Nguyên tắc thực hiện một bức hình đa tông – HDR

Chuyên mục: Kiến thức nhiếp ảnh

Ngày viết 18.03.2014

Viết bởi Admin

I. Bước chuẩn bị

Hình HDR là hình chứa nhiều tông ảnh, do nó kết hợp nhiều tông ảnh của nhiều tấm hình khác nhau. Vì thế, việc đầu tiên chúng ta cần thực hiện một loạt các hình ảnh với mức lộ sáng khác nhau tại cùng một vị trí, nên dùng chân máy là điều chắc chắn rất cần thiết. Chức năng tạo ảnh HDR trên Photoshop sẽ mất nhiều công sức và thời gian để chồng khít các bức ảnh này lên với nhau, nếu chúng bị xê dịch khi chụp. Tuy nhiên để bức ảnh HDR có kết quả tốt nhất, lại không dựa nhiều vào điều này.

Thông thường cần tối thiểu ít nhất ba hình có mức phơi sáng khác nhau, mặc dù với số lượng nhiều hơn sẽ cho phép photoshop tính toán chính xác tạo ra các sắp xếp tông ảnh, từ những giá trị sáng do máy ảnh chuyển đổi từ ánh sáng. Ví dụ ô cửa như bên dưới là một trường hợp tốt nhất để thực hiện việc chụp nhiều hình với mức phơi sáng chuyển tiếp khác nhau.


Bình thường	-1 Stop	-2 Stop	-3 Stop

Chúng ta sẽ làm cho bức hình tối nhất có thể, để bầu trời không bị cháy sáng và giúp chúng ta thấy rõ được các chi tiết muốn chụp bên trong. Để đạt được điều đó chúng ta phải chỉnh mức lộ sáng vừa đủ để hình ảnh trong vùng tối không bị nhiễu, đồng thời thấy rõ các chi tiết trong vùng sáng. Bằng cách dùng chức băng bù trừ sáng trong máy ảnh (Exposure Compensation) vào khoảng 1 đến 2-stop trên mỗi tấm hình, lý tưởng nhất là chỉ chỉnh tốc độ màn trập hoặc chỉ chỉnh khẩu độ hay độ nhạy ISO mỗi lần mà thôi. Hãy nhớ rằng mỗi "stop" thay đổi sẽ làm tăng hoặc giảm một nửa lượng ánh sáng đi vào.

Chúng tôi có một lưu ý: các đối tượng phải đứng yên khi thực hiện tấm ảnh HDR, vì chúng ta cần chụp nhiều lần riêng biệt. Ví dụ một khung cảnh hoàng hôn trước biển. Nó thật sự không phù hợp, vì sóng luôn thay đổi trong từng lần chụp khác nhau.

II. Thực hiện bức ảnh HDR trên Photoshop

Ở đây chúng tôi sử dụng một tính năng có trong Adobe Photoshop để chuyển đổi trình tự các bức hình với mức lộ sáng khác nhau thành một bức hình duy nhất, bằng cách sắp xếp các tông ảnh sao cho chúng ta có thể nhìn thấy các vùng chi tiết bên trong. Trước tiên, chúng ta cần phải kết hợp tất cả các tấm hình này vào một tập tin HDR 32-bit:

Mở chức năng này từ menu File > automate> Merge to HDR, sau đó đưa tất cả các bức ảnh vào trong danh sách bằng cách bấm vào nút Browse, chọn lần lược các tập tin ảnh bằng cách bấm phím Ctrl và bấm chuột trái vào từng tập tin trong danh sách. Ví dụ chúng ta sẽ dùng bốn bức hình được chụp trong phần trên. Nếu các hình ảnh của bạn bị xê dịch khi chụp, bạn đánh dấu vào ô chức năng bên dưới “Attempt to Automatically Align Source Images” tuy nhiên nó sẽ tăng đáng kể thời gian xử lý. Sau đó nhấn OK, bạn sẽ thấy một thông báo hệ thống đang xử lý.

Sau khi hoàn thành, photoshop sẽ hiển thị một cửa sổ với biểu đồ histogram của các hình ảnh này. Photoshop đã ước tính và đưa ra vị trí con trỏ trên thanh trượt, nhưng ở vị trí này, thường các vùng sáng bị cắt bớt. Bạn có thể di chuyển con trỏ đến mép ngoài cùng bên phải của biểu đồ, để xem tất cả các vùng sáng. Những thay đổi này chỉ nhằm mục đích xem trước và chương trình sẽ yêu cầu thiết lập chính xác hơn các thông số ngay sau bước này. Nhấn OK, máy sẽ hiển thị một hình ảnh HDR 32-bit, và bạn có thể lưu lại trên máy tính nếu cần. Có thể bức hình lúc này sẽ khá tối, cho đến khi nó được chuyển đổi thành bức hình 16-bit hoặc 8-bit bình thường (dùng chức năng sắp xếp tông ảnh), khi đó bạn mới thấy được kết quả thật sự cuối cùng.

Ở bước này, chỉ có rất ít chức năng có thể xử lý hình ảnh 32-bit. Do đó, phạm vi sử dụng hình ảnh này thật sự chỉ mang tính lưu trữ. Chỉ có một chức năng cho phép thay đổi mức lộ sáng bức ảnh, bằng cách vào menu Image> Adjustments> Exposure. Bạn có thể thử điều chỉnh mức phơi sáng để hiện lên các chi tiết trong phần sáng hoặc trong phần tối.

III. Cách sử dụng chức năng sắp xếp tông ảnh (Tonal Mapping)

Ở đây chúng tôi sử dụng Adobe Photoshop để chuyển đổi hình ảnh HDR 32-bit thành 16 hoặc 8-bit LDR, bằng cách sử dụng chức năng sắp xếp tông ảnh. Điều này đòi hỏi phải phân loại các tông ảnh, nó phụ thuộc vào chủ đề và sự phân phối độ sáng trong bức ảnh.

Chuyển đổi thành một hình 16-bit bình thường bằng cách vào menu Image> Mode> 16 Bits / Channel ...) và bạn sẽ thấy công cụ chuyển đổi HDR. Chức năng sắp xếp tông ảnh sử dụng một trong bốn phương pháp sau:

Exposure and Gamma	Phương pháp này cho phép bạn tự điều chỉnh mức lộ sáng và mức gamma, nó liên quan đến độ sáng tương ứng trên từng thiết bị và mức điều chỉnh độ tương phản.
Highlight compression	Phương pháp này không đưa ra các lựa chọn để người dùng thay đổi, mà dùng một biểu đồ đường cong (curve) để điều chỉnh tông ảnh, nó thu hẹp hay loại bỏ vùng sáng để khôi phục lại độ tương phản trong phần hình ảnh còn lại.
Equalize Histogram	Phương pháp này cố gắng phân bố lại biểu đồ HDR để độ tương phản nằm trong phạm vi bình thường của một hình ảnh 8-bit hay 16-bit. Nó cho phép tùy chỉnh đồ thị nằm trong sơ đồ histogram bằng cách kéo giãn các đỉnh sao cho phù hợp. Nó hoạt động hiệu quả đối với biểu đồ hình ảnh có các đỉnh nhọn tương đối hẹp và không có nhiều điểm ảnh ở phần giữa.
Local Adaptation	Đây là phương pháp linh hoạt nhất và có lẽ được nhiều nhiếp ảnh gia sử dụng. Không giống như ba phương pháp ở trên, nó thay đổi mức độ sáng trong các vùng trên từng điểm ảnh cơ sở. (tương tự như tính năng nâng cao độ tương phản bằng nội suy). Điều này có tác dụng đánh lừa đôi mắt tạo cảm giác hình ảnh có độ tương phản nhiều hơn. Phương pháp này cũng cho phép thay đổi tông ảnh qua sự điều chỉnh đồ thị đường cong (tonal curve) cho phù hợp với yêu cầu.

Trước khi sử dụng bất kỳ phương pháp nào ở trên, đầu tiên hãy thiết lập con trỏ trắng và đen trên thanh trượt của biểu đồ histogram (Level tools). Nhấp đôi vào mũi tên kép bên cạnh " Toning Curve and Histogram " để hiển thị biểu đồ histogram và thanh trượt.

Phần còn lại của hướng dẫn này tập trung vào cách thiết lập liên quan đến phương pháp " mô phỏng nội suy” (Local Adaptation), vì tính phổ biến và vì nó cho phép chúng ta thay đổi các thông số rất linh hoạt.

IV. Khái niệm phân tông và độ tương phản

Ngược lại với ba phương pháp chuyển đổi trên, phương pháp “mô phỏng nội suy” không nhất thiết phải giữ lại các phần tông ảnh về mặt tổng thể. Phương pháp này chuyển đổi cường độ điểm ảnh không chỉ dùng biểu đồ đường cong (Tonal curve), mà còn dựa trên các giá trị điểm ảnh xung quanh. Điều này có nghĩa, không giống như sử dụng biểu đồ đường cong, chỉnh tông trên biểu đồ histogram không chỉ kéo giãn hay nén lại, mà có thể điều chỉnh theo từng vùng. Nói một cách dễ hiểu, một số vùng của chủ đề ban đầu tối hơn so với phần khác, có thể điều chỉnh độ sáng lên thành tương đương hoặc sáng hơn, ngay cả khi chỉ thay đổi một lượng rất nhỏ.


Ảnh thiếu sáng	Ảnh dư sáng	Bức ảnh ghép cuối cùng thay đổi phần lớn phân bậc tông ảnh

Trong ví dụ ở trên, mặc dù sự phản chiếu giữa các bọt biển và nền đá thực sự tối hơn so với bề mặt đại dương nằm gần mặt trời, trong bức ảnh cuối cùng đã tái tạo lại vùng tối trên bức ảnh. Vấn đề chính ở đây, mắt chúng ta chỉ thấy phần lớn vùng ảnh trên thay đổi về độ sáng (theo hướng đi lên phía chân trời), trong khi vùng ảnh gần mắt hơn thì không. Mô phỏng đặc tính của cách nhìn này được xem là mục tiêu chính của phương pháp “mô phỏng nội suy”, đặc biệt đối với các khung cảnh có sự phân bố độ sáng phức tạp hơn so với bình thường.

Ba tấm hình dưới đây là một ví dụ về sự phân bố độ sáng phức tạp. Chúng tôi tham chiếu độ tương phản trên phần lớn khoảng cách của bức ảnh như là độ tương phản toàn cục, trong khi độ tương phản thay đổi trên một phạm vi nhỏ hơn được gọi là tương phản cục bộ. Phương pháp mô phỏng nội suy cố gắng duy trì độ tương phản cục bộ, trong khi giảm độ tương phản toàn cục (tương tự như cách thực hiện với bức ảnh ở trên).


Hình ảnh gốc	Tương phản toàn cục cao, nhưng tương phản cục bộ lại thấp	Tương phản toàn cục thấp, nhưng tương phản cục bộ cao

Ví dụ trên minh họa rất trực quan giữa hai vấn đề tương phản toàn cục và tương phản cục bộ của một bức hình. Nó cho thấy phạm vi lớn vùng sáng tối bị thay đổi quá mức cho các trường hợp tương phản toàn cục. Ngược lại, đối với trường hợp tương phản toàn cục thấp, phía trước của khuôn mặt của bức tượng là hầu như cùng một độ sáng.

Hình ảnh nguyên thủy trông rất tốt do tất cả các tông ảnh được hiển thị rõ ràng, và độ tương phản vừa đủ cho một hình ảnh ba chiều. Bây giờ hãy hình dung, chúng ta sẽ bắt đầu với tấm hình ở giữa, đó là một tấm hình lý tưởng để chuyển đổi qua HDR. Sắp xếp lại các tông ảnh bằng cách sử dụng phương pháp mô phỏng nội suy để tạo ra một hình ảnh tương tự như hình bên phải, tấm hình vẫn giữ được độ tương phản cục bộ trong khi giảm độ tương phản toàn cục (do đó duy trì được các chi tiết trong vùng tối nhất và sáng nhất).

V. Chuyển đổi HDR bằng phương pháp nội suy cục bộ

Khoảng cách phân biệt giữa độ tương phản cục bộ và toàn cục được thiết lập bằng cách sử dụng giá trị bán kính (Radius). Các trị số bán kính (radius) và ngưỡng giới hạn (Threshold hay strength) được dùng tương tự như cách thiết lập trong chức năng tạo độ nét (unsharp mask), sử dụng để nâng cao độ tương phản cục bộ. Khi cài ngưỡng giới hạn cao, nó sẽ cải thiện độ tương phản cục bộ, nhưng lại tạo ra hiện tượng quầng sáng hay phân sắc, và có thể làm cho hình ảnh trong vùng cục bộ mất hết chi tiết do quá sáng. Bất kể hình ảnh nào, chúng ta phải điều chỉnh để thấy được tính hiệu quả khi xem, bằng cách cài đặt cặp giá trị này một cách hợp lý tùy vào nội dung hình ảnh.

Ngoài bán kính và ngưỡng giới hạn, chúng ta luôn phải chỉnh biểu đồ đường cong tông ảnh (Tonal curve). Vì thế chúng ta cần phải biết thay đổi ở đâu và nơi nào để có được kết quả mong đợi. Bên dưới là một ví dụ điều chỉnh biểu đồ đường cong tông ảnh để cho ra bức ảnh cuối cùng.


Công cụ Tonal Curve trong Photoshop CS2	Bức ảnh cuối cùng sử dụng phương pháp nội suy cục bộ

Để chuyển đổi bức hình HDR qua thành hình bit-8 hoặc 16-bit, thường yêu cầu phải điều chỉnh thêm các thông số khác để nâng cao độ chính xác về màu sắc. Bằng cách dùng chức năng điều chỉnh mức độ (Levels) và độ bão hòa (Saturation) có thể cải thiện nhiều vấn đề trong hình ảnh. Nhìn chung, các khu vực được tăng trái ngược nhau (một độ dốc lớn trong đường cong âm) sẽ làm tăng màu sắc, ngược lại sẽ làm giảm độ tương phản. Điều chỉnh độ bão hòa khi muốn thay đổi độ sáng của phần bóng, nhưng trong hầu hết các trường hợp khác thì không nên.

Vấn đề chính của phương pháp nội suy cục bộ, là nó không thể phân biệt giữa ánh sáng chiếu tới và ánh sáng phản xạ. Kết quả nó có thể làm tối các chi tiết màu trắng tự nhiên một cách không cần thiết và những vùng sáng sẽ tối hơn. Hãy chú ý điều này khi lựa thay đổi trị số bán kính và ngưỡng giới hạn để giảm thiểu hiệu ứng này.

VI. Dùng HDR để giảm nhiễu trong phần tối

Chúng ta biết rằng, máy ảnh kỹ thuật số luôn gặp vấn đề về nhiễu ảnh, đặc biệt trong các vùng ảnh tối so với vùng ảnh sáng. Chúng ta có thể tận dụng lợi thế của ảnh HDR bằng cách kết hợp một tấm hình đúng sáng với một tấm hình dư sáng. Photoshop luôn chọn hình ảnh dư sáng để làm đại diện, do đó sẽ cải thiện được các chi tiết trong phần tối.

VII. Những lời khuyên

Hãy nhớ rằng hình HDR chỉ mới đây, đặc biệt trong lĩnh vực nhiếp ảnh số. Tuy các công cụ hiện tại có khả năng cải thiện đáng kể, nhưng không có cái nào có thể chuyển đổi hoàn toàn tự động thành hình HDR. Một bức hình HDR tốt đòi hỏi thực hiện nhiều bước và thử nghiệm để đạt được hiệu quả thực tế cũng như cho ra được hình ảnh cuối cùng như ý.

Ngoài ra, nếu chuyển đổi không chính xác có thể làm bức hình HDR cháy sáng và đánh mất chi tiết. Vì thế cần phải xem lại các thông số cài đặt, sau đó cải thiện độ tương phản cục bộ có thể tránh được vấn đề trên.

Chúng ta không nên lạm dụng các chức năng mới. Việc sử dụng các chức năng chuyển đổi phải bảo đảm không làm mất đi các tông ảnh nguyên bản, chúng ta không thể làm phần tối trở nên sáng hơn. Trong ví dụ trên, ánh sáng chiếu vào tòa nhà và bầu trời lấp đầy các hình ảnh chói nắng, và chúng vẫn được giữ lại trong hình ảnh cuối. Thực hiện hiệu ứng HDR quá tay có thể làm mất ý nghĩa hiện thực của các tấm ảnh. Hơn nữa, chỉ nên sử dụng HDR khi cần thiết; kết quả tốt nhất có thể đạt được bằng các tấm hình với ánh sáng tốt nhất.

(Lược dịch từ cambridgeincolour.com)