Fotografía HDR

HDR = High Dynamic Range (gran rango dinámico)

Ya he comentado en otra entrada que considero el rango dinámico la característica más importante de una cámara (véase ‘El Rango Dinámico: lo más importante de una cámara’). En aquella entrada mencioné de pasada el término HDR e hice una breve explicación de su significado, pero quedó pendiente profundizar en esta vertiente de la fotografía que cada día gana más adeptos.

HDR ha trascendido el mundo de la fotografía clásica y se ha instalado en algunos Smart phones actuales que disponen de cámaras de vídeo y fotografía de varios megapixels. Por mencionar un ejemplo, iPhone 4 de Apple dispone de la función HDR, y nos presenta en pantalla la fotografía HDR y a continuación la que no es HDR. En este caso la versión HDR se forma con dos fotografías hechas con distintos niveles de exposición y es en el propio teléfono  donde se combinan ambos fotogramas para crear el HDR.

Veamos primero el caso de una fotografía sin HDR.

A continuación vemos una fotografía ‘revelada’ a partir de un RAW, sin HDR. Se ha utilizado ACR (Adobe Camera Raw) en Photoshop y se ha ajustado la exposición y el enfoque para obtener el máximo detalle y la mejor calidad posible a pesar del fuerte contraste del cielo de fondo y los barrotes de donde cuelgan los candados.

Vamos a centrarnos en cómo hacer fotografías HDR con nuestra cámara de fotos. En teoría podríamos partir de una única fotografía pasada al ordenador en formato RAW (sin compresión), que como ya sabemos ofrece un rango dinámico mucho mayor que una foto  comprimida en JPEG. A partir de ese único RAW podríamos generar 3 fotografías JPEG con distintos niveles de exposición, diferenciados en al menos 1 paso. Es decir, abriríamos la fotografía en RAW con el programa que habitualmente utilicemos (Lightroom, Photoshop con el plugin ACR, etc.) y, después de hacer los ajustes pertinentes de temperatura de color, nitidez, etc. Bajaríamos uno o dos puntos de exposición y guardaríamos la fotografía en JPEG. A continuación incrementaríamos en uno o dos puntos la exposición y guardaríamos una segunda fotografía en JPEG. Finalmente volveríamos a incrementar uno o dos pasos de exposición y guardaríamos una tercera fotografía en JPEG. De este modo tendríamos tres fotografías exactamente iguales pero una subexpuesta (oscura), otra correctamente expuesta y una tercera sobrexpuesta (quemada).  Ahora hay que combinar estas tres fotografías en una sola para poder tener una fotografía HDR que nos muestre un gran nivel de detalle en las zonas oscuras, medias y muy iluminadas. Para ello podemos hacer uso de la opción del menú Automatizar de Photoshop que nos ofrecerá la opción de combinar fotografías para HDR. Sin embargo recomiendo no utilizar Photoshop para esta labor, sino un programa dedicado a HDR como por ejemplo Photomatix Pro. Por experiencia propia y después de muchas pruebas puedo asegurar que este programa permite conseguir resultados de mucha mayor calidad que la opción HDR de Photoshop.

Sin embargo, para obtener resultados realmente espectaculares hay que partir de por lo menos 3 fotografías RAW (aunque podrían ser tres JPEG), tiradas con ajustes de exposición diferenciados en al menos 1 paso).

A continuación se presentan 3 fotografías de la misma escena tiradas con 2 pasos de exposición de diferencia entre cada una. La de la izquierda (-2) está subexpuesta, la del centro (0) está correctamente expuesta y la de la derecha (+2) está sobrexpuesta. Utilizaremos estas 3 fotografías para crear nuestra fotografía HDR.

Mejor aún si son cinco fotografías: con exposiciones -2, -1, 0, 1 y 2. Esto impone varias condiciones, siendo las más importantes: uso de trípode para evitar trepidaciones, cámara en modo Av (el mismo ajuste de apertura de diafragma para todas las fotografías) y escena lo más estática posible. Veamos, la mayoría de cámaras DSLR actuales y muchas cámaras compactas permiten el ahorquillado (bracketing) de fotografías. La mayoría permite tirar 3 fotografías en ráfaga con distintos ajustes de exposición. Algunas permiten hacerlo con 5 fotografías. Pero con 3 fotografías ya podemos obtener un HDR ‘decente’. ¿Por qué es importante tirar las fotos en modo Av con la misma apertura? Muy sencillo, no queremos que la profundidad de campo se distinta en las fotos que compondrán el HDR, es decir que una esté enfocada en un plano distinto a las demás. La única forma de asegurar que las 3 o 5 fotografías tengan igual profundidad de campo es ajustando el diafragma a un único valor (f/5.6, f/8.0, etc.) de este modo, si las condiciones de iluminación cambiasen entre las 3 o 5 fotos, la cámara lo compensará  variando la velocidad de obturación, ya que hemos fijado la apertura del diafragma. Y finalmente, debemos evitar las vibraciones de la cámara mediante el uso de un trípode y procurar que la escena sea lo más estática posible. Si estas dos condiciones no se cumplen tendremos un HDR con ‘fantasmas’ (ghosting). Para entender esto, imaginemos que hacemos 3 fotografías seguidas de una calle donde transitan varias personas. Por muy rápida que sea la ráfaga, no podremos ‘congelar’ a un viandante en la misma posición en los 3 fotogramas. En uno de ellos tendrá un pie en el suelo, en otro algo levantado y en el tercero completamente en el aire. ¿Cómo hacer para que el HDR ‘monte’ las 3 fotografías en una sola sin que se aprecie la pierna de esta persona en movimiento? Los programas de HDR avanzados, como Photomatix Pro ofrecen dos opciones muy útiles: alinear las fotografías y eliminar los fantasmas. La primera procura poner las 3 fotos ‘en su sitio’ automáticamente, es decir correctamente montadas. No vamos a entrar en detalles, pero hay varios modos de alineamiento, incluso podríamos alinearlas manualmente si, por ejemplo, pretendemos hacer recortes posteriores que dejen fuera zonas inservibles. La segunda opción nos da la posibilidad de elegir zonas de la imagen final –previo al procesamiento del HDR- donde pre-visualizamos los ‘fantasmas’, es decir en el ejemplo anterior, la pierna levantada del sujeto junto al pie apoyado en el suelo.  Si no eliminamos estos fantasmas nuestro HDR puede parecerse más al anuncio de una película de miedo con zombies y fantasmas pululando por la escena.

A continuación las fotografías HDR resultantes: la de la izquierda realizada con los ajustes básicos predefinidos de Photomatix Pro. La de la derecha con los ajustes de predefinidos de Photoshop. Ambas procesadas con 16 bits.

Finalmente, estos programas nos dan la opción de generar archivos JPEG de 8, 16 o 32 bits, así como formatos más ricos en datos (TIFF, BPM, etc.)  Cuanto mayor sea el número de bits, mayor calidad obtendremos, pero mayor ‘peso’ tendrán las imágenes. Es importante dimensionar correctamente las imágenes finales en función del uso que se les vaya a dar. Si lo que pretendemos es imprimir en un laboratorio fotografías de grandes dimensiones tal vez nos interese elegir un formato de mayor peso y calidad que si simplemente vamos a verlas en un monitor. Pero si se trata de subirlas a una galería de fotos en la Web o enviarlas por email, no necesitamos ni gran resolución ni gran calidad. Por otro lado es importante tener en cuenta que la pantalla de visualización, es decir el monitor, también tiene un rango dinámico limitado y muchas veces será incapaz de mostrar todo el detalle, colores y texturas de una fotografía HDR.

Otros ejemplos de fotografías HDR realizadas también a partir de 3 fotogramas:

	-o--O--o- Cada vez más, teléfonos móviles y cámaras compactas disponen de un modo HDR. Este modo también empieza a estar presente en cámaras DSLR de gama media y alta. Lo que habitualmente hace este modo es generar una fotografía JPEG basada en 3 imágenes tomadas con distintas exposiciones, como ya se explicó anteriormente. El resultado suele ser aceptable, pero en mi experiencia y después de haber hecho algunas comparativas, he llegado a la conclusión de que es preferible "crear manualmente" el HDR a partir de al menos tres imágenes RAW posteriormente "montadas" con un programa especializado, como por ejemplo Photomatix, que ya se comentó anteriormente. A continuación pongo un ejemplo de HDR creado automáticamente con una Canon EOS Powershot G12 (compacta de gama alta) y la misma fotografía creada a partir de 3 imágenes RAW con Photomatix. Obsérvese los detalles en las zonas de más contraluces. Los resultados son claramente mejores que el HDR automático que ofrece la cámara.

    Imagen HDR automáticamente generada por la cámara 

    Canon Powershot G12 (modo SCN/HDR)

    Imagen HDR creada con Photomatix (parámetros por defecto) a partir de 3 imágenes RAW hechas con

    la cámara Canon Powershot G12 en modo manual.

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Vistas las diferencias, y partiendo de la imagen mejor, es decir el HDR generado "manualmente" a partir de 3 fotografías en formato RAW, vamos a aplicar distintos retoques a base de filtros para que nuestra imagen adquiera "carácter". Aquí por supuesto, para gustos los colores !

Finalmente, podemos combinar las 3 imágenes anteriores en una sola mediante la aplicación de 3 capas en Photoshop, cada una de ellas al 50% de opacidad, el resultado es el siguiente:

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Profundizando algo más en esto del HDR, hay que decir que existen hoy en día unas pocas cámaras que montan un sensor diseñado especialmente para hacer HDR en modo nativo. Es el caso del Super CCD de Fuji. Lo que diferencia a este sensor de los sensores tradicionales de las demás DSLR y compactas (CCD y CMOS) es que dispone de photodiodos dobles, los denominados S y R. Unos se encargan de las luces altas y otros de las bajas. De este modo la cámara que monta este sensor, por ejemplo la Fuji S3 Pro tiene un rango dinámico de 11 pasos f, equivalente a una DSLR de gama alta mucho más cara. No voy a entrar en los detalles técnicos porque hay un excelente blog de Guillermo Luijk escrito en 2007 pero que tiene vigencia actualmente, quien quiera profundizar en este análisis puede acceder a: http://www.guillermoluijk.com/article/superccd/index.htm

Comentarios adicionales

He estado publicando fotografías HDR durante algún tiempo en diferentes sitios Web de fotografía, en facebook, en Google +, etc. y me sorprende un poco la reacción de la gente a este tipo de fotografías. Lo que he observado es que al público en general le suele gustar este tipo de fotografía, mientras que a los fotógrafos -y especialmente a los de "toda la vida"- no les gusta tanto. Esto tiene bastante lógica, es una reacción normal ante algo novedoso. Aquellos que están muy acostumbrados a la fotografía tradicional suelen ser más reacios a aceptar este tipo de fotografía. Por otro lado, quienes no están demasiado ligados a esta afición o no son profesionales de la fotografía, suelen tener menos prejuicios y aceptan con agrado la HDR. Si nos remontamos al pasado, cuando hace muchos años la fotografía era solamente en blanco y negro, y apareció el color, muchos fotógrafos de la época denostaban el nuevo invento. ¡ Esto a pesar de que nosotros vemos las cosas en color y no en blanco y negro ! Incluso hoy en día hay puristas que dicen que la fotografía deja de ser arte cuando el color es parte de la fotografía. Mi opinión personal es que el arte está por encima de la estética y en este caso, una fotografía puede ser artística en blanco y negro, en color o HDR. Pero es mi opinión personal. Respeto otras opiniones. Creo que la fotografía es un arte plástica más, que pretende representar la realidad transmitiendo un mensaje y esto puede hacerse con independencia de si lo que vemos incluye el color o no, lo dinamiza o incluso lo modifica.

Flujo de trabajo mejorado

He estado investigando cómo mejorar los resultados de las fotografias HDR. En principio, yo diría que hay dos tipos de fotografías HDR: aquellas en las que se nota, o es obvio, que se trata de un HDR al margen del nivel de "exageración" que le demos a los resultados y las que siendo fotográficas desde un punto de vista purista no aparentan a primera vista que son HDR. Dicho en otras palabras, las fotografías HDR "impresionantes" por sus vívidos colores, contrastes y luces, y las fotografías HDR "normales". Para gustos los colores del arco iris, en algunos casos prefiero las HDR impresionantes y en la mayoría de los casos las HDR fotográficamente normales. Dicho esto como introducción y con independencia del tipo de HDR que vayamos a hacer, voy a comentar uno de los diversos flujos de trabajo que a mi particularmente me parece eficaz. Ya he comentado previamente el flujo de trabajo en este post, pero voy a añadir un nuevo flujo de trabajo.

Partiremos de la base que es preferible tirar en RAW siempre. Podemos hacer como mínimo 3 fotografias separadas 2 pasos de exposición: -2, 0 y +2, aunque en algunas escenas con grandes contrastes (por ejemplo con el sol de frente) es mejor hacer 5 o 7 fotografías. A continuación crearemos con Photomatix la fotografía HDR utilizando mapeo de tonos o fusión, según el caso: en general para fotografías nocturnas prefiero utilizar la fusión y con el resto el mapeo de tonos. Una vez creada la fotografía en HDR la guardaremos en formato TIFF de 16 bits. Esto permitirá conservar la gran latitud de los RAW. Pero donde realmente vamos a aprovechar esa gran latitud será cuando abramos esta foto HDR en Photoshop. A partir de la versión CS5 podemos "Abrir como" (Open As). Si hemos creado un TIFF de 16 bits con Photomatix, lo que haremos en CS5 o CS6 es Abrir como RAW el TIFF y de este modo podemos editar en ACR (Adobe Camera RAW) nuestra foto HDR y tener esos pasos de exposición de -4 a +4 que tenemos normalmente con los RAW. Podemos utilizar las potentes herramientas de ACR para editar la foto HDR ya creada y almacenada en TIFF y al final, si queremos ahorrar espacio en disco guardarla como JPG una vez editada, en nuestro disco duro. Con este flujo de trabajo nuestras fotografías HDR deberían ser de muy buena calidad, ya que estamos conservando la gran latitud de los RAW originales en todo momento. O casi...

Existe un flujo de trabajo aún de mayor calidad. Podemos trabajar con 32 bits. Pero para ello necesitaremos CS6 y tendremos que prescindir de Photomatix. Se hace utilizando la herramienta HDR Pro de Photoshop (File / Automate / Merge to HDR Pro), eligiendo la opción Modo 32 bits (desaparecen todas las opciones de configuración disponibles en el modo de 16 bits). Una vez generada la fotografía HDR la guardamos como TIFF de 32 bits (obviamente para conservar toda esa enorme latitud). Nos genera un fichero muy grande. Cuidado: este fichero normalmente no podremos verlo con los visores habituales, son incapaces de manejar una fotografía de 32 bits, ni nuestro monitor de representarla en pantalla. Será necesario abrir este TIFF con ACR (Open As...), pero para ello necesitamos CS6. A partir de ahí, el resto del trabajo es el mismo, a nuestro gusto ajustaremos exposición, aberraciones cromáticas si las hubieren, etc. con ACR, como si se tratase de un RAW, pero con la ventaja de que aquí podemos jugar con una latitud aún mayor por tratarse de un RAW de 32 bits (de -10 a +10)