Főoldal arrow Cikkek arrow Fotótechnikai csemegék arrow Exponálj a jobbszélre (ETTR), avagy az optimális digitális exponálás
Exponálj a jobbszélre (ETTR), avagy az optimális digitális exponálás
Írta: Nagy Sándor (nasa@http.hu)   
2014. december 19.
Forrás: http://www.luminous-landscape.com/tutorials/expose-right.shtml A digitális fényképezőgépek elektronikus érzékelőjének jelleggörbéje (ahogyan a fény által kiváltott jel nagysága függ a fény mennyiségétől) nagyon eltér a filmes gépek analóg érzékelőjének (azaz a film) jelleggörbéjétől. Ebből következik, hogy az optimális expozíció meghatározásához a digitális fényképezésben nem feltétlenül célszerű a filmes korszakban kialakult fénymérési eljárásokat követni, ha a legjobb képminőséget szeretnénk elérni. Jó tíz évvel ezelőtt vetődött fel először az „Exponálj a jobbszélre” (Expose to the Right – ETTR) stratégia. Azóta sok fórumon vitatták meg vezető fotográfusok, szakírók és oktatók a felvetést. Mára az ETTR meglehetősen széles körben elfogadottá vált, mint a digitális felvételek optimális exponálásának hatékony startégiája (elsősorban a felvétel tónusgazdagságát és jel/zaj viszonyát javítja), bár ellenvélemények is vannak.. Mivel kifejezetten az elektronikus érzékelőnek a filmtől eltérő tulajdonsága kihasználásáról van szó, talán ezt is besorolhatjuk azon forradalmi változások sorába, amelyek a digitális fotótechnika magáratalálását jelzik (ezeknek jó két évvel ezelőtt 6 részes cikksorozatot szenteltünk). A jelen cikkben az ETTR lényegét igyekszem röviden összefoglalni, amit több angol nyelvű kulcs-cikk fordítása követ majd, a téma részletes kifejtéseként, ha lesz a fordításokra elég energiám :) .
 

Bevezetés

Az ETTR gondolatot eőször Michael Reichmann, a Luminous Landscape fotós portál alapító-főszerkesztóje vetette fel 2003-ban, az azóta a téma klasszikusává vált cikkében. Elmondása szerint a témára egy, a digitális képek zajának problematikájáról folytatott hosszú beszélgetés során Thomas Knoll, az Adobe Photoshop és a Camera RAW szerzője irányította rá a figyelmét. Michael felvetése azonnal élénk érdeklődést váltott ki, számos észrevétel hasznosan egészítette ki a történelmi jelentőségű cikk tartalmát (ezek közül Michael néhánnyal ki is egészítette cikkét). Az angol nyelvű Wikipédia is foglalkozik a témával egy rövid cikkben (első változata már 2006-ban elkészült, eddig 62 alkalommal módosították, legutóbb 2014. október 2-án). A felvetés óta eltelt 10 évben az ETTR módszertana finomodott, széles körben elfogadottá vált, és a digitális technika rohamos fejlődésének eredményeként jelentősége is hangsúlyváltozáson ment át. Kezdetben elsősorban a képzaj csökkentését (jel/zaj viszony javítását) hangsúlyozták. Manapság (a sokkal jobb zajviszonyokat produkáló gépek használatával) inkább a minél több információ rögzítése, a tónus-szintek számának maximalizálása (ezáltal minél tónusgazdagabb, minél szélesebb dinamikájú kép rögzítése) indokolja alkalmazását. Legújabban többen is felvetették, hogy az ETTR stratégia fényében a fényképezőgép gyártóknak felül kellene vizsgálnuik az automatikus expozíció-beállítás funkciót, és a hagyományos, filmes fénymérésre alapozott módszerek mellett (alternatívaként) a hisztogramra alapozott ETTR módszert is beépíteni a digitális fényképezőgépek szolgáltatásai közé (megkímélve ezzel a fotóst a körülményes, manuális ETTR beállítástól).

Ajánlott olvasmányok, amelyekből részletesen megismerhető az ETTR

Az alábbi összefoglaló a következő cikkek alapján készült. A részletek iránt érdeklődők olvassák el az eredeti cikkeket. Az angol nyelvet nem kellő szinten ismerők számára is hasznos lehet  átlapozásuk – az illusztrációk önmagukért beszélnek. A közeljövőben igyekszem ezek közül minél több cikkeket lehetőleg teljes terjedelmükben lefordítani, segítve ezzel az angol nyelvet nem ismerőket az ETTR megértésében (a fordítások megjelenésekor azokra mutató linkeket is beiktatok majd).

  • Michael Reichmann első, történelmi jelentőségű cikke (2003), fordítása itt.
  • Mark Dubovoy felvetése a digitális fényképezésben terjedő halálos járványos betegségről, amely kiszívja az életet jelentő tónusgazdagságot a fotókból (ha a fotós a gép automatikus expozíció beállítás szolgáltatását használja) – ezt „Tonality Suckout”-nak nevezi. „Gyógyítására” természetesen az ETTR módszert javasolja (2011. július), fordítása itt
  • Michael Reichmann 2012 augusztusában visszatér az expozíció optimalizálásának kérdéséhez (természetesen az ETTR módszerhez). Összefoglalja a módszer lényegét (az első felvetés óta kikristályosodott formában), és hangsúlyosan veti fel a kérdést: Miért a 19. századi expozíciót építik be a fényképezőgép gyártók a 21. századi fényképezőgépeinkbe? Fordítása itt.
  • A legfrissebb cikket (2014. október 28.) Bob DiNatale írta a témáról. Cikkében részletesen kidolgozott eljárásokat ismertet az optimális digitális exponálásra, az ETTR módszer alkalmazására (többek közt a mások által is hivatkozott „fehér macska havon” és „fekete macska szénkupacon” fotókkal illusztrálva). Ugyanezt kissé más megközelítésben is bemutatja egy Fehér Könyvben.  A közelmúltban jelent meg a könyve (The Optimum Digital Exposure, megrendelhető itt), amelynek illusztrációit a Világhálón is közzétette, nagy felbontásban.
  • HA-ETTR (Highlight Alert-ETTR), egy részletesen kidolgozott módszer az ETTR beállítására (2012. március)
  • Szélesebb kontextusban világítja meg az optimális expozíció problémakört, hangsúlyt helyezve az ETTR-re   (2014.január)
 
Az ETTR módszer lényegének megértéséhez tisztában kell lennünk néhány, a fényméréssel, a tónusokkal kapcsolatos alapfogalommal, amelyek nagy része a filmes korszakban alakult ki, de néhány új fogalom is létrejött a digitális képek eltérő voltának leírására. A következő fejezet elején ezeket az ismereteket is összefoglaljuk röviden, de a témakör pontosabb megértésére törekvő olvasó figyelmébe ajánljuk azokat a cikkeket, amelyekben részletekbe menően foglalkoztunk ezekkel.
  • A filmes korszakban kialakult fénymérés minden módszerének alapkoncepciója, hogy a téma 18% fényvisszaverő képességű foltjait közepes tónusban, középszürkében visszaadó expozíció beállítását segítse. Az optimális megvilágítás (expozíció) meghatározásának (hagyományos) beállításával egy korábbi cikkünkben részletesen foglalkoztunk, ebben ismertetésre kerülnek a témával kapcsolatos fogalmak, és a különböző fénymérési módszerek (érdekesség: ez a FotoAgora harmadik legolvasottabb cikke, eddig több, mint 15000 alkalommal töltötték le). 
  • A megvilágítást befolyásoló három paraméter, a megvilágítási idő, a fényrekesz és az ISO érzékenység ismertetésére külön cikket szántunk (ez viszont a második legolvasottabb cikkünk, a letöltések száma már túl van a 15500-on).
  • Ansel Adams zónarendszere segít a tónusok pontosabb megismerésében, az elképzelt tónus-eloszlású felvétel kialakításához szükséges expozíció megállapításában.
  • A digitális fényképezésben a tónusok és az expozíció ellenőrzését, beállítását segíti a hisztogram 
  • Az expozíció módosításának leggyorsabb eszköze, az expozíció kompenzáció (korrekció).
A linkelt cikkeket érdemes (újra) átolvasni, mielőtt az ETTR leírásának megismerésében továbblépünk! 
 
Az ETTR rövid ismertetése

Lássuk először is, milyen lényeges különbség van a film, és a digitális gépek elektronikus érzékelőjének karakterisztikája között? A filmben a fény hatására kialakuló jel (a feketedés) nem lineárisan függ a megvilágító fény mennyiségétől, és lévén analóg mennyiség, folyamatosan változik (tehát a tónusok változása folytonos, sima). Forrás:  Sevcsik-Hefelle: Fényképészet, Műszaki, Bp, 1982.) 146. old. És ahogyan az ábrán látszik, fontos jellemzője,hogy mind a csúcsfényeknél, mind a kis fénymennyiségeknél (a felső és alsó könyök tartományában) fokozatosan ellaposodik a jelleggörbe. Ennek következménye, hogy mielőtt telítésbe jut (teljesen fehér, vagy teljesen fekete árnyalatba ér el), a fény mennyiségének azonos nagyságú változtatása egyre kisebb változást eredményez a feketedésben. Ha „optimálisan” exponálunk, a középtónus a film dinamika-tartományának közepére esik.  Ezzel szemben digitális gép érzékelőjének karakterisztikája igen jó közelítéssel lineáris a teljes dinamika-tartományban, azaz a fény mennyiségének növekedésével egyeneses arányban nő az elektromos jel nagysága, majd amikor eléri az érzékelési tartomány felső határát, hirtelen megy telítésbe. Ráadásul az analóg-digitális átalakítás eredményeképpen a jel nagysága csak véges számú, meghatározott (egész) számértéket vehet fel, nem folytonosan változik. A digitális értékek által meghatározott tónusok száma ennek megfelelően szintén véges, tehát a tónusok a digitális képen nem folytonosan, hanem ugrásokban változnak. Mivel a tónusok száma meglehetősen nagy, ezeket a tónus-ugrásokat általában nem látjuk. Ha viszont a tónusok valamelyik tartományát jelentősen széthúzzuk (pl. nemlineárisan korrigáljuk a tónus-eloszlást), láthatóvá válnak a tónus-ugrások – ezt nevezzük poszterizációnak.
A digitális fényképezés lényeges problémája a fent említett két tulajdonságból fakad: abból, hogy az érzékelő egy-egy fotodiódájában keletkező (és abból kiolvasott) jel egyenesen arányos az adott fotodiódára eső fény mennyiségével, és a kiolvasott (és digitalizált) jel digitális (azaz nem folytonos, hanem csak diszkrét értékekből áll). No és a  látó rendszerünk azon tulajdonságából, hogy a fény intenzitását (a tónusokat) nem lineáris, hanem logaritmikus léptékben érzékeljük. Ez azt jelenti, hogy ha a fény mennyiségét egyforma lépésekben változtatjuk, a megfelelő tónusokat nem egyenlő lépésekben változónak érzékeljük. A tónusokat akkor érzékeljük egyenletesen változónak, ha a fény intentitását azonos szorzóval változtatjuk, pl. az egymást követő fényminták az előzőnek mindég kétszeresei. A fény intenzitásának kétszeres változását a fotótechnikában egy fényértéknyi (LV) (vagy expozíciós értéknyi – EV) változásnak nevezzük. (Az angol terminológia szerint ez egy STOP változás.)  Az analóg fényképészetben ezért alkalmaznak a jelleggörbe mindkét tengelyén logaritmikus skálát.
A fényképezőgépben a megvilágítást a látó rendszerünk tulajdonságához igazodva logaritmikus skálát követő léptékekben változtatjuk. Mind a fényrekeszt, mind a megvilágítási időt 1 EV érték ugrásokban tudjuk változtatni, egy-egy ilyen változtatás hatására az érzékelőre jutó fény kétszeresére növekszik, vagy felére csökken (az újabb gépeken – az expozíció pontosabb beállítása érdekében –  ½ vagy 1/3 EV értékkel is változtathatjuk a fényrekeszt és a megvilágítási időt).
© Nagy Sándor (NaSa) 
Tekintsünk először egy 8 bites analőg-digitális átalakítót (ADC-t). Ez az érzékelőből kiolvasott jeleket 0 és 255 közötti számértékekké alakítja (a legnagyobb lehetséges jelet 255 értékké – a JPG fájlban színcsatornánként ennyi információra, 8 bitre van hely). Az éppen túcsordulást (telítést) okozó jelhez (256) képest fele nagyságú jel digitális értéke 128, a negyedakkoráé 64, és így tovább. Az ábrán az érzékelőből kiolvasott jeleket 1 expozíciós értéknyi szélességű zónánként egyforma, a zónához tartozó közepes tónussal szemléltetjük. Az ábra felső részén úgy látjuk a zónákat, ahogyan a szemünk (logaritmikus léptékben): a 7 zóna mindegyike azonos szélességű. De az érzékelőből kiolvasott jelek lineárisak, a digitális értékek is – tehát a legnagyobbhoz képest feleakkora jel fölött egyetlen zóna van, azon belül 128 különböző érték (különböző tónus). Az összes többi zónában összesen ugyancsak 128 különböző tónus van. De a legfelső zóna a logaritmikus skálán (a JPG fájlok ilyenek, a látásunkhoz igazodva – a fényképezőgépünkben és képfelsolgozó szoftvejeinkben a hisztogram is logaritmikus skálán mutatja a kép pixeleinek tónusuk szerinti eloszlását) a teljes, 7 zónából álló dinamika-tartománynak mindössze a felső 14 %-át fedi le. Más szóval: a dinamika tartomány alsó 86 %-a már csak az adott ADC által megkülönböztethető 256 tónus felét, 128 tónust tartalmaz, az alsó 72 % pedig csak a negyedét, 64 tónust. Tehát ha a gépünk hagyományosan működő fénymérője által automatikusan beállított (középre centrált, lásd a címlap-képen a felső hisztogramot) expozíciót alkalmazzuk, a felvételünk a lehetséges, 256 különböző tónus érték helyett mindössze mintegy 70-et tartalmaz (az adott hisztogram jobb széle alig nyúlik túl a teljes tartomány  75 % -án).  Tehát már a felvétel pillanatában elveszítjük a lehetséges képi információ (tónusok száma) csaknem 3/4 részét. Jelentősen csökken a felvételünk tónus-gazdagsága. Ha viszont a felvételkor kihasználjuk az érzékelőnk teljes dinamika tartományát (a felvétel hisztogramját oly mértékben széthúzzuk, hogy a jobb széle minél közelebb legyen a legmagasabb értékhez (jobbszélre exponálunk), de ne legyen jelentős számú pixel olyan világos, hogy a jelnagyság nagyobb legyen, mint a rendszerünk által kezelhető legnagyobb, azaz 255 érték (ugyanis abban az esetben ezek a pixelek „beégnek” – a túlcsordulás következtében az azokhoz tartozó teljes információ örökre, végérvényesen elvész), akkor jóval tónus-gazdagabb felvételt kapunk. Az így rögzített felvétel persze általában túlexponált (túl világos) lesz, de az az utófeldolgozás során a kívánt tónus-eloszlásra módosítható – normalizálható. Természetesen a középre centrálás akkor eredményez olyan hisztogramot, amelynek jobb széle jóval a tartomány jobb széle alatt van, tehát a jobbszélre exponálás jelentősen több információ rögzítését teszi lehetővé, ha a téma dinaika-tartománya nem túl széles. Még dúrvábban csökkenhet a felvétel készítésekor rögzített információ (tónusgazdagság) mennyisége egy szénkupacon heverő fekete macska fényképezésekor. Mivel a kép tónusai az átlagosnál sötétebbek, a tónushű felvétel készítésekor a teljes hisztogramot balra toljuk (pl. a zónarendszer alkalmazásával), mivel a témában estleg teljesen hiányzanak a középtónusok, vagy legalábbis a világos tónusok. Az ETTR ebben az esetben rendelkezik igazán sok tartalékkal!
Még egy megjegyzés, a képzajról. A digitális kép zaja két forrásból ered: az egyik egy konstans szint (az érzékelő jellemzője, az ISO érzékenység növelésével nagysága nő), a másik az érzékelőben a fény hatására keletkező jel nagyságával nő, de annak négyzetgyökével arányosan (a fotodiódában detektált fotonok számának négyzetgyökével). Ez utóbi zaj ugyan nő a fény mennyiségének növekedésével, de lassabban, mint a jel, tehát relatív nagysága a jel nagyságához képest csökken (pl 9 detektált foton esetén a zaj nagysága 3 foton által kiváltott jel nagyságával egyenlő – a jel/zaj viszony 3; míg pl 100 foton esetén a zaj 10 foton egyenértékű, a jel/zaj viszony 10). Aki a digitális fényképezésben a képzajt, és ahhoz kapcsolódó fogalmakat, jelenségeket mélyebben  szeretné megismerni, meglehetősen részletes elemzést olvashat itt - terjedelmes, nem könnyű, de nagyon tanulságos olvasmány.  Nem nehéz belátni, hogy a fénymennyiség növelésével (a jelek nagyságának növelésével (ez történik az ETTR alkalmazásakor) nő a jel/zaj viszony, a felvétel kevésbé zajos lesz.
Ha nem 8 bites, hanem pl. 12 bites ADC-t vizsgálunk (a jobb fényképezőgépekben akár 14 bites ADC is van), és nem a 8 bites színcsatornával rendelkező JPG fájlokkal dolgozunk, hanem az érzékelőből kiolvasott teljes információt minden módosítás nélkül, lineáris léptékben rögzítő RAW fájlokkal, a középre centrált expozíció során az információ vesztés még jelentősebb (az ábrán zárójelben feltüntettük a 12 bites digitális értékek zónánkénti számát is). Figyelembe véve, hogy a 11 zónából álló dinamika tartománynak logaritmikus léptékben egy-egy zóna mindössze 9 %-át teszi ki, a dinamika tartomány alsó 91 %-a tartalmazza a lehetséges tónus-értékek felét, 82 %-a pedig mindössze a negyedét.
Természetesen az ETTR kedvező hatása a kép minőségére elsősorban a felvétel sötétebb  (legsötétebb) tónusú részein érzékelhető, hiszen ezekben a tónustartományokban a legnagyobb a jel/zaj viszony, és ugyancsak ezekben a tartományokban a legkisebb a rendelkezésre álló tónus-szintek száma.
Röviden azt mondhatjuk, hogy a hagyományos fénymérésen alapuló automatika a felvételt igyekszik tónushű képhez igazítani, miközben az ETTR módszerrel általában túlexponált, de a lehető legtöbb információt (tónust) tartalmazó felvételt kapunk, amit az utófeldolgozás során igazítunk a végleges tónuseloszlásúra (ez utóbbi lépést gyakran a kép normalizálásaként emlegetik).
A digitális felvételeket sokan kritizálják, hogy a hatásuk „digitális”, a „filmes hatást” keresik. Ezeknek a kifogásoknak egy része nosztalgiából fakad (a megszokottat szeretnék látni), más részük valós: a digitális felvételek gyakran tónusszegényebbek, mint a filmesek. Ennek oka, ahogyan fentebb láttuk, a fényképezőgépek expozíció automatikájának (de gyakran a fotósok hagyományos szemléletének), a hagyományos, középre centráló stratégiájának eredménye. Mark Dubovoy ezt a jelenséget a digitális fényképezésben terjedő halálos járványos betegségnek nevezi, amely kiszívja az életet jelentő tónusgazdagságot a fotókból. Az orvosság erre a betegségre természetesen az ETTR. Michael Reichmann a témával, a digitális expozíció optimalizálásának kérdésével foglalkozó második cikkében értetlenségének ad hangot, hogy a fényképezőgép gyártók miért nem építenek a gépekbe az ETTR-hez igazodó szolgáltatást (miért a 19. századi expozíciót építik be a 21. századi fényképezőgépeinkbe)? A dSLR-ekben is elterjedten működő élő keresőkép biztosítja az információ folyamatos kiolvasását az érzákelőből. Ebből előállítható a hisztogram (egyes gépeken kérhető is a keresőképre élő hisztogram), aminek bírtokában ETTR módszer szerinti expozíció automatikus megállapítására nyílna lehetőség. Ezt az expozíciót alkalmazva, a RAW fájlba az ETTR-nek megfelelő kép adatait kellene lementeni, míg a gép processzora a JPG fájlt előállító képfeldolgozás során elvégezhetné a kép szokásos normalizálását. Ez utóbbi jelenhetne meg élő keresőképként a gép monitorán, és kerülne mentésre a JPG fájlba. A normalizáláshoz szükséges korrekció paramétereit a RAW-fájlban is lehetne rögzíteni, aminek felhasználásávak a RAW konvetrer program a RAW-fájl kibontásakor ezt a normalizált képet jelenítené meg automatikusan, amit természetesen a fotós saját elképzelése szerint módosíthatna. Ilyen egyszerűen, és célszerűen megoldható lenne az ETTR eljárás szerinti expozíció automatika. Természetesen megmaradnának a hagyományos fénymérésen alapuló expozíció beállítások is, hiszen bizonyos fotós szituációkban azok adhatnak jobb eredményt.
Mivel a fényképezőgépek nem kínálnak ETTR szolgáltatást, a fotósnak magának kell kissé körülményes eljárással elvégezni az ETTR-hez szükséges expozíció megállapítását. Bob DiNatale nemrég megjelent cikkében két, részletesen kidolgozott eljárást is ismertet az optimális digitális expozícióra. A témával (és a könyvével) kapcsolatos honlapján nagy felbontású képeken mutatja be az ETTR és a hagyományos, középre centráló exponálással nyert képek közötti különbséget, érdemes megnézni, meggyőző élmény! (A honlapon „virtuális nagyító” alatt lehet a képeket eredeti méretre nagyítva nézni.)
Többnyire azt hangsúlyozzák, hogy az ETR módszert RAW fájlok mentésével kell kombinálni, és a normalizálást a RAW konverterben kell elvégezni (a JPG 8 bitmélységénél nagyobb, legalább az ADC bitmélységét elérő – a gykorlatban többnyire 16 bites – színcsatornákkal). Ez a figyelmeztetés érthető, hiszen a RAW fájl tartalmazza az érzékelőből kiolvasott eredeti, lineáris, minden konverziótól mentes digitális információt. Ugyanakkor az ETTR szerint túlexponált felvételt mindenképpen utófeldolgozás során kell normalizálni, tehát a gépen belüli JPG-konverzió semmiképpen nem mentesíti a fotóst az utófeldolgozás többlet munkájától. Akkor pedig érdemes a jobb eredménnyel kecsegtető, az utófeldolgozás során sokkal szélesebb lehetőségeket kínáló RAW fájllal dolgozni. De természetesen  (különösen viszonylag szűk dinamika-tartományú téma esetén) a JPG fájl mentésével készített ETTR felvétel is javíthat valamelyest a kép tónusgazdagságán.

 
Hozzászólások
HozzáadásKeresés
Hozzászólást csupán a bejegyzett felhasználó tehet hozzá!
 
< Előző   Következő >
Advertisement
Advertisement
Advertisement