idemdesign

Latitude de exposição ou range dinâmico é a quantidade de tons entre as altas luzes e as áres de sombra que um determinado sensor pode capturar. As câmeras digitais atuais possuem um uma latitude próxima a das câmeras convencionais à filme.

Algumas cenas, como naquelas onde há altos contrastes, o range dinâmico da cena pode exceder a capacidade de captura da máquina, causando perda de detalhes nas sombras ou nas altas luzes. Embora seja possível tratar as imagens para escurecer as áreas de altas luzes, não é possível restaurar um detalhe que não foi capturado pela câmera.

A imagem à esquerda foi superexposta, causando a perda de detalhe nas pétalas da flor. A mesma imagem com exposição correta exibe muito mais detalhes na flor.

Para lidar com cenas de alto contraste, pode-se utilizar o recurso "burst" (se disponível). Esse recurso faz automaticamente fotos adicionais de uma cena com exposições acima e/ou abaixo dos valores recomendados pela máquina. Posteriormente, com o auxílio de softwares de edição de imagens, pode se mesclar as imagens em uma com os melhores detalhes de cada uma delas. Caso o burst não esteja disponível, esse procedimento pode ser feito manualmente, com uma fotografia para capturar detalhes de sombras e outra para áreas de altas luzes (de preferência com auxílio de um tripé).

Histograma

O principal recurso para avaliar a exposição de uma imagem é o histograma. O histograma nada mais é do que um gráfico de colunas que exibe a quantidade de pixels (y) por luminosidade da imagem (x). A origem do eixo x representa a ausência de luminosidade (0 - preto) e o seu extremo a luminosidade máxima (255 - branco).

Como mencionado anteriormente, os sensores registram apenas luminosidade, por isso o histograma representa a distribuição de pixels na latitude tonal de uma escala de cinza. A partir do histograma é possível checar se as altas luzes estão sendo transformadas em branco puro ou se as sombras estão sendo capturadas como preto puro.

Histograma da imagem. A área mais à direita representa as altas luzes (pétalas) enquanto as da esquerda representam as sombras (folhagem).

Avaliação do histograma

Interpretar o histograma corretamente é essencial para capturar uma boa imagem. O principal indício de que há perda de detalhes é quando o gráfico "estoura" o eixo x, ou seja, há uma grande quantidade de pixels nos extremos dos eixos.

A imagem abaixo exibe uma foto onde há perda de detalhes nas sombras (subexposição). Nota-se que os pixels estão concentrados à esquerda, inclusive com uma grande concentração deles no extremo do eixo (preto puro sem detalhes).

Imagem subexposta.

A mesma imagem com uma exposição mais adequada exibe uma dispersão maior dos pixels ao longo do eixo da luminosidade, indicando que a imagem está balanceada. Nota-se a pequena quantidade de pixel nos extremos do histograma, indicando que há pouquíssimas áreas capturadas como totalmente preto ou totalmente branco.

Imagem com boa exposição.

A imagem abaixo, ao contrário da primeira, exibe uma grande concentração de pixels à direita, muitos deles capturados como totalmente brancos. As únicas luzes passíveis de ser capturadas como totalmente brancas são as luzes especulares (reflexos de luz em metais polidos, por exemplo).

Imagem superexposta.

A partir do histograma também é possível examinar outros detalhes da imagem, como a posterização (pouca variação tonal, causando transições abruptas), desde que a mesma não seja sutil. A imagem acima (exposição normal), exibe um alto grau de posterização no céu, isso é visível pelas grandes concentrações de pixels com pouca variação tonal (picos do gráfico). No entanto, no histograma da câmera não é possível examinar níveis de ruído digital ou superexposição de canais individuais (RGB). Para analisar esses casos, deve ser feita a análise por meio de softwares de edição, como o Photoshop.

Uma regra geral para se obter o melhor histograma possível é maximizar o uso da região direita do gráfico, sem extrapolar para o branco total. Isso se deve ao fato de que o range dinâmico da maioria das câmeras digitais está em torno de entre 5f e 6f (f-stops). Considerando o valor 5f e uma captura de 12 bits (4096 valores tonais por canal) o natural seria distribuir esses tons igualmente por todo o histograma, resultando em cada região com 850 tons (4096/5). No entanto, a sensibilidade dos sensores faz com que 2048 tons estejam disponíveis apenas na primeira região (mais brilhante - direita), representando metade da variação tonal possível de ser capturada.

O comportamento geral dos valores f (discutidos na página anterior) indica que a cada valor f alterado para menos (abertura menor - mais escuro), diminui a quantidade de luz pela metade. Como os sensores de imagem são dispositivos lineares, isso se traduz em metade dos valores tonais possíveis. Assim o primeiro f-stop terá 2048 valores possíveis, enquanto o segundo terá 1024, o terceiro 512, o quarto 256 e o quinto e último terá apenas 128 tons possíveis (por canal).

Assim, checando o histograma e garantindo que não há grandes espaços vazios à direita do histograma, para a maioria das condições, se maximiza a informação captada pela câmera. Contudo há situações em que essa não é a melhor técnica, por exemplo, para motivos que se movem rapidamente ou fotografias sem tripé com baixa iluminação.

É necessário ressaltar também que não há uma forma perfeita de histograma para todas as imagens. Se uma cena possui objetos escuros, é natural que haja uma concentração de pixels à esquerda do histograma (no entanto, não devem ser totalmente pretos), e vice-versa.

Bibliografia

EISMANN, k.; DUGGAN, S.; GREY, T. Real World Digital Photography. Peachpit Press, 2004.
FCUP-ESAS. Manual de Fotografia Digital. Faculdade de Ciências da Universidade do Porto, 2008.
HARRELL, T.W. M. Curso Básico de fotografia. Universidade Federal de Uberlândia, 2002.
SONY. Manual da Cybershot DSC H50, 2008.