Mengenal Dynamic Range

Dynamic Range ( Fotografi )

Dynamic range sensor dalam fotografi - pengaruh dynamic range dalam fotografi

Dynamic range adalah istilah yang dipakai di berbagai bidang untuk menjelaskan rasio sekumpulan bilangan dari nilai terbesar dan terkecil. Ukuran yang dipakai adalah rasio, base-10 (decibel), base-2 (doubling, bits dan stops).

Mata manusia memiliki rentang dinamis visual yang sangat tinggi. Mata dapat melihat obyek di siang hari dan obyek yang teriluminasi 1/1.000.000.000 nya dengan jelas, walaupun untuk itu mata membutuhkan waktu penyesuaian. Hingga saat ini, peralatan elektronik masih belum dapat mendekati rentang dinamis visual manusia, sebagai contoh, layar LCD yang bermutu memiliki rentang dinamis 1000:1 (contrast ratio adalah nama komersial rentang dinamis, yang berarti kapasitas rasio luminasi antara nilai maksimum dan minimumnya), beberapa sensor CMOS muktahir saat ini memiliki rasio 11.000:1.

Eksposure sebagai tingkat visibilitas

Pada bidang fotografi, Rentang dinamis adalah rasio rentang luminasi cahaya yang dapat direkam sensor kamera dari seluruh rentang luminasi cahaya subyek. eksposure pada tingkat iluminasi yang sama di atas di atas focal plane dapat menghasilkan foto dengan efek luminasi yang berbeda karena respon sensor kamera yang berbeda pada nilai ISO ratingnya. Efek luminasi itu juga disebut pajanan, sebutan populer lain adalah imposure atau light value atau brightness value atau level of exposure atau exposure altitude atau exposure range yang menunjukkan tingkat visibilitas subyek fotografi.

Sunflower image Histogram of Sunflower image Rentang dinamis sensor kamera digital dipetakan menjadi sebuah grafis histogram.[1] Sumbu axis horisontal merupakan deret logaritmik dari nilai luminasi relatif yang terekam oleh sensor kamera. Sumbu ordinat vertikal menunjukkan nilai pajanan beserta nilai tonalnya dari masing-masing piksel warna foto pada setiap tingkat luminasi yang terekam.[2] Relasi antara pajanan dan tonal ditetapkan menurut rumus Luma (Rec. 601 luma co-efficients). di mana: Y adalah nilai pajanan R adalah nilai tonal warna merah G adalah nilai tonal warna hijau B adalah nilai tonal warna biru Pseudo-HDR imaging Pseudo-HDR adalah teknik citragrafi yang memetakan (tone mapping) tiap nilai tonal di sepanjang rentang luminasi ke arah mid-tone tanpa melakukan penyambungan sumbu luminasi (stacking). Subyek fotografi yang mempunyai rentang luminasi yang lebih lebar daripada kapasitas rasio kontras yang dimiliki oleh sensor kamera selalu mempunyai area dengan nilai tonal yang under-imposed. Pada histogram, area ini dapat dikenali garis grafik yang mendatar di batas atas sumbu ordinat dan mempunyai pajanan maksimum, namun: under-exposed pada batas minimum (black point) rentang luminasi sisi shadow over-exposed pada batas maksimum (white point) rentang luminasi sisi highlight sekedar under-imposed di sembarang nilai luminasi karena memiliki nilai pajanan atau tonal yang maksimal atau melebih batas atas sumbu ordinat Sebagai contoh, langit yang berwarna biru tampak sebagai warna putih karena intensitas warna yang tinggi atau, subyek dalam remang cahaya terlihat sebagai warna hitam karena intensitas warna yang sangat rendah. Sebuah warna dengan panjang gelombang 600nM dengan intensitas/radian tertentu, dapat terlihat sebagai warna putih pada ISO rating yang tinggi dan terlihat sebagai warna hitam pada ISO rating yang rendah. Pada tabel berikut dapat terlihat bahwa rentang linear EV bersifat logaritmik terhadap luminasi. Exposure value vs. luminance (ISO 100, K = 12.5) and illuminance (ISO 100, C = 250) EV Luminance, cd/m2 Illuminance, lx −4 0.008 0.156 −3 0.016 0.313 −2 0.031 0.625 −1 0.063 1.25 0 0.125 2.5 1 0.25 5 2 0.5 10 3 1 20 4 2 40 5 4 80 6 8 160 7 16 320 8 32 640 9 64 1280 10 128 2560 11 256 5120 12 512 10,240 13 1024 20,480 14 2048 40,960 15 4096 81,920 16 8192 163,840 Rentang iluminasi logaritmik dipetakan menjadi sekitar 13,5 stops dan pada 14 bit ADC (Analog to Digital Converter) menjadi 16.385 deret.[3] Pseudo-HDR hanya membutuhkan 1 foto induk dan menghasilkan foto dengan rentang luminasi yang sama lebar. High dynamic range imaging High dynamic range imaging adalah teknik citragrafi dengan penyambungan stacking beberapa sumbu luminasi untuk mendapatkan seluruh nilai tonal dari rentang luminasi subyek yang mempunyai rasio kontras yang lebih lebar dan kontinu. Untuk menghasilkan foto HDRI, digunakan teknik exposure bracketing dengan sampling ev, misalnya pada -4ev, -2ev, 0ev, +2ev, +4v. Hasil berupa beberapa foto kemudian digabungkan dengan algoritma exposure stacking menjadi sebuah foto dengan rentang dinamis yang lebih lebar. Pada histogram, foto ini memiliki sumbu axis lebih lebar daripada foto-foto induknya. Algoritma exposure stacking memerlukan 2 buah foto induk, masing-masing mempunyai histogram dengan sekitar 1/3 sisi: shadow pada nilai pajanan 0 untuk mendapatkan nilai mid-tone subyek tergelap highlight pada nilai pajanan 0 untuk mendapatkan nilai mid-tone subyek terterang guna memperbaiki kurva tonal area under-exposed dan over-exposed. Photographs –4 stops –2 stops Photographs +2 stops +4 stops Merged to HDR then reduced to LDR Simple contrast reduction Local tone mapping inpo : http://agoeztdoank.blogspot.com/2011/03/mengenal-dynamic-range.html