محدوده دینامیکی و رفع محدودیت آن با ادغام دیجیتالی-1

 

چشم انسان نسبت به حسگر دوربین دیجیتال یا فیلم، قادر به درك محدوده وسیعتری از روشنایی می باشد.وقتی به منظره ای نگاه می كنیم ، می توانیم جزئیات كامل آن را، هم در مناطق سایه و هم در مناطق روشن ببینیم.محدوده درك حسگر یا فیلم دوربین بسیار كمتر از انسان است.

Dynamic Range چیست؟
Dynamic Rang (یا محدوده دینامیکی كه از این پس برای سهولت آنرا DR می نامیم)،تفاوت بین روشنترین نقطه یك منظره با تاریكترین نقطه آن است.هنگام عكاسی در یك روز آفتابی، این دامنه بسیار وسیع تر از حد درك اكثر دوربینهاست.حتی اگر یك نورسنجی(Metering) دقیق نیز انجام شود، باز هم به خاطر محدودیت DR دوربین،دریافت تمام جزئیات هم در مناطق سایه و هم در مناطق روشن، برای دوربین غیر ممكن است .در حقیقت بر اساس ناحیه ای كه نورسنجی دوربین بر اساس آن انجام می شود، ممكن است جزئیات تصویر در مناطق روشن یا تیره از بین برود یا كم شود.

هدف این نوشتار
هدف این نوشتار ارائه راه حلهایی برای غلبه بر مشكل محدودیت DR دوربینها است.روشهای ارائه شده، روشهایی دیجیتال برای استفاده در دوربینهای دیجیتال است.اما باید توجه داشت كه محدودیت DR هم در دوربینهای دیجیتال و هم در دوربینهای غیر دیجیتال وجود دارد .این محدودیت در دوربینهای دیجیتال حرفه ای كمتر از دوربینهای معمولی است و به علت قیمت بالای آنها ،این مشكل در دوربینهای دیجیتال مورد استفاده اكثر افراد، بیشتر خودنمایی میكند.محدودیت DR در دوربینهای حرفه ای نیز وجود دارد و برخی شركتها كوشیده اند با ارائه CCD هایی بنام SuperCCD این محدودیت را كمرنگتر نمایند .
از روشهای دیجیتال ذكر شده در این نوشتار می توان برای عكسهای اسكن شده دوربینهای غیر دیجیتال نیز استفاده كرد.

روش دیجیتال
اساس روشهای دیجیتال برای افزایش DR ،تهیه چند عكس از منظره با نورسنجیهای مختلف و تركیب آنها با روشهای نرم افزاری است.بعبارت دیگر یك عكس با نورسنجی مناطق پر نور مانند آسمان تهیه میشود و یك عكس با نورسنجی مناطق تاریك مانند زمین.

شرایط استفاده از روشهای دیجیتال

برای استفاده از این روش دو شرط اساسی وجود دارد:
1-ثابت بودن فریم عكس
2- ثابت بودن موضوع در تمام عكسها
به همین دلیل همیشه نمی توان از این روش استفاده نمود.در یك روز آفتابی همراه با وزش باد ،ممكن است برگ درختان و یا حتی ابرهای آسمان حركت كنند ودر چنین مواردی عكس نهایی محو خواهد شد.برای ثابت بودن فریم، دوربین باید كاملا ثابت باشد.تقریبا می توان گفت كه همواره استفاده از 3 پایه و تایمر( یا كنترل از راه دور) دوربین الزامی است .

روش عكاسی
راحت ترین روش عكاسی برای استفاده از این روشها، استفاده از حالت AutoBracketing دوربین دیجیتال است.اكثر دوربینهای دیجیتال می توانند 3 یا بیشتر عكس پشت سر هم با نورسنجیهای مختلف بگیرند.یعنی یك فریم بر اساس نورسنجی نواحی سایه و یك فریم بر اساس نورسنجی متوسط كل منظره و یك فریم بر اساس نورسنجی نواحی روشن.كه فریمهای اول وسوم برای استفاده ما مفید خواهد بود و فریم دوم نیز بعنوان عكس پشتیبان(Backup )نگهداری می شود.
اما روش بهتر و ارجح عكاسی، استفاده از حالت Manual ویا Aperture Priority (اولویت دیافراگم) است.چون برای آنكه عمق میدان در فریم های مختلف تغییر نكند،بایستی دیافراگم ثابت باشد و نورسنجیهای مختلف بر اساس تغییر سرعت شاتر انجام شود.
فوكوس دوربین نیز بهتر است كه دستی و یا فوكوس تك نقطه ای باشد تا طی فریمهای مختلف، محل فوكوس ثابت باشد.

آماده سازی اولیه
پس از تهیه عكسها و انتقال آنها به كامپیوتر بایستی آنها را به فرمت TIFF یاJPG تبدیل نمود .این روش برای فرمتRAW قابل استفاده نیست.
در گذشته ،تصاویر بایستی به حالت 8 بیتی تبدیل می شدند تا در فتوشاپ استفاده از لایه ها امكانپذیر باشد.اما امروزه میتوان با استفاده از فتوشاپ CS كه از لایه های 16 بیتی نیز پشتیبانی میكند،از تصاویر 16 بیتی استفاده كرد، اما باید توجه داشت كه در این حالت حجم پروژه بسیار زیاد خواهد شد.

با رعایت شرائط فوق ، دو تصویرمورد نظر راكه بر اساس مناطق تیره وروشن نورسنجی شده اند ، در فتوشاپ باز نمایید.تصویر تیره را به صورت یك لایه روی تصویر روشن قرار دهید تا در پالت Layers فریم روشن به عنوانBackground و فریم تیره به عنوان layer1 نمایش داده شوند.

در این مرحله برای آنكه مطمئن شوید كه 2 فریم كاملا منطبق هستند ( كادر عكس و اجسام در 2 فریم ثابت بوده اند)،از روش زیر استفاده نمایید:
حالت Blending لایه 1 را به Difference تغییر دهید.با این كار تفاوتهای دو فریم نشان داده می شوند.اگر 2 فریم كاملا بر هم منطبق باشند،یك نسخه خاكستری از تصویر اولیه دیده میشود(تصویر سمت راست پایین) و در غیر اینصورت اطراف اجسام هاله ها یا رنگهایی مشاهده خواهید كرد(تصویر سمت چپ پایین).كه اگر این عدم تطابق بعلت جابجایی كادر ( ونه حركت موضوع) باشد میتوان با ابزار Move و كلیدهای مكان نما ، لایه ها را تا حد امكان بر هم منطبق نمود.

حال برای تركیب( Blending) این 2 عكس روشهای مختلفی وجود دارد كه در ذیل آنها را توضیح میدهیم:

روشهای Digital Blending


1-روش Painted Mask :
این روش با آنكه یك روش دستی و نسبتا وقت گیر است اما امكان كنترل بیشتری بر فرآیند كار را فراهم می كند .همچنین برای كار با تصاویر اسكن شده نیز كاربرد دارد.

- فرمان Layer>Add Layer Mask>Hide All را اجرا كنید.با ابزار Paintbrush یك Brush نسبتا بزرگ انتخاب كرده و با آن روی مناطق روشن بكشید.با این كار لایه رویی برداشته شده ولایه تاریك زیرین نمایان میشود.زیاد نزدیك مناطق تیره نشوید.بعد یك Brush كوچك اتخاب كرده و با بزرگنمایی بیشتر ،مناطق روشن نزدیك مرز نواحی تاریك را بردارید.هر جا اشتباه كردید با History آنرا تصحیح كنید.
مزیت این روش امكان كنترل كامل بر مناطقی است كه احتیاج به تركیب كردن دارند.
عیب این روش عدم امكان استفاده از آن در مورد تصاویری است كه مناطق تیره وروشن كوچك و درهم داشته و نمیتوان از Paintbrush به خوبی استفاده كرد.

2- روش ماسك لایه
یك ماسك لایه برای تصویر تیره ایجاد نمایید.(با كلیك بر آیكون دوم قسمت پایین سمت چپ پالت لایه).یك مربع سفید در كنار تصویر لایه 1 ایجاد می شود.

روی لایه Background كلیك كنید و با Ctrl-A كل تصویر را انتخاب نمایید.با Ctrl-C آنرا در Clipboard كپی كنید.حال دكمه ALT را نگهداشته و روی مربع سفید ماسك در لایه 1 كلیك نمایید.كل تصویر سفید می شود.
با Ctrl-V محتویات Clipboard را روی ماسك سفید Paste نمایید.حالا یك تصویر سیاه و سفید خواهید دید.
Filter>Blur>Gaussian Blur را اجرا و مقدار Radius را 40 پیكسل بگذارید.روی Background كلیك نمایید و كار تمام است!
در این مرحله می توانید لایه Background را انتخاب و با تنظیم Curve كمی مناطق تیره را روشنتر نمایید.
در نهایت لایه ها را Flat نمایید.

این بحث ادامه دارد....