belichtingen kunnen maken. Onder andere de Canon 1D en de Nikon 200 en 300 en 700 (op deze site vindt je een overzicht). Meer is niet altijd beter, het ligt aan het contrastverschil in de scène wat je echt nodig hebt. Met 3 belichtingen kun je 4 stops(-2 tot +2) overbruggen, met 9 belichtingen, zoals bij de duurdere Nikons, maximaal 8 stops doordat hier maar 1 stop per foto kan worden ingesteld (-4 tot +4).

Een statief is niet altijd vereist, je kunt overdag vaak ook uit de hand de benodigde belichtingen nemen, maar in donkere omstandigheden is het gebruik van een statief of een andere steun voor de camera onontbeerlijk. Bedenk dat de laatste foto (de lichtste van de drie) de langste sluitertijd geeft. Als deze sluitertijd onder de minimale sluitertijd voor het met de hand vasthouden van de camera komt kun je onscherpe resultaten krijgen. Controleer de scherpte voordat je naar de volgende plek/compositie gaat.

Met bewegende onderwerpen is het niet goed mogelijk om meerdere verschillende belichtingen te nemen, het onderwerp is dan immers bij de volgende foto al verderop in het beeld te vinden. Dit geldt bijvoorbeeld voor personen die door beeld lopen, vogels die door het beeld vliegen of gras en bomen die in de wind bewegen.

HDR op een druk plein is niet echt eenvoudig, deze touristen bleven echter langere tijd op hun kaart kijken, waardoor ik de tijd had om drie foto’s te nemen zonder dat ze erg bewogen zijn. De boom (waarvan je de takken bovenin zit) was het statief door de camera er tegenaan te drukken

Toch is het ook mogelijk hier een HDR foto van te maken. Dit doe je door achteraf het bewogen element uit twee van de drie foto’s te halen of door één RAW foto te nemen en hier achteraf in een RAW fotobewerkingsprogramma een foto afgesteld op de schaduwen, hooglichten en een neutrale foto van te maken. Uit een RAW bestand kun je meer informatie halen dan je in eerste instantie zou verwachten. Met een HDR foto van één zo’n RAW bestand loop je wel meer risico op ruis in de foto, de mogelijkheden voor bewerking zijn beperkter.

In de meeste gevallen stel ik scherp met de autofocus door de sluiterknop half in te drukken en vervolgens schakel ik de autofocus uit zodat tijdens de belichting de focus niet kan verschuiven. In de meeste gevallen fotografeer ik in de AV (Canon) of A (Nikon) diafragmavoorkeur stand zodat ik gemakkelijk het gewenste diafragma kan kiezen.

2. Samenvoegen

Heb je de drie of meer losse foto’s gemaakt, dan moeten ze worden samengevoegd in speciale software. Er zijn veel mogelijkheden, waaronder Adobe Photoshop vanaf de CS3 versie, maar de huidige leider in HDR fotobewerking is Photomatix Pro van HDRSoft ($99), beschikbaar voor zowel PC als Mac. Een paar weken geleden is hiervan trouwens ook een nieuwe versie uitgekomen Photomatix Light ($39). Hierin ontbreekt de plug-in voor Lightroom (als je de uiteindelijke foto opslaat kun je hem direct in Lightroom laten importeren) en kun je niet meer dan vijf foto’s tegelijkertijd samenvoegen. Van beide versies is een volledig werkende demo beschikbaar om mee te experimenteren, er wordt dan wel een watermerk op elke foto geplaatst.

Voordat ik een HDR foto maak importeer ik eerst alle foto’s (in RAW formaat) in Lightroom. Zo kan ik gemakkelijk zien welke set van drie foto’s ik als startpunt ga nemen. Belangrijk is dat de compositie klopt en dat het histogram zo veel mogelijk verspreid is over de drie foto’s zodat al het licht van de scène goed is gevangen. In Lightroom doe ik verder nog niet zoveel bewerkingen. De foto’s exporteer ik naar het bureaublad en ik selecteer ze alle drie en open Photomatix Pro.

In de eerste stap worden de foto’s over elkaar heen gelegd en gevormd tot een enkel .hdr bestand. Bij deze stap wordt het belang duidelijk dat er zo min mogelijk verschil in positionering tussen de verschillende foto’s moet zijn, anders wordt het samenvoegen lastiger. De meeste software kan echter redelijk goed omgaan met kleine verschillen.

Stap 1 bij het aanmaken van HDR foto’s is het samenvoegen van meerdere foto’s

Als de HDR foto is samengevoegd is het eindresultaat nog niet goed zichtbaar op het scherm of op een afdruk. Het ziet er zelfs erger uit dan als we de middelste foto uit de drie hadden genomen. Beeldschermen en printers hebben met 8-bits een te beperkt bereik om alle details te kunnen tonen. Hiervoor is het vereist dat het contrast binnen de hdr foto wordt beperkt. Dit heet Tone Mapping, vaak verward met HDR zelf. Op het moment dat de foto is ge-tone-mapped is het geen HDR foto meer, want de lichtniveaus zijn weer teruggebracht tot iets wat op een beeldscherm of print zichtbaar is.

3. Tone mappen

In de tone mapping software moet je er voor zorgen dat alle tonen binnen het beeld vallen zodat er zo veel mogelijk detail zichtbaar is. Het eindresultaat hoeft dus niet te worden bereikt.

De tonen zijn teruggebracht zodat ze allemaal binnen het histogram vallen, het histogram is in de vorm van een heuvel, zowel links als rechts gaat de grafiek net niet of zo laag mogelijk het beeld uit

Laat de Strength optie in eerste instantie op 100% staan om het effect goed te kunnen zien. Je kunt dit later eventueel terugdraaien, hoewel ik het vaak op 100% laat staan. De Luminosity optie kun je gebruiken om meer contrast in de foto te brengen. Hoe verder naar rechts, hoe minder contrast, voor meer contrast beweeg je hem dus naar links. Als je in daglicht foto’s randjes ziet (halo’s), gebruik deze optie dan om het effect terug te draaien door minder contrast in de foto te brengen.

De Smoothing optie is belangrijk om de mate van HDR in de foto te bepalen. Hoe verder naar links, hoe heftiger het effect wordt, als je een realistisch resultaat probeert te bereiken zet de schuifbalk dan naar rechts. Met de Microcontrast optie kun je de kleine details fine-tunen. Met de White Point & Black Point optie kun je het histogram binnen de lijnen brengen zodat er geen details verloren gaan in de donkere en lichte delen van de foto.

Druk op “Process” (in Photomatix Pro) om de tone mapping definitief te maken. In de meeste gevallen zal de tone mapped foto te licht zijn als eindresultaat en te weinig (lokaal) contrast bevatten. Sla vervolgens de foto op, ik kies meestal voor een 16-bit TIFF bestand om zo veel mogelijk informatie te behouden in Lightroom en pas bij de export naar JPG er een 8-bit bestand van te maken.

Dit kun je na het opslaan van de foto echter vrij eenvoudig in je favoriete beeldbewerkingsprogramma corrigeren en de foto verder af maken. Na het maken van de mapping kan de foto normaal worden bewerkt in bijvoorbeeld Photoshop of Lightroom om tot het definitieve resultaat te komen. In Lightroom heb ik onder andere de vogel aan de linkerkant er uit gekloond en de belichting iets terug gebracht en meer contrast in de foto gebracht om tot het onderstaande resultaat te komen.

Volgens mij is dit een gebalanceerde foto geworden, zonder de extremen die (soms) met HDR worden geassocieerd. Er is meer detail in de lucht te zien, waardoor de dramatische lucht die er kort te zien was beter uit komt. Daarnaast is het zonlicht van de opkomende zon beter te zien in de reflectie in de ramen.

Sommige mensen maken de foto nog verder af door één van de originele beelden door de HDR/getonemapde foto te mixen zodat de foto weer meer naar het normale neigt, maar ik heb geen Photoshop en ik vind het resultaat wat ik met Photomatix Pro en Lightroom kan bereiken ook al erg geslaagd.

Nadelen

Het probleem met HDR is dat het er standaard kunstmatig en lelijk uit ziet en dat het wat werk vereist om het beeld terug te brengen naar iets geloofwaardigs. De kunst van HDR is om te weten hoe je dit het beste kunt doen zonder een ongeloofwaardig beeld te maken en dit vereist veel oefening. Laat je trouwens niet tegenhouden door de mening van anderen, soms kan het onrealistische effect juist de reden zijn om HDR toe te passen, het is jouw kunst en laat je niet door anderen afleiden van je creatieve proces!

In principe kan de HDR techniek ingezet worden in elke situatie, maar of dit altijd verstandig is, is de vraag. In een situatie waar de camera voldoende bereik heeft om alles vast te leggen krijg je met een HDR foto de onrealistische resultaten waar veel mensen een afkeer voor hebben ontwikkeld.

Paard van Marken HDR

Is er veel beweging in het beeld te zien, dan is HDR waarschijnlijk ook niet de aangewezen methode. In een deel van de foto zal er ghosting te zien zijn. Je kunt er voor kiezen om op die plekken het deel wat beweegt er uit te halen in de nabewerking, maar dit kan lang niet altijd. HDR is voornamelijk geschikt voor statische onderwerpen.

Een ander nadeel van HDR is dat het behoorlijk wat rekenkracht van de computer vereist. Het over elkaar leggen van de foto’s en de tone mapping voer je uit op een volledig formaat foto, hoe meer megapixels je camera heeft hoe groter de bestanden zijn en hoe meer rekenkracht er is vereist. Het uiteindelijk TIFF bestand dat uit Tone Mapping voortkomt is bij mijn Canon EOS 5D (12 megapixels) rond de 70-80MB.

In een HDR foto wordt relatief veel bewerking toegepast, dit betekent dat je in veel gevallen meer ruis zult zien in een HDR foto dan in een normale onbewerkte foto. Maar misschien zie je nog wel meer ruis als je in nabewerking de belichting sterk opvoert om schaduwdelen veel lichter te maken. Alles is dus relatief. In veel fotobewerkingssoftware kun je de ruis ook weer terugbrengen.

Kerstsfeer in HDR

Meer voorbeelden

Texaan Trey Ratcliff heeft een grote rol gespeeld in het populair maken van de HDR techniek op internet. Op zijn weblog Stuck in Customs plaatst hij dagelijks een nieuwe HDR foto met toelichting en heeft hij een uitgebreide tutorial (Engelstalig) staan met veel tips voor het maken van HDR foto’s en een code om korting te krijgen bij de aanschaf van Photomatix Pro.

Recent heeft hij ook een (Engelstalig) boek uitgebracht met veel van zijn eigen werk en een handleiding hoe zelf het beste HDR foto’s te maken genaamd “A World in HDR”. Zijn andere website HDRspotting.com laat mooie HDR resultaten zien van – onder andere – Flickr. Een andere site met veel HDR voorbeelden is 1x.com.

Ik heb soms het idee dat er iets te veel aandacht uit gaat naar het dynamisch bereik van de foto (ohjee, hij is overbelicht in de lucht of de schaduwen zijn zwart volgelopen), waarbij het uiteindelijke doel van de foto uit het oog wordt verloren. Bedenk dat het lang niet altijd noodzakelijk is om zowel in de schaduwen als in de lichte delen alle details te zien. Vaak is het OK om details te verliezen, vooral in de donkere delen van de foto. Is het echter niet OK, dan is HDR een goede manier om deze details binnen het bereik van de camera te brengen.

[poll id=”12″]