Příprava a fotografování architektury s využitím expozičního bracketingu (pořízení snímků pro HDRI)

V tomto čtyřdílném seriálu si předvedeme kompletní postup zpracování fotografie architektury. Konkrétně Valdštejnské zahrady, která se nachází u Valdštejnského paláce v Praze na Malé Straně. Jedná se o velkolepě řešenou zahradu, kterou nechal u svého paláce vybudovat v ranně barokním stylu císařský vojevůdce Albrecht z Valdštejna. Albrecht z Valdštejna byl ve své době (období třicetileté války) jedním z nejvlivnějších mužů Evropy. Aby toto patřičně zdůraznil, nechal vybudovat své sídlo v takovém měřítku, že se mohlo důstojně měřit s nedalekým Pražským hradem.

V prvním díle seriálu si řekneme něco o průběhu samotného fotografování, v další části si předvedeme způsob zpracování surových dat nasnímaných na čip digitálního fotoaparátu pro vytvoření 32 bitového HDRI obrazu. Ve třetím pokračování seriálu provedeme převod obrazu s vysokým dynamickým rozsahem na standardní obraz. V poslední části se budeme věnovat stylizaci fotografie pro konečný výsledek.

Terénní průzkum a příprava

Samotnému fotografování předchází příprava, která sestává z prohlídky místa, které chceme fotografovat, nalezení vhodné kompozice a určení času, kdy budou ideální světelné a další podmínky pro pořízení snímku. Já jsem se do Valdštejnské zahrady, ve které jsem měl naplánováno pořídit fotografie už delší dobu, podíval v rámci jedné nedělní procházky Prahou. Zahradu jsem navštívil po obědě, kdy slunce bylo vysoko nad hlavou a vrhalo tvrdé ostré stíny a zahrada byla přeplněna turisty. Pro pořízení snímku tedy zcela nevhodné podmínky. Při hledání kompozice, která by zachytila celkový prostor a monumentálnost zahrady a zároveň by poukázala na její situování vůči Pražskému hradu, jsem se rozhodl fotografovat směrem k Malé straně a Hradčanům od kašny, která stojí přesně uprostřed zahrady.

Tím jsem do záběru umístil hlavní prostor zahrady lemovaný kopiemi Vriesových soch. Do popředí jsem umístil kašnu a na pozadí snímku je vidět sala terrana a Pražský hrad. Umístění prvku do kompozice je provedeno do pomyslného trojúhelníku, který spojuje tři hlavní prvky záběru. Oko nejprve spočine na sala terraně, odkud je pohled sveden linií hlavní cesty, lemované sochami, ke kašně. Od kašny vedou linie cesty pohled k Černínskému atriu a odtud vede linie tvořená okny pohled zpět k sala terraně. Zvolená kompozice udržuje pohled uvnitř fotografie a podvědomě nás přiměje k jejímu bližšímu prozkoumání.

Po nalezení kompozice je potřeba určit vhodný čas pro fotografování. Pro nalezení času, kdy je vhodné světlo používám aplikaci LighTrac pro iOS. K fotografování architektury je třeba přistoupit obdobně jako k fotografování produktové fotografie. Objekt je potřeba co nejlépe vystihnout v 3D prostoru. K tomuto je vhodné světlo, které objekt nasvítí přibližně z 45° úhlu jak horizontálně, tak i vertikálně. Pomocí aplikace jsem tedy určil, že sala terrana bude vhodně nasvícena před 11 hodinou dopoledne.

Vzhledem k mým dalším „pracovním“ plánům jsem shledal, že bych mohl zahradu navštívit po 10 hodině dopolední následující pátek. A štěstí se na mě usmálo. V Pátek bylo krásné slunečné počasí a modrá obloha bez mráčku, tedy podmínky, které jsou pro fotografování architektury obecně pokládány za ideální. Vyrazil jsem tedy fotografovat. Také na návštěvní provoz v zahradě jsem měl štěstí, turistů zde bylo podstatně méně, než v neděli odpoledne.

Po návratu z fotografování a prohlídce fotografie na velkém monitoru jsem ovšem nebyl moc spokojený s jejím celkovým vyzněním. Analyzoval jsem fotografii, abych zjistil, proč se mi nelíbí. Věc, které jsem si všiml jako první je, že se sochy umístěné z mého pohledu vlevo podél cesty překrývají . Také zmíněné hlavní prvky kompozice nedostávají dostatečný prostor. To platí zejména pro kašnu v popředí., která by měla být dominantou snímku.

S těmito poznatky jsem se tedy vrátil příští týden na místo, abych fotografii pořídil znovu. Volil jsem o něco delší ohnisko, aby hlavní motivy více vynikly. Z tohoto důvodu jsem také musel zvolit nižší stanoviště. Objekty tedy získaly podstatně více prostoru a celá kompozice se celkově zklidnila.

Exponování fotografií

Pro získání dostatečného množství dat pro následné zpracování jsem pořídil tři kompozičně shodné snímky s rozdílnou expozicí (expoziční bracketing). Existuje řada způsobů, jak pořídit různě exponované fotografie. Já osobně využívám při své práci tři různé postupy v závislosti na dynamickém rozsahu a typu scény.

Pokud potřebujeme pracovat velmi přesně pro pokrytí scény s vysokým dynamickým rozsahem, je vhodné pracovat v manuálním režimu s bodovým měřením expozice. Najdeme ve scéně nejtmavší a nejsvětlejší místo a bodově změříme expozici v těchto extrémních místech. Tyto dvě expozice určují okrajové snímky, další expozice provádíme s mezilehlými expozičními hodnotami. Tento postup je vhodný při fotografování scén, ve kterých se přímo nachází světelný zdroj, který chceme mít na fotografii vykreslený. V takovém případě je vhodné při snímání světlejších fotografií ze série, tedy takových, ze kterých nebudou použita data z části obrazu se světelným zdrojem (kresba je zde úplně vypálena) zastínit tuto část scény, aby nepronikalo velké množství protisvětla do objektivu. Fotografie jinak trpí velkou ztrátou kontrastu a kvality kresby.

Druhou možností je posoudit fotografovanou scénu pomocí histogramu. Nejprve pořídíme nejtmavší snímek takový, u nějž se pravá hrana histogramu přiblíží co nejvíce okraji, ale ještě nevzniknou ve fotografii přepaly. U dalších snímků postupně zvyšujeme expozici o zvolený krok (např. 1EV) a pořizujeme fotografie až do okamžiku, kdy se levá hrana histogramu snímku dostane do jeho poloviny. Tím máme i ty nejtmavší části fotografie „ideálně“ naexponovány.

Exponování první fotografie až k pravému okraji histogramu může na první pohled vypadat chybně, neboť do snímku většinou už v tento okamžik vnášíme přeexpozici. Je ovšem nutné si uvědomit jakým způsobem se zaznamenávají data na digitálním snímači. Zápis dat není lineární, ale exponenciální. Tzn. že 50% dat je zaznamenáno v poslední (pravé) pětině histogramu, ve čtvrté pětině je to 25% a v prostřední pětině (tedy té optimálně exponované) je to už jenom 12,5%.

Pokud tedy exponujeme co nejvíce světla k pravému okraji histogramu, zaznamenáme tím více hodnot, se kterými můžeme následně pracovat. Platí, že ztmavovat obraz můžeme bez ztráty kvality, zatímco zesvětlovat podexponovaný obraz z levé části histogramu je problematičtější. Vzhledem k výše uvedenému faktu je v této části histogramu zaznamenáno malé množství dat a při vytahování kresby ze stínů nutně zvýrazňujeme i velké množství digitálního šumu.

Proto se také obecně doporučuje exponovat všechny fotografie pokud možno až k pravému okraji histogramu. Jen tím, že nevyužijete při expozici nejsvětlejší pětinu histogramu, se totiž ošidíte o 50% obrazových dat. Toto pravidlo samozřejmě platí, jen pokud důsledně pracujete ve formátu RAW a fotografie si vyvoláváte sami v RAW konvertoru. Při přímém fotografování do JPEGu, což pokročilým fotografům nedoporučuji, je potřeba exponovat fotografii správně už při stisku spouště.

Tento postup většinou používám při fotografování interiéru s výhledem do exteriéru, který chci mít na fotografii také prokreslený.

Třetí možností, je funkce expoziční bracketing (AEB) zabudovaná přímo ve fotoaparátu.

Při zapnutí této funkce fotoaparát automaticky pořídí sérii snímků s rozdílnou expozicí. U většiny zrcadlovek značky Canon, je možno tímto způsobem pořídit sérií tří snímků s libovolně nastaveným posunem od 1/3 EV až 3EV. Profesionální modely a fotoaparáty jiných značek umožňují pořídit snímků více (5, 7, 9).

Zde je potřeba zmínit funkce HDR zabudované přímo do fotoaparátů. Zde myslím je možné přirovnat využití takové funkce oproti ručnímu postupu se složením snímků jako fotografování do JPEGu namísto RAW. Dostanete instantní výsledek, který pro Vás předpřipravil výrobce fotoaparátu. Smysluplné využití takovéto funkce je spíše u fotoaparátů, které Vám kromě výsledného HDR obrazu umožní uložit i zdrojové snímky, ze kterých byl tento obraz složen (např. Canon 5D MIII).

Tento postup používám nejčastěji při klasickém fotografování na denním světle, kdy není v záběru zdroj světla a dynamický rozsah scény je relativně nízký. Jedná se o zdaleka nejpohodlnější postup. Při dnešní kvalitě zarovnávacích algoritmů v HDR aplikacích není dokonce, co se mírných posunů a natočení jednotlivých snímků týká, bezpodmínečně nutné používat stativ. To samozřejmě neplatí při fotografování za nižší hladiny světla, kdy hrozí nebezpečí rozmazání snímků vlivem neudržitelného času. Pokud ovšem chcete pořídit technicky perfektní snímky, tak stativ určitě použijte a vždy fotografujte s nejnižší (resp. nativní) hodnotou ISO, kterou Váš fotoaparát umožňuje. Výslednou fotografii skládáte z více snímků, takže šum se na ní násobí.

Minimální (a většinou i dostatečné) množství snímků pro pořízení dostatečného množství dat jsou tři, přičemž změna expozičního čísla mezi jednotlivými snímky by neměla být větší než 2EV. Při pořízení více snímků, např. pěti se změnou expozice o 1EV můžeme dostat více dat pro další zpracování, ale z praktického hlediska jsem u běžných snímků nezpozoroval zásadní rozdíl oproti třem expozicím.

Při nastavení expozice pracujeme s časem závěrky. Pokud bychom měnili hodnotu clony, tak by jednotlivé fotografie měly rozdílnou hloubku ostrosti, a přivodili bychom si potíže při jejich následném sloučení do HDRI souboru.

Pro samotné fotografování jsem použil široké ohnisko 21 mm (34 mm po přepočtu na kinofilm). Clonu jsem pro dosažení co nejdelšího času nastavil na f/16 a dále jsem ještě prodloužil expoziční čas přidáním polarizačního filtru s nastaveným maximálním účinkem a šedého neutrálního filtru s účinnost 4EV. Hodnotu ISO jsem nastavil na 100, což je nejmenší hodnota, kterou můj fotoaparát umožňuje.  Krok posunu expozice jsem si zvolil 2EV. Pracoval jsem v manuálním režimu s tím, že jsem čas expozice nejtmavšího snímku nastavil tak, abych využil celý dynamický rozsah snímače. To v tomto případě byla 0,4 s, což odpovídalo hodnotě, kterou změřil expozimetr mého fotoaparátu nastavený v režimu maticového měření. Další fotografie jsem fotil s časem 1,6 s (+2EV) a 6 s (+4EV).

Na standardně exponované fotografii je mírně podexponovaná obloha (zde zapracoval polarizační filtr) a jsou dobře vykresleny zdi budov a cesty:

Na přeexponované fotografii o 2EV jsou ideálně exponovány kašna, zeleň, sochy a interiér sala terrany.

Na zcela přexponované fotografii o 4EV je vytažena kresba i z těch nejhlubších stínů.

Pořízením snímků končí 1. část článku. Ve druhé části článku ukážeme přípravu dat v aplikaci Adobe Photoshop Lightroom, které následně sloučíme do HDRI obrazu pomocí aplikace Photomatix.