23 创建HDR全景图[仅限ptgui Pro]

创建HDR全景图[仅限ptgui Pro]

什么是HDR？

摄影的一个重要限制是动态范围：在阳光明媚的日子里，阴影中的物体和被阳光照射的物体之间的对比度通常太高，以至于相机无法在一张照片中捕捉到。在长时间曝光时，阴影细节将可见，但图像中的明亮区域（如天空）将过度曝光，通常是完全白色的。通过缩短曝光时间，明亮的区域将被正确地曝光，但较暗的物体将完全变黑，或淹没在图像噪声中。这一限制在全景摄影中尤其明显，因为全景摄影捕捉到更宽的场景，并且更可能包含高光和阴影。

高动态范围（HDR）摄影试图通过将同一场景的多张不同曝光照片（所谓的“包围”曝光）组合到一张图像中来克服这一限制。这样的组合图像具有更高的动态范围，通常存储在每个通道32位的图像文件中（常规的jpeg文件只有8位）。由于计算机显示器和纸张墨水的对比度也受到限制，因此HDR图像在显示前会进行色调映射。色调映射对图像进行局部亮度调整，以减小动态范围，使其适合显示或打印。

另一种创建具有高动态范围的场景的可显示图像的方法称为曝光融合。这个过程类似于HDR成像，但它直接从包围的曝光创建色调映射图像，跳过了生成实际高动态范围图像的步骤。如果人们只对最终色调映射图像感兴趣，那么曝光融合是真正的HDR成像的更简单的选择。

ptgui Pro为HDR成像提供了广泛的支持：

• 将包围曝光拼接到HDR全景图中
• 将HDR源图像拼接到HDR全景图中
• 内置色调映射器，从HDR全景图创建可显示图像
• 将包围曝光直接融合到色调映射全景图中
• 支持以下HDR文件格式：32位浮点TIFF、32位PSD和PSB（仅用于输出）、OpenEXR（.exr）和Radiance（.hdr）

ptgui Pro将创建一个HDR或色调映射全景图的整个过程组合成一个简单的工作流，我们将在下面的教程中展示。但首先，以适当的方式拍摄照片很重要：

拍摄HDR全景

HDR的拍摄是通过拍摄同一物体的多个图像，改变曝光量来完成的。通过只取每个图像的适当曝光部分，将带括号的图像组合到HDR。

在相机中，有三个参数控制捕获的光的数量：曝光时间、光圈（或“f数”）和灵敏度（或“iso值”）。改变光圈不仅会改变捕捉到的光的数量，而且还会改变景深。同样，改变灵敏度（iso）也会改变图像中的噪声量，并且相机的降噪算法可能表现出不同的行为。因此，理想情况下，唯一应该改变的参数是曝光时间。

在ptgui Pro中缝合HDR全景图时，还有另一个要求：每次曝光时，都应覆盖整个全景图。在内部，ptgui Pro通过曝光对源图像进行分组，并为每组相同曝光的图像创建全景图。最后，这些混合全景图（在ptgui Pro中称为“混合平面”）被合并到HDR图像中。如果某个曝光时间只用于一个图像，ptgui Pro会将该单个图像视为一个完整的混合平面。这幅图像将被HDR与另一个混合平面的全景图合并，由于混合平面没有完全重叠，因此达不到理想效果。

此外，ptgui pro还将通过在曝光值中查找重复序列来尝试找出源图像是否被包围曝光。三组包围的图像的曝光时间可能看起来像1/100、1/25、1/400、1/100、1/25、1/400等。

因此，每幅图像都应该在同一组曝光下拍摄，最好以相同的顺序拍摄。大多数单反相机都有一个自动包围功能，这使得这很容易。启用自动包围时，将按顺序拍摄多个图像，曝光时间不同。将相机设置为手动（“M”）模式很重要：在任何其他模式下，自动曝光功能都会调整拍摄的曝光时间，并且在阳光照射下的场景部分将在全景图较暗部分的不同曝光下拍摄。HDR的好处在于，你不必太担心“合适”的曝光，因为包围可以确保所有东西都能正常曝光！

您需要找出在M模式下使用的光圈和曝光时间范围。这可以通过暂时切换到AV模式来完成；选择一个光圈并查看当您将其指向场景中的高光和阴影时相机选择的曝光时间。将相同的光圈设置复制到M模式，并在高光和阴影指示值之间的某个时间点选择曝光时间。

不幸的是，许多数码相机缺少M模式。这使得用小型相机拍摄HDR全景几乎不可能；您可能需要一个SLR相机。

与任何（非HDR）全景图一样，不要忘记锁定相机的白平衡！

建议使用三脚架，但不需要。如果图像是从三脚架上拍摄的，则ptgui可以“链接”图像，从而使每个带括号的集合中的图像完全覆盖。但是，如果图像是手持的，则应禁用链接功能，并且ptgui也将尝试在每个括号集中对齐图像。见下文。

ptgui Pro中的HDR工作流

我们有以下图片：

hdr (1).jpg

这些照片是4组3种不同曝光的照片，摄于日本的恒大山脉。每一组在暴露时间1/80、1/320和1/20秒时。在较暗的曝光中，天空被适当地曝光，而较亮的图像则为前景曝光。

我们启动ptgui Pro，加载所有源图像并按Align Images。ptgui检测到图像是包围的曝光（因为曝光时间遵循重复模式：1/80、1/320、1/20、1/80、1/320、1/20等），并询问我们是否要链接包围的图像。链接源图像被视为一个单一的图像：图像将得到相同的偏航，俯仰和滚动和他们的控制点组合。然而，在这种情况下，图像是手持拍摄的，可能无法精确对齐。因此，我们希望ptgui正确对齐它们，所以我们选择“启用HDR模式，但不链接图像”。

此外，我们可以在“真实HDR”或“图像融合”工作流之间进行选择。真正的HDR工作流程首先从源图像创建高动态范围全景图。接下来，这个HDR全景图是色调映射到一个常规的低动态范围图像适合显示或打印。另一方面，图像融合工作流直接从包围的源图像创建色调映射全景图，跳过中间的HDR全景图。我们将显示两个工作流，从“真正的HDR”开始：

hdr (2).jpg

在分析图像并生成控制点之后，全景编辑器将显示对齐的图像。请注意，全景编辑器显示了扭曲的源图像，还没有合并到HDR。由于包围曝光是堆叠的，所以只有最上面的图像是可见的，在这种情况下是曝光时间最长的图像。通过将全景编辑器切换到“编辑单个图像”模式，可以使用带编号的选项卡检查其他图像。

转到“创建全景”选项卡，输入输出文件名，然后选择exr输出格式。作为输出组件，选择“HDR Panorama”和“Tone Mapped Panorama”：

hdr (3).jpg

接下来，转到“曝光/HDR”选项卡，然后按“色调映射设置”按钮。ptgui将创建最终HDR全景图的小预览。可以在此窗口中调整色调映射设置：

hdr (4).jpg

调整滑块，直到结果令人满意，然后按“确定”将设置保存到项目中。

最后，返回“创建全景”选项卡并按“创建全景”按钮。这将生成两个文件。一个是包含色调映射全景的jpeg文件：

第二个文件是高动态范围.exr全景。它不能直接显示，因为它是一个高动态范围图像，但它可以用于第三方软件中的色调映射或使用从ptgui中的实用程序菜单访问的独立色调映射器。HDR全景图的另一个应用是基于图像的照明。

曝光融合

如果我们只需要一个适合显示或打印的色调映射全景图，而我们对HDR全景图不感兴趣，那么曝光融合工作流是实现这一点的一种更简单的方法。我们可以在Exposure/HDR选项卡中从真正的HDR切换到Exposure Fusion：

下一步按Fusion设置按钮。与色调映射预览类似，这将打开曝光融合全景的小预览，其中可以调整融合设置：

hdr (5).jpg

再次，转到“创建全景”选项卡以创建全尺寸的曝光融合全景。

进一步阅读

对于HDR全景图，可以在一次缝合过程中生成多个输出文件。支持多种HDR文件格式。有关详细信息，请参见 创建全景 选项卡。

色调映射是一个复杂的过程，由多个参数控制。要了解更多关于ptgui色调映射器及其设置的信息，请参阅 色调映射。在曝光融合中阐述了曝光融合算法。

有关链接源图像的详细信息，请参见“图像参数”选项卡。