Obraz HDR
Z Wikipedii
Obraz HDR (ang. High Dynamic Range image) to obraz o zakresie jasności (ang. luminance) porównalnym do zakresu jasności widzianego przez człowieka. Zakres jasności definiowany jest jako stosunek najjaśniejszego punktu na obrazie do punktu najciemniejszego.
Dokładniejsze wyjaśnienie pojęcia obrazu HDR wymaga odwołania się do sposobu widzenia obrazów przez człowieka. Obrazem nazywamy to co widzimy za pomocą naszego wzroku. Mechanizm widzenia aktywowany jest przez bodziec, którym jest promieniowanie elektromagnetyczne. Wzrok człowieka reaguje na określony zakres długości fal elektromagnetycznych, a fale w tym zakresie nazywane są światłem. Dwoma podstawowymi parametrami światła są częstotliwość i intensywność. Wygląd obrazu zależeć więc będzie od tych parametrów. Częstotliwość określa zakres barw, które widzimy na obrazie. Odwrotnością częstotliwości fali świetlnej jest długość fali. Wiązka światła zawierająca fale o różnej długości wywołuje wrażenie widzenia określonej barwy. Drugim parametrem światła jest intensywność, opisująca energię jaka dociera do oka. To, że jedne przedmioty na obrazie są ciemniejsze, a inne jaśniejsze wynika z faktu, że przedmioty te emitują wiązki fal o różnych intensywnościach. Mówiąc precyzyjnej, z uwagi na to, że przedmioty mają określoną powierzchnię, emitują światło o określonej jasności lub inaczej luminancji. Intensywność jest wartością przypadającą na jednostkową, tzn. nieskończenie małą powierzchnię, natomiast jasność liczona jest dla mierzalnej powierzchni i wyrażana w cd / m2 (kandela na jednostkę powierzchni). Komórki światłoczułe w ludzkim oku pobudzane są przez bardzo szeroki zakres jasności, od 10 − 5cd / m2 emitowanych przez bezksiężycowe niebo w nocy do 109cd / m2 w jasny słoneczny dzień. Ten zakres nazywany jest dynamiką ludzkiego wzroku lub inaczej maksymalnym zakresem dynamiki jasności obrazu.
Nie wszystkie urządzenia techniczne mają zdolność rejestracji pełnego zakresu dynamiki ludzkiego wzroku. Podobnie tylko część urządzeń jest w stanie generować (inaczej wyświetlać) fale świetlne o pełnym zakresie jasności i barw. Przykładem urządzenia rejestrującego obraz jest aparat cyfrowy, a generującego monitor komputerowy. Zarówno aparat, jak i monitor rejestrują/generują obrazy o ograniczonym lub niskim zakresie dynamiki nazywane w skrócie obrazami LDR (ang. Low Dynamic Range). Ludzki wzrok rejestruje obrazy o pełnym lub inaczej wysokim zakresie dynamiki, w skrócie obrazy HDR (ang. High Dynamic Range). Bardzo często urządzenia techniczne nie rejstrują/generują pełnego zakresu barw widzianych przez człowieka. Innym słowy ich gama barw (ang. color gamut) jest mniejsza od gamy barw ludzkiego wzroku. Urządzenie HDR, oprócz pełnego zakresu jasności, powinno rejestrować/generować również pełny zakres barw. Nie należy jednak mylić zakresu dynamiki jasności (w skrócie zakresu dynamiki) z zakresem barw.
Standardowy obraz komputerowy to dwuwymiarowa macierz punktów zwanych pikselami (ang. pixels). Parametry piksela określają jasność i kolor (inaczej częstotliwość) punktu obrazu. Przykładowym i powszechnie stosowanym sposobem definiowania parametrów piksela jest 24-bitowa reprezentacja RGB (ang. Red Green Blue). Jasność i kolor określane są w niej przez trzy liczby całkowite 8-bitowe, każdą składową koloru można więc przedstawić w 256-ciu poziomach nasycenia. Parametry RGB oprócz definiowania koloru określają również jasność piksela. 24-bitowe obrazy RGB mogą zarejestrować zakres jasności od 1 cd / m2 do około 80 cd / m2. Przekroczenie tych wartości powoduje uwidocznienie się błędu kwantyzacji (widocznej granicy pomiędzy odcieniami koloru). Rejestracja obrazów HDR wymaga większej liczby bitów na piksel (minimum 32-bitów) i innego sposobu reprezentacji koloru. Dlatego opracowanych zostało szereg nowych formatów graficznych przeznaczonych dla obrazów HDR (np. format Radiance RGBE, OpenEXR, LogLuv, HDR JPEG, itp.).
