HDR: a cosa serve

HDR è un acronimo inglese che sintetizza High Dynamic Range, traducibile in italiano come Ampia Gamma Dinamica.

Che cos’è HDR

In termini pratici si HDR concretizza in una “tecnica” che permette di ampliare la gamma dinamica della fotocamera attraverso un procedimento, misto e sinergico, di ripresa/post produzione.

Badate bene: eseguendo degli scatti programmati per essere poi lavorati tra loro in un certo modo in PP. Non smanettando a caso una foto :)

I flussi di lavoro utilizzabili per fare HDR sono tanti, e in continua evoluzione, ma tutti sono basati sullo stesso principio, che è appunto quello di ottenere l’ampliamento della gamma dinamica.

Non entro nello specifico teorico del concetto di gamma dinamica, ma lo riassumo a seguire solo nelle sue parti che ci servono ora in questo tutorial su HDR.

Esposizione e gamma dinamica

Prima di affrontare la teoria del concetto di gamma dinamica partiamo dal pratico, ossia:

i nostri problemi quando andiamo a scattare una foto.

Sappiamo che, generalmente, le immagini che realizziamo hanno sempre delle zone più luminose e delle aree più scure.

A volte la differenza di luce tra esse è minima, altre volte ampia, in qualche caso… enorme. Cito solo due esempi che sono quelli classici:

  • paesaggio con sole
  • notturna urbana

E sappiamo anche che il nostro sensore, come era la pellicola, ha una capacità definita, e quindi limitata, di registrare ugualmente bene e contemporaneamente luci forti e ombre profonde.

Questa capacità è tecnicamente chiamata “gamma dinamica”.

Esiste, come dicevo, anche per la pellicola ed è sempre stata il tallone d’Achille dei fotografi nelle situazioni fotografiche ad alto e altissimo contrasto.

Se ricordate i manuali di fotografia si parla spesso di “esporre per le luci” o “per le ombre”. Che vuol dire?

Significa che se in una scena la differenza tra luci e ombre è minima, allora il fotografo ha vita facile. Espone per la media è ha risolto ogni suo problema.

Ma se invece ci sono luci molto forti e/o ombre molto scure egli deve fare una scelta.

La scelta generalista, quella che fanno più o meno tutti i principianti (e che spesso fanno i sistemi auto delle fotocamere), è di esporre medio.

Ossia per un valore che è la media tra tutte le aree della scena che stiamo per fotografare, come nel caso precedente (quello con differenza minima tra luci e ombre).

Esporre medio

Se espone medio, ossia trova un compromesso, in una situazione con forte differenza tra luci e ombre estreme, avrà:

  • ombre scure: sottoesposte
  • luci forti: sovraesposte

Solo i toni medi risulteranno ben esposti.

Questo però impedisce di valorizzare le zone estreme della scena, perdendo magari l’effetto impatto di un tramonto o di un’alba.

Se invece, come suggerivano i manuali, il fotografo decide di esporre per un estremo – luci oppure ombre – otterrà un risultato più netto, sacrificando però parte della fotografia. Vediamo i singoli casi.

Esporre per le luci

Se espone per le luci più forti avra:

  • luci ben esposte
  • toni medi sottoesposti
  • ombre totalmente nere (si dice chiuse)

Esporre per le ombre

Nel caso invece decidesse di esporre per le ombre scure otterrà:

  • ombre ben esposte
  • toni medi chiari o sovraesposti
  • luci totalmente bianche (si dice bruciate)

Quando parliamo di sovra e sotto esposto, bruciato e chiuso, dobbiamo fare una precisazione fondamentale. Perchè molti confidano nella post produzione come se fosse una bacchetta magica che sana ogni problema che si è creato in fase di scatto.

Ma non è così.

Una zona sovraesposta o sottoesposta si può recuperare (entro certi limiti) in PP al momento dell’apertura del RAW. E solo aprendo il RAW, non un JPG o un TIF.

Ma una zona di:

  • luci bruciate (divenute bianco puro)
  • ombre chiuse (diventate nero puro)

non si recupera più.

Anche da RAW è impossibile recuperare informazioni da quelle aree.

Quando una zona di luci diventa bianco puro vuol dire che dentro non ci sono più informazioni. Se riduciamo le luci o l’esposizione in PP otterremo solo che questo bianco diverrà grigio.

Allo stesso modo un’ombra che diventa nero completo perde ogni tipo di informazione. Cercando di schiarirla in PP, aprendo ombre e/o neri oppure aumentando l’esposizione, quel nero si riempirà solamente di rumore.

Un esempio classico sono le giornate di pieno sole: dove giungono i suoi raggi, essi illuminano tutto in maniera brillante e incisiva. Dove non arrivano tutto resta nell’ombra più profonda.

Gamma dinamica: occhio umano e fotocamera

Esaminato questo problema oggettivo di noi tutti fotografi, torniamo per un attimo alla gamma dinamica.

Il nostro occhio ha la capacità di adattarsi, anche in termini di esposizione oltre che di fuoco, al punto esatto in cui guarda. Per questo riesce a “leggere” (ossia capire cosa c’è) tanto le zone illuminate quanto quelle in ombra.

Perchè è come se cambiasse esposizione a seconda del punto in cui osserva.

La fotocamera, a sensore o pellicola che sia, no. Non si adatta a ciascun singolo punto della scena come il nostro occhio: ma ha una “esposizione” che vale per tutta la scena.

Per cui una situazione contrasta (in un giorno di pieno sole, ad esempio) per la fotocamera ha due possibilità.

Se espongo per vedere bene le zone a luce, otterrò che le zone in ombra sono nero completo. Se invece espongo per leggere bene le zone in ombra, mi troverò con le aree illuminate bruciate.

Questo spiega come non sia vera la teoria secondo cui l’occhio umano ha una gamma dinamica molto superiore a quella della fotocamera.

Non è così.

L’occhio umano adatta l’esposizione man mano che lo sguardo si sposta sui vari punti della scena, la fotocamera invece fissa l’esposizione e la tiene uguale per tutta la scena.

Sono due meccanismi diversi e non possono essere messi a confronto.

Per la fotocamera la gamma dinamica è quindi una gabbia, un limite strutturale che crea grossi problemi nelle scene con ampia escursione di luminosità.

La soluzione infatti non viene dal singolo scatto, ma appunto dalle tecniche HDR, come vedremo.

Gamma dinamica, luci e ombre in pratica

Analizziamo ora un esempio pratico di questo limite, la cui unica soluzione è poi HDR.

Una scena di tramonto ripresa con 3 diverse esposizioni. La prima per il cielo, la seconda media e la terza per il terreno. La differenza di esposizione è di 1 stop.

HDR: a cosa serve
-1 stop
HDR: a cosa serve
media
HDR: a cosa serve
+1 stop

Premesso: si tratta solo di un esempio didattico che serve a far capire il concetto. Inoltre, quelli che vedete sono RAW non lavorati.

Andiamo ora sulla foto “media” e scopriamo quali sono le zone critiche di questa scena.

Nell’area chiara abbiamo il punto dove sta tramontando il sole, quindi luce molto forte. Nell’area scura abbiamo tutto il terreno, che è già in ombra rispetto al sole in discesa oltre i monti.

HDR: a cosa serve

Esaminiamo quindi le tre foto scattate con diversa esposizione.

Foto scura

La prima foto offre un cielo e un tramonto ben definiti, che in PP emergeranno poi al meglio. Ma perde totalmente il terreno.

Ora, se il terreno non ci interessa e lo usiamo – assieme al profilo della montagna – come una shilouette, allora questa foto va bene cosi.

Ma se invece il terreno contiene elementi che vogliamo rendere leggibili per dare forza alla foto, questa immagine così non va bene.

E sappiate che, nella prima foto, la zona del terreno non si recupera più.

Foto media

La foto media invece permette di leggere un po’ tutto, cielo e terreno, ma nessuno dei due in maniera soddisfacente.

Certo che la PP del RAW permetterà un buon recupero, ma non totale e soprattutto non sulla zona chiara del tramonto.

Così come non lo permetterà nelle zone più scure del terreno. Li, cercare di aprire e schiarire porterà solo all’emersione di un reticolo di rumore, come vedremo più avanti

Foto chiara

Nell’immagine più chiara vediamo come il terreno diventi ben leggibile, però il cielo perda gran parte del suo impatto.

Ma soprattutto come la zona chiara a destra divenga completamente sovraeposta. Quell’area quasi bianca non permetterà di recuperare colore e nuvole, neppure lavorando sulle “luci” di Camera RAW.

Ridurre questo parametro porterà solo alla comparsa di “fantasmi”, ossia – in gergo – zone anomale di luce/colore. Quelle cose orrende che sulle foto altrui vi fanno storcere il naso.

Gamma dinamica e postproduzione

Qualcuno farà notare che la foto media, ma forse anche le due estreme, potrebbero essere recuperate in PP. Quindi, in teoria, sarebbero tutte buone anche singolarmente.

Ora, che ci sia possibilità di fare dei recuperi di esposizione (o luci e ombre) su un RAW è vero, ed è anche una possibilità concreta ed efficente.

Ma esiste un limite al recupero in PP.

L’effetto “limitante” della gamma dinamica non si vede tanto nel RAW ossia nel “come ci appare la foto”, ma proprio nella possibilità di recupero dei suoi problemi di luci e ombre.

Se in un RAW potessimo aprire le ombre e chiudere le luci senza limite, facendo emergere dettaglio pieno da qualsiasi zona, per quanto essa possa essere sovra o sottoesposta, allora si che potremo parlare di gamma dinamica infinita o molto ampia.

Ma così non è.

Proprio il fatto che aprendo le ombre il nero diventa solo rumore o chiudendo le luci il bianco diventa solo grigio, rivela il limite della gamma dinamica della fotocamera.

Recupero luci bruciate

Vediamo ora due tentativi di recupero delle luci da RAW in PP.

Un RAW con un tentativo di recuperare le luci troppo chiare in PP.
Una versione (+2 stop) ancora più chiara con un tentativo di recupero di luci -100 e esposizione -2 stop.

Come vedete la zona delle luci forti non può essere recuperata in alcun modo. Il bianco bruciato diventa solo grigio, perchè non contiene più informazioni di alcun tipo.

Recupero ombre chiuse

Vediamo ora un tentativo di recupero di ombre chiuse. A sinistra il tentativo di recupero e a destra la foto originale da RAW.

Pur aprendo le ombre e i neri al massimo (+100) non si riesce a rendere leggibile il terreno.
Solo aggiungendo un +2 stop di esposizione si riesce a leggere il terreno, ma pagando un prezzo altissimo in termini di rumore, come vediamo qui sotto.
Questo è il reticolo di rumore generato dal tentativo di aprire in PP le ombre della foto sopra. Dal nero completo esce solo rumore.

Dalle due foto qui sopra si può capire cosa accade quando abbiamo una foto che è stata sottoesposta per avere buone le luci forti (in effetti il sole è ben leggibile). Accade che il terreno sparisce nel nero e non esiste modo di recuperarlo.

HDR: la soluzione

Questi sono gli effetti della gamma dinamica. Ed è per ovviare a questi limiti che si usano le tecniche HDR.

Esse si basano tutte su un solo e unico principio, che è quello del recupero, di luci e/o ombre.

E le tecniche HDR lavorano su una successione di scatti – fatti con esposizione diversa tra loro – che viene detta multiesposizione.

Le esploreremo in maniera approfondita nell’apposito tutorial tecniche HDR.