Dolby JPEG HDR: zdjęcia o dużej rozpiętości dynamicznej dla każdego

Dolby Laboratories rozszerza możliwości standardu JPEG, o zapis obrazu o duzym zakresie dynamicznym (HDR). Na korzyść formatu JPEG-HDR przemawia wsteczna kompatybilność z każdą przeglądarką i programem, który potrafi wyświetlić pliki JPEG.

Fotografia HDR kiedyś była domeną entuzjastów. Obecnie wkracza pod strzechy w postaci licznych funkcji HDR-podobnych w aparatach i smartfonach. Zamiast łączyć żmudnie fotografie na komputerze w dedykowanej aplikacji, wystarczy zrobić serię fotek, a procesor aparatu sam je poskłada i zapisze jako HDR.

Często bywa tak, że tryby HDR to jedynie pseudo-HDR, które wykorzystuje pojedyncze zdjęcie poddane programowej obróbce. Daleko im do zwykłego HDRa. Czasem jednak taki pseudo-HDR jest realizowany sprzętowo (np. funkcja Active D-Lighting w Nikonie), co daje zadowalające rezultaty.

HDR naśladuje zdolność ludzkiego oka do szybkiej adaptacji do różnych warunków oświetleniowych.

Zdjęcie HDR pokazuje szczegółowo zarówno bardzo jasne obiekty, np. silnie oświetlone przez słońce, a także ciemne, np. w cieniach. Najlepszym przykładem jest zdjęcie witrażu w kościele. Niezależnie jednak od tego jak powstanie plik HDR musi być on potem zapisany.

W większości przypadków fotografie o dużym zakresie dynamicznym zapisywane są jako pliki JPEG. Aby zachować efekt dużej rozpiętości dynamicznej (zwykle 16 bitów i więcej) konieczne jest mapowanie kolorów. Tracimy przez to rzeczywisty zakres dynamiczny, który ściśnięty został do 8 bitów w JPEGu. Można oczywiście skorzystać z formatów, które pozwalają na zapis w 16 bitach i więcej, ale żaden z nich nie jest tak rozpowszechniony i wygodny w użyciu jak JPEG.

Zakres dynamiczny zdjęć, które można zapisać za pomocą JPEG-HDR odpowiada 16 EV (lub działkom przysłony). Prezentacja JPEG-HDR na tablecie z Androidem.

Dolby Laboratories postanowiło zatem nie tworzyć nowego formatu, a rozszerzyć specyfikację JPEG o możliwość zapisu danych HDR. I tak powstał JPEG-HDR. Przewaga tego formatu nad innymi, niekompatybilnymi z JPEG, jak JPEG XR Microsoftu, polega na tym, że są to zwykłe pliki JPEG.

Dodatkowe dane, które odpowiadają za informacje o dużym zakresie dynamicznym umieszczono w metadanych. Metadane nie są konieczne do wyświetlenia zdjęcia i jeśli aplikacja ich nie rozumie po prostu je pomija. Do metadanych zaliczają się np. informacje EXIF.

Nawet pojedyncze zdjęcie ma większą dynamikę niż to co potrafi pokazać plik JPEG.

Dowolna przeglądarka odczytująca format JPEG zobaczy obraz JPEG-HDR jako zwykły plik JPEG z 256 (8 bitów) odcieniami dla każdego koloru RGB. Duży zakres dynamiczny jest tu zamarkowany przez mapowanie kolorów. Natomiast program, który rozumie format JPEG-HDR będzie mógł przetworzyć dodatkową informację, która daje ponad milion i więcej odcieni (20 bitów) dla każdego z kolorów RGB.

Oznacza to, że otrzymamy obraz z o wiele bogatszym zakresie dynamicznym, który zdaniem Dolby odpowiada dokładnie temu co postrzega ludzkie oko. Według danych Dolby dodatkowa głębia kolorów zwiększa rozmiar pliku jedynie o 25%.

Zalety Dolby JPEG HDR - kompatybilność, niewielki rozmiar pliku, obróbka w aparacie. 

Problemem pozostaje wyświetlanie tego typu plików. Przeciętny monitor lub wyświetlacz w tablecie poradzi sobie co najwyżej z wyświetleniem jednocześnie 256 odcieni (8 bitów) dla każdego z kolorów RGB. Co więc z dodatkowymi kolorami?

Z opisu technologii Dolby wynika, że aplikacja dekodująca obraz JPEG-HDR powinna poradzić sobie z dostosowaniem wyświetlania obrazu do aktualnych możliwości wyświetlacza. A dzięki temu, że informacja o dużym zakresie dynamicznym nie jest tracona, JPEG-HDR sprawdzi się w przyszłości, miejmy nadzieję nieodległej, gdy powszechne staną się wyświetlacze o większej dynamice kolorów.

Dotykowy interfejs pozwala na szybki wybór fragmentu zdjęcia, który chcemy zobaczyć z maksymalną dostępną dynamiką.

Dolby z pewnością będzie chciało zyskać na JPEG HDR. Nawet jeśli dekoder będzie darmowy, to prawa do zapisu w tym formacie producenci aparatów będą musieli prawdopodobnie licencjonować.

Na targach MWC 2012 w Barcelonie zalety technologii Dolby JPEG HDR prezentował Qualcomm. Wyboru mobilnej platformy dokonano nie bez powodu. W przypadku tych urządzeń bardzo duży nacisk kładzie się na wygodę i automatyzację fotografowania - przypomnijcie sobie ostatnio opisywany Scalado Remove.

Naszym zdaniem zwykłe aparaty cyfrowe mogłyby zyskać na zastosowaniu JPEG HDR. Przecież procesory i sensory w tych urządzeniach z każdym rokiem są również coraz wydajniejsze. Możliwość wykonywania prawdziwych zdjęć HDR bez konieczności dodatkowej obróbki poza aparatem to dla wielu fotografujących byłaby kusząca propozycja. Sądzimy, że wkrótce technologia ta zostanie zaimplementowana w kompaktach ze średniej półki.

Więcej o technologiach stosowanych w fotografii i wideo:

• Scalado Remove usunie przechodniów ze zdjęć w smartfonie
• Adobe Photoshop wyostrzy poruszone zdjęcia - konferencja Adobe MAX 2011
• Autofocus jeszcze lepszy dzięki pomysłom naukowców
• vReveal: GPU wyeliminuje drgania z nagrań wideo

Źródło: CNET