Рассмотрим подробнее съемку методом ETTR, поскольку у многих этот метод вызывает определенные затруднения. Прежде всего, разберемся с теорией и ответим на вопрос:
Зачем нужен ETTR?
Начнем с того, что ETTR (Exposure To The Right - экспозиция вправо) - это техника экспонирования, которая заключается в сдвиге экспозиции максимально в светлые области, что позволяет сохранить информацию в светах и получить максимум деталей как в плане яркостей, так и в цвете. Под деталями подразумевается не резкость или детализация, а диапазон тональностей, характеризуемый широтой градаций серого. Направление "вправо" в названии метода возникло благодаря графику гистограммы, где светлые области традиционно размещаются справа. Соответственно при съемке задача фотографа заключается в том, чтобы, изменяя параметры экспозиции, максимально "прижать" рисунок гистограммы к правому краю.
Слева стандартное экспонирование камерой, справа - ETTR в ручном режиме.
Метод был предложен в 2003 году Майклом Рейхманном (Michael Reichmann). Однако идея появилась еще раньше и была предложена Томасом Ноллом (Thomas Knoll), одним из главных разработчиков Adobe Camera Raw и Adobe Photoshop. Обоснование метода сводилось к тому, что сигнал с датчиков сенсора имеет линейную характеристику, где больше всего тональных значений хранится в светах. То есть данные, записываемые в 14-битный RAW-файл, имеют в самом ярком стопе содержится 16 384 тональных значений, в следующем стопе 8 192 тональных значений, затем 4 096, 2 048, 1 024 и т.д. Соответственно для достижения максимальной детализации нужно прижать гистограмму вправо. Отсюда получаем, что "недоэкспонировав" кадр на один стоп, фотограф получает информации во всем RAW-файле ровно на половину меньше. Недоэкспонировав на два стопа - в четыре раза меньше информации.
Здесь и далее мы будем подразумевать, что любая экспозиция кадра (брекетинг здесь не рассматриваем) должна исходить из того, что пересветы недопустимы. Если не хватает динамического диапазона сенсора, всегда жертвовать нужно тенями, поскольку детали в светах для зрителя всегда важнее чем в тенях.
Ряд авторов утверждает, что ETTR позволяет избежать эффекта постеризации, когда снимок подвергается повышению яркости (экспозиции) на этапе постобработки. На практике, повышая экспозицию в RAW даже на три ступени, эффект постеризации наблюдается только в очень глубоких тенях, что визуально никак на качестве картинки не сказывается. Но тем не менее, этот чисто теоретический момент мы будем держать в голове. Остается разобраться с получением шума в тенях, что вполне обычное дело при повышении экспозиции на этапе постобработки.
Если Вам не очень интересна физика природы шума, переходите к чтению следующего абзаца. Природа шума имеет несколько причин. Свет имеет корпускулярно-волновую природу. Если снимать идеальную однородную поверхность, отражающую свет, даже в теории фотоэлементы сенсора получат разное количество фотонов, точнее это количество будет иметь небольшое отклонение от некоего среднего значения. Причем с увеличением количества фотонов, незначительно растет и их отклонение от этого среднего показателя. То есть отношение количества света к шуму снижается с увеличением света. Можно сделать важный вывод: никакая технология изготовления сенсоров не способна решить проблему фотонного шума. Её можно решить только путем шумоподавления, что зачастую ведет к потере мельчайшей детализации. Что интересно, в разных каналах наблюдается разный уровень шума. И это объясняется разной плотностью фильтров Байера. Вторая причина кроется в чтении сигнала с фотоэлементов сенсора. Фотон, попадая в фотоэлемент выбивает в нем электрон. Чем больше электронов, тем сильнее напряжение фототока. Проблема в том, что не все фотоны рождают электроны. То есть одинаковое количество фотонов попавшее в разные фотодиоды, может породить разный уровень напряжения. В данном случае можно надеяться на улучшение ситуации благодаря усовершенствованию сенсоров. Но пока шум чтения вносит существенный вклад в общий уровень шума. Третья причина кроется в высвобождении электронов, вследствие теплового нагрева сенсора, и эти электроны невозможно отличить от электронов, выбитых фотонами. Четвертая причина заключается в погрешностях оцифровки напряжения до целых единиц в RAW. Это, если кратко, откуда берется шум.
Шум больше всего проявляет себя в тенях, благодаря своей фотонной природе. Поэтому увеличивая экспозицию на этапе постобработки, вместе с деталями в тенях, мы вытягиваем и шум, причем с каждой ступенью увеличения экспозиции мы увеличиваем шум вдвое.
Отлично, здесь можем резюмировать: лучше всегда переэкспонировать, чем недоэкспонировать. Повторюсь, мы избегаем пересветов.
Итак, ETTR позволяет: 1 - избежать пересветов, 2 - сохранить больше деталей, 3 - избежать эффекта постеризации, 4 - снизить шум.
Как же на практике находить экспозицию, которая будет соответствовать методу ETTR?
Как выясняется, все не так просто, как хотелось бы. Гистограмму мы можем увидеть в камере в двух случаях: когда сделали пробный снимок или в режиме LiveView.
Для пробного снимка необходимо в оценочном режиме найти стандартную экспозицию и сделать непосредственно снимок. Просмотр необходимо переключить в режим отображения гистограммы, желательно поканально. Если на гистограмме справа имеется запас, то ровно на это пустое место необходимо сдвинуть экспозицию. Если гистограмма равномерно заполняет весь график и справа есть пересветы, нужно оценить важность деталей в этих пересветах и при необходимости сдвигать гистограмму влево. При этом картинка в целом станет темной, но благодаря этому на этапе постобработки будут сохранены детали в светах. Решайте сами исходя из ситуации, что именно изменять: выдержку или диафрагму, но не ISO и об этом я еще скажу ниже. Далее необходимо сделать еще пробный снимок и убедиться в отсутствии пересветов.
Честно говоря, для целей настройки экспозиции методом ETTR больше подходит режим LiveView, так как делать несколько пробных кадров я не считаю разумным. Чтобы отобразить гистограмму на экране, необходимо в камерах Canon включить настройку Имитация экспозиции в Разрешена.
Нужно ли переключать режим экспозамера? - Нет. В режиме LiveView работает оценочный режим замера экспозиции, где в качестве датчика экспозамера выступает непосредственно сама матрица.
Но как же быть с нагревом матрицы в режиме LiveView? Ведь это же ведет к повышению шума? Да, но никто не агитирует снимать через LiveView. Этот режим необходим, чтобы проконтролировать гистограмму и переключиться снова в режим видоискателя.
А теперь затронем основную проблему камерной гистограммы и функции отображения пересветов - картинка не соответствует реальному положению дел в RAW, так как информация берется из jpeg-превью или изображения на экране в режиме LiveView, а значит применяется баланс белого и контраст, тогда как реальные RAW-данные имеют большой разбаланс в каналах, вследствие разницы их чувствительности. Вспоминаем, что фотодиоды сенсора покрыты фильтрами Байера, где зеленых в два раза больше чем синих или красных фильтров. И фактически сенсор видит 18% серую карту с зеленоватым оттенком. Разумеется этот оттенок с изменением окружающей цветовой температуры изменяется. Баланс белого представляет из себя указание препроцессору использовать определенные множители для красных и синих датчиков. Например, для дневного света множители могут быть такими: R x 2.132483; G x 1.000000; B x 1.480864; а для Вольфрамовой лампы R x 1.392498; G x 1.000000; B x 2.375114.
Подробнее об этом можно почитать у Алексея Тутубалина, внизу статьи приведены ссылки. В частности в статье наглядно показано, что при дневном свете камера может не показывать пересветы, тогда как зеленый канал вполне может иметь клиппинг в светах, и наоборот, при лампах накаливания, камера может показать пересвет, тогда как в действительности есть еще запас.
Продемонстрирую проблему на примере. Сделал снимок в пасмурную погоду, по времени около полудня, в полуавтоматическом режиме, с приоритетом диафрагмы, с оценочным экспозамером:
Снимок темноватый, и камера Canon EOS 5D Mark III считает, что это нормально. Ок, на гистограмме видно, что есть полтора стопа справа, которые можно задействовать с пользой. Но сперва поглядим, что скажет про этот снимок RawDigger:
Обратите внимание как положение зеленого канала отличается от того, что показывает камера. Разбаланс красного (или синего) и зеленого в 1 стоп! Ок, я знаю, что 3 стопа у меня должны быть в запасе и я поднимаю экспозицию на 1,5 стопа за счет выдержки, т.е была 1/200, стала 1/60.
И вот тут начинает мигать подсветка пересвеченных областей. Детали в подсвеченных областях меня мало волнуют, поэтому оставляю этот кадр. Предполагаю, что это зеленый канал выпал в клиппинг, хотя на гистограмме в камере в зеленом канале вроде бы наблюдается запас в четверть стопа. Смотрим гистограмму этого снимка в RawDigger.
Сразу хочется сказать, что насыщение на сенсоре 5D Mark III наступает на значениях 13416 для диафрагм <=2.8 и 13235 для более закрытых диафрагм. Я вижу, что зеленый канал имеет значение насыщения, то есть клиппинг. Ок, выделяю область, в которой происходит подмигивание на камере и гляжу гистограмму этого участка.
Правый крайний пик в зеленом канале и есть клиппинг. Но еще раз повторюсь, меня не волнуют детали в этих участках. А теперь хочется понять, а есть ли эффект от этих танцев с бубном. Я увеличил экспозицию на 1.66 стопа в лайтруме у первого снимка и сравнил тени. Слева - до, справа - после (т.е. с ETTR).
Эффект есть. Но продолжим далее. Как же бороться с некорректным отображением гистограммы в камере. Замечу, что мигалка пересветов вполне корректно сработала.
В качестве половинчатого решения может служить использование специального баланса белого - UniWB. Суть заключается в том, чтобы использовать множители красного и синего близкие к 1. Для этого создается снимок специально заготовленной мишени с откалиброванного экрана компьютера. И этот снимок можно использовать в качестве пользовательского баланса белого. В результате снимки все будут зеленоватые, то есть будет утрачена возможность использовать баланс белого "As shot", но с другой стороны будет относительно честное представление о балансе в каналах, а значит пересветы будут уже под контролем. Также рекомендуется дополнительно к UniWB использовать низкий контраст картинки, задаваемый в настройках.
Удобство такого подхода, конечно, стоит под вопросом, но когда стоит задача выжать из камеры все и даже больше, метод вполне применим. В условиях неменяющегося освещения UniWB можно использовать для нахождения экспозиции по методу ETTR, а далее, настроив камеру, переключить баланс белого обратно в авто или соответствующий условиям съемки.
Для пользователей некоторых камер Canon можно использовать альтернативную прошивку Magic Lantern, в которой реализован просмотр гистограммы будущего RAW-файла (именно RAW, а не jpeg-превью).
А что делать, если нет времени на оценку гистограммы, а использование UniWB нежелательно, например, когда исходники необходимо оперативно передавать заказчику?
Здесь может помочь знание запаса в светах. Необходимо провести исследования своей камеры с помощью программы RawDigger. Методику оценки запаса в светах можно почитать у автора RawDigger - Алексея Тутубалина. К примеру, зная, что запас в светах при дневном свете равен в 3 стопа, можно замеряться экспонометром на светлом объекте, где детали уже не имеют важного значения и увеличивать экспозицию на 3 стопа. В результате все важные детали в светах будут проработаны. При этом в низкоконтрастных сценах картинка будет светлой.
Использовать ETTR нужно с осторожностью, поскольку очень сложно контролировать границу пересветов. Осталось ответить на последний вопрос:
Когда следует использовать ETTR, а когда не стоит?
Вроде бы ETTR применим везде и всегда. Но я не случайно подметил, что для ETTR нет смысла поднимать ISO. Например, у нас есть в кадре ландшафт в облачную погоду, и матричный экспозамер показывает 1/100, f/11, ISO400. А на гистограмме мы видим, что есть пустой стоп в светах. Нет смысла поднимать ISO, поскольку повышение шума сделает бессмысленным использование ETTR. Лучш увеличить выдержку, если есть возможность съемки со штатива. В сущности, как только ISO превышает рабочие значения (100-200), ETTR использовать бессмысленно.
В условиях высококонтрастной сцены нужно определиться, что считать важными деталями в светах и чем можно пожертвовать. В таких условиях, использование ETTR часто приводит к темным изображениям, которые далее доводят до ума в RAW-конвертерах.
К сожалению, на данном этапе развития можно говорить о том, что ETTR пригоден в условиях наличия достаточного времени на эксперименты. В любом случае, метод ETTR при корректном подходе позволяет получить более качественные изображения.
Дополнительные материалы:
Баланс белого у цифровых камер: проблемы и проблемы
UniWB: установка на камере и результаты использования
Калибровка экспонометра цифровой камеры
Удачи! Да пребудет с вами Светосила!