High Dynamic Range (HDR) è un metodo di cattura e riproduzione delle immagini che permette la visualizzazione di grandi differenze di luminosità e contrasto. La tecnologia offre immagini di qualità brillante che appaiono particolarmente realistiche.
Un'immagine HDR può essere scattata con una macchina fotografica speciale, generata come un grafico 3D o da una serie di esposizioni di foto che hanno solo una bassa gamma dinamica (LDR = Low Dynamic Range). Per la visualizzazione sono necessari dispositivi speciali, dato che le immagini HDR non possono essere mostrate direttamente su monitor e display convenzionali. In questi casi, deve prima avvenire una conversione in LDR, in cui i contrasti di luminosità sono ridotti. Questo è chiamato tone mapping o compressione dinamica. Il processo High Dynamic Range aiuta ad evitare la sottoesposizione e la sovraesposizione e a visualizzare meglio i singoli dettagli dell'immagine.
Principio funzionale di High Dynamic Range
Nelle normali immagini digitali, i tre canali di colore rosso, verde e blu hanno 256 livelli di luminosità ciascuno - equivalenti a 8 bit. Spesso questo non è sufficiente per riprodurre adeguatamente le differenze di luminosità e di contrasto. Gli schermi convenzionali, ma anche i supporti di stampa, non possono produrre profondità di colore più elevate, motivo per cui sono stati praticamente inutilizzati fino ad ora.
La gamma dinamica di una macchina fotografica è descritta come il rapporto tra la più grande e la più piccola luminanza, di solito in un rapporto di 10.000:1. A seconda delle condizioni di illuminazione, tuttavia, la gamma dinamica può essere notevolmente più alta. L'occhio umano è in grado di percepire le condizioni di luce in quasi dieci ordini di grandezza. Un'immagine HDR può catturare e riprodurre meglio la gamma naturale di luminosità, anche se viene mostrata solo su un display convenzionale.
Generazione di immagini con il processo HDR
Sono già sul mercato le prime fotocamere speciali con sensori d'immagine che possono generare un'alta gamma dinamica. Tuttavia, sono molto costosi e non possono coprire completamente tutti gli scenari di luce naturale. Qui, lo sviluppo tecnico non è ancora completo.
Un'altra possibilità è quella di creare immagini HDR per mezzo di una serie di esposizioni da diversi scatti. In questo caso, una parte del motivo è esposta correttamente in ogni singola immagine. Il software crea poi un'immagine High Dynamic Range dai singoli scatti. Questa procedura è già possibile con le normali fotocamere digitali e smartphone. Il prerequisito per un risultato ragionevole è che il motivo non si muova tra i singoli scatti.
La terza possibilità è il rendering HDR (HDRR) e si riferisce alla computer grafica. Qui, la gamma dinamica e la precisione dipendono dalle prestazioni della scheda grafica di un computer. L'HDRR ha senso soprattutto quando si creano giochi per computer, dove ci sono cambiamenti più frequenti tra scene scure e chiare dell'immagine.