یکی از مفاهیم جالب در دنیای دوربین و عکاسی، محدوده‌ی دینامیکی یا Dynamic Range است. معمولاً‌ سخن در مورد بالاترین محدوده‌ی دینامیکی است که دوربین دیجیتال یا دوربین گوشی از پس آن برمی‌آید. هر چه محدوده‌ی دینامیکی بالاتر باشد، تفاوت بین روشن‌ترین نقطه و تاریک‌ترین نقطه‌ی تصویر بیشتر است و در حقیقت کیفیت حسگر بالاتر است. عکس‌های HDR نیز به کمک حالت HDR دوربین‌ها تهیه می‌شوند و جزئیات محیطی با محدوده‌ی دینامیکی بالا مثل سایه‌ها و ابرها در روشنایی شدید روز را به خوبی ثبت می‌کنند.

در ادامه با توضیحات بیشتر در مورد محدوده‌ی دینامیکی و مفهوم HDR همراه شوید.

محدوده‌ی دینامیکی صرفاً‌ در عرصه‌ی عکاسی کاربرد ندارد بلکه در عرصه‌ی صدا و ... نیز به کار می‌رود و همیشه به تفاوت بالاترین و کمترین سطوح پدیده‌ها اشاره می‌کند.

چشم انسان قدرتمندتر از هر دوربینی در تشخیص تفاوت سطوح روشنایی است

در عکاسی محدوده‌ی دینامیکی بر حسب Stopها بیان می‌شود. هر پله افزایش محدوده‌ی دینامیکی به این معنی است که سطح روشنایی دو برابر شده است. چشم انسان حدوداً ۲۰ پله‌ی محدوده‌ی دینامیکی را تشخیص می‌دهد و در حقیقت تفاوت بین روشنایی ۱ واحد و روشنایی ۲ به توان ۲۰ واحد را تشخیص می‌دهد. به عبارت دیگر تاریک‌ترین روشنایی و روشن‌ترین حالتی که چشم انسان شناسایی می‌کند از نظر روشنایی حدود ۱ میلیون بار متفاوت هستند و نه بیشتر.

دوربین‌ها از این نظر ضعیف‌تر هستند. به عنوان مثال دوربین پیشرفته‌ و مرغوب Nikon D810 حدود ۱۵ پله افزایش روشنایی را در یک تصویر ثبت می‌کند و نه بیشتر! دوربین‌های معمولی نیز ۱۲ الی ۱۴ پله سطح روشنایی را تشخیص می‌دهند. به همین علت است که حین عکاسی مجبور می‌شویم روی بخش‌های روشن یا بخش‌های تیره تمرکز کنیم و در آن واحد نمی‌توان هر دو بخش را با جزئیات کافی ثبت کرد. به عبارت دیگر برای نمایش بخش‌های تیره می‌بایست پرتوگیری را بیشتر کنیم و به این ترتیب بخش‌های روشن مثل ابرها کاملاً‌ سفید و فاقد جزئیات می‌شوند. عکس آن هم صادق است، اگر ابرها را درست در عکس ببینیم، نقاطی که در سایه هستند کاملاً تاریک و بدون جزئیات خواهند شد. مثل تصاویر زیر:

محدوده‌ی دینامیکی و HDR در عکاسی چیست و چه کاربردی دارد؟

و مشکل بعدی این است که مانیتورها و تلویزیون‌ها مرغوب امروزی هم فقط ۱۰ پله افزایش روشنایی را نمایش می‌دهند و به عبارت دیگر نسبت کنتراست استاتیک یا واقعی که در مشخصات تلویزیون‌ها درج می‌شود، چیزی در حدود ۱ به ۱۰۰۰ است. پرینترها هم وضعیت مشابهی دارند.

حل مشکل محدوده‌ی دینامیکی با استفاده از HDR

در دوربین‌های عکاسی پیشرفته و همین‌طور معمولی و اغلب گوشی‌ها حالتی به اسم HDR وجود دارد. با استفاده از این حالت به جای یک عکس، ۲ یا چند عکس تهیه می‌شود و ترکیب می‌شود. به این ترتیب می‌توان بخش‌های تاریک را از یک تصویر و بخش‌های روشن را از دیگری در یک تصویر ترکیبی مشاهده کرد و این یعنی می‌توان جزئیات نقاط تاریک و روشن را در کنار هم داشت. مقایسه کنید:

محدوده‌ی دینامیکی و HDR در عکاسی چیست و چه کاربردی دارد؟عکس با پرتوگیری کم
محدوده‌ی دینامیکی و HDR در عکاسی چیست و چه کاربردی دارد؟عکس با پرتوگیری زیاد
محدوده‌ی دینامیکی و HDR در عکاسی چیست و چه کاربردی دارد؟محدوده‌ی دینامیکی و HDR در عکاسی چیست و چه کاربردی دارد؟
محدوده‌ی دینامیکی و HDR در عکاسی چیست و چه کاربردی دارد؟عکس HDR
محدوده‌ی دینامیکی و HDR در عکاسی چیست و چه کاربردی دارد؟عکس HDR‌بهینه شده

همان‌طور که در تصویر HDR فوق مشاهده می‌کنید نقاط تاریک و روشن به خوبی نمایش داده می‌شوند اما آبی آسمان آن طور که باید و شاید زنده نیست. تصویر HDR بهینه شده به کمک یک نرم‌افزار ساخت تصاویر HDR تولید شده است که الگوریتم‌های بهتری برای بهبود رنگ‌ها دارد و به این ترتیب رنگ‌ها زنده‌تر هستند. در حقیقت در دوربین‌های مختلف و گوشی‌های امروزی، الگوریتم ترکیب تصاویر پیچیده‌تر و بهینه‌تر است و همه‌ی محصولات کیفیت یکسانی ندارند.