Qué es HDR o fotografía de Alto Rango Dinámico

• Alberto Bouzón


• 20 Nov 2015

Unas de las técnicas que más ha revolucionado el mundo de la fotografía es el HDR. Y no solo lo ha revolucionado por el tipo de resultados que genera, sino por la gran controversia que ha generado su uso, con una gran cantidad tanto de detractores como de admiradores.

Este es el primero de dos artículos donde desvelaremos todos los secretos para producir HDR de calidad: la toma de las fotografías que compondrán el HDR, su creación y el postprocesado. Acompáñanos y aprenderás todos los secretos de la fotografía HDR y a cómo conseguir estas imágenes que tanto te gustan y que piensas, nada más lejos de la realidad, que son tan complicadas de realizar.

¿Qué es la fotografía HDR?

La fotografía HDR, por definición y traduciéndolo del inglés, significa fotografía de Alto Rango Dinámico (es un acrónimo de High Dinamic Range). Resumiendo mucho, es intentar “meter” en una fotografía más rango de luz que el sensor de nuestra cámara es capaz admitir. Así crearemos imágenes que se aproximan en gran medida a las características de nuestra visión e incluso en algunos casos es capaz de superarla.

Una fotografía HDR pura y dura es una imagen generada por diferentes tipos de programas, mezclando y extrayendo información de una serie de fotografías con diferentes valores de exposición de una misma escena y realizadas con tal fin. Esa imagen HDR tiene una profundidad de 32 bits, que son cuatro veces más que un archivo JPG (8 bits) y el doble que un fichero RAW (16 bits). Pero, además, hay que tener en cuenta que los valores a los que nos referimos son de tipo exponencial, por tanto la diferencia de información entre unos y otros son enormes.

Quizás el tema de la profundidad de bits de una imagen merezca un artículo totalmente independiente, pero para ilustrar este artículo comentaré que una imagen de 16 bits contiene (o puede contener) 65.536 tonos y una imagen de 32 bits contiene nada más y nada menos que 4.294.967.296 tonos.

Número de BITS	Número de Colores
28	256
216	65.536
232	4.294.967.296

¿Y qué se puede hacer con tanta “información”? Pues se pueden hacer fotografías con degradados de colores mucho más finos, con menor cantidad de ruido y con una riqueza tonal mucho más elevada, eso sí, siempre que se trabaje de la forma correcta.

En un primer momento, como no hay monitor ni impresora que sea capaz de reproducir tal cantidad de información, lo que nosotros apreciamos a través de nuestras pantallas es una imagen aparentemente con una exposición incorrecta, muy subexpuesta y unos colores que dejan mucho que desear. Es lo que yo llamo una “foto fea” pero, como en el cuento del “Patito Feo”, tras procesarla se convertirá en una hermosa fotografía.

Este proceso de conversión se consigue gracias a diversas técnicas realizadas con estos mismos programas (o de terceros). Para ello tendremos que convertir esa imagen HDR en una fotografía con menor profundidad de bits, extrayendo de la gran cantidad de información que contiene la que es de mayor calidad o aquella que más nos interesa desde el punto de vista artístico.

Esta imagen, que ya es reproducible por cualquier impresora o monitor, podemos trabajarla y post-procesarla como con cualquier otra fotografía. Y, aunque esto lo explicaremos más adelante, esto que acabamos de comentar es uno de los fallos que más se cometen con este tipo de fotografía, es decir, acabar el proceso con la conversión y no postprocesar la fotografía resultante para conseguir una imagen mucho más agradable.

¿Qué no es una fotografía HDR?

Dicho todo esto, ¿qué no es una fotografía HDR? Y esto no es una opinión sino un hecho (y vamos generando debate): una fotografía compuesta de varias imágenes con diferentes exposiciones en las que a través de Photoshop se van seleccionando las zonas con las exposiciones que personamente entendemos como correctas y desechando las zonas que no nos interesan para la imagen.

¡Ojo! No digo que no sea una técnica correcta o incorrecta, incluso no voy a negar que se consiguen resultados espectaculares y se amplía el rango de luces que “cabe” en la fotografía, que parece que es lo que define una fotografía HDR.

Vemos un fotomontaje de dos fotografías con diferentes exposiciones para conseguir una con una exposición de mayor Rango Dinámico:

Esta técnica no es un HDR porque no se genera una imagen de 32 bits, que contiene exponencialmente mucha más información tonal que una fotografía realizada con la técnica antes comentada.

La fotografía que presento a continuación fue realizada apenas unos segundos después utilizando la técnica HDR con siete exposiciones diferentes.

Se puede observar la diferencia de matices y los degradados de luces y de colores.

Tampoco es una fotografía HDR aquella que se consigue con una sola fotografía en formato RAW, a la que se le aplican diferentes valores de revelado, para obtener aparentemente fotografías con diferentes exposiciones, aunque las someta a programas para obtener una imagen de 32 bits.

En esta foto los tres fotogramas tienen el mismo tiempo de exposición de 1/1250 (es la misma imagen repetida tres veces),
pero cada uno se ha revelado de un modo diferente excepto la imagen central, que se ha dejado tal cual.

En este caso, aunque la premisa de obtener una imagen de 32 bits sí se ha cumplido, la información de la que proviene es la misma, por mucho que se haya revelado. Es como si primero cortáramos la información en porciones y después la volviéramos a estirar.

Photomatix intenta crear la imagen HDR de 32 bits pero detecta en los EXIF que se trata de la misma fotografía.

A consecuencia de esto obtendríamos en la mayoría de las ocasiones la típica imagen que a veces se llama falso HDR y que contiene gran cantidad de ruido digital, halos y hasta banding de color (esas franjas de diferentes tonos donde no existe un degradado fino de los mismos) en zonas concretas de la imagen donde el programa de generación del archivo HDR se ha tenido que “inventar” información para rellenar los espacios.

Los programas son capaces de crear cada vez mejores HDR. Sin embargo, no dejan de ser falsos HDR, es decir, una fotografía de 16 bits a la que se le hace el mapeo de tonos y en la que puedes encontrarte con algunos defectos.

Entonces, ¿qué necesito para obtener una fotografía HDR?

Para obtener una fotografía HDR necesitas cumplir los siguientes requisitos:

1. Un conjunto de fotografías (si es RAW mucho mejor) con diferentes exposiciones de una misma escena.
2. Un programa que genere un archivo de 32 bits combinando la información de las fotos anteriores.
3. Un programa que, a través de diferentes técnicas, recomprima la información hasta hacerla reproducible al extraer la información de interés de cada imagen.
4. Postprocesar la imagen. Esto no es obligatorio pero conseguimos resultados mucho más interesantes y agradables.

Fotografía HDR: proceso de captura

En el artículo de hoy nos vamos a centrar en el primer punto de esta lista: tomar la serie de fotografías con diferentes exposiciones para posteriormente generar el archivo HDR. Para ello, es necesario que conozcamos cómo funciona el exposímetro de nuestras cámaras y los EV (Exposure Value) o pasos de luz. Os recomiendo la lectura de un artículo súper interesante de mi compañero Nardi Bayarri donde se explican muy claramente estas cuestiones.

Triángulo de la exposición: sensibilidad, apertura y velocidad de obturación

Como hemos comentado anteriormente, debemos de tomar fotografías con distintas exposiciones. La exposición de una fotografía depende del conocido triángulo formado por la Apertura, por la Velocidad y la Sensibilidad ISO. Es decir, variando cualquier lado del triángulo conseguimos exposiciones diferentes o similares (ley de la reciprocidad). Sin embargo, para la fotografía HDR debemos variar el tiempo de exposición y evitar cambiar la Apertura, ya que con ello variamos la profundidad de campo de las diferentes tomas. Además, intentaremos trabajar siempre con la ISO más baja posible, ya que al aumentar la sensibilidad aumentamos el nivel de ruido en nuestras imágenes.

Mi consejo es configurar la cámara en modo M (Manual) para tener un control total sobre el triángulo de exposiciones. El exposímetro lo dejo en modo Puntual para poder medir zonas concretas de mi escena y hacerme una idea de las exposiciones que voy a necesitar y la separación en EV de cada una de ellas, como explicaremos un poco más adelante.

Por tanto, para comenzar a tomar las fotografías debemos establecer qué apertura creemos oportuna en función de la cantidad de profundidad de campo que necesitemos y/o la hiperfocal, tal y como nos explica Daniel Santos en otro artículo de este blog.

Personalmente casi siempre uso para la fotografía HDR objetivos grandes angulares. Uno de mis favoritos es el Samyang de 14mm f2,8 (el mío concretamente es el diseñado para vídeo que es T3.1, que no tiene saltos entre los diferentes pasos del diafragma). Con objetivos de gran angular se consigue que la hiperfocal sea más próxima al fotógrafo consiguiendo más cantidad de escena en foco. Suelo trabajar con una apertura f8 con mi gran angular, obteniendo no solo la mayor nitidez, sino que además consigo que la distancia mínima de enfoque sea aproximadamente unos 85 cm, teniendo una profundidad de campo casi infinita.

A continuación, pasamos a establecer la ISO más baja posible para evitar el ruido y procedemos a analizar los tiempos de exposición y la cantidad de fotografías a realizar en función del Rango Dinámico total de la escena y de una serie de factores que analizaremos en breve.

Rango Dinámico de la Escena

Uno de los mayores errores que podemos cometer es aplicar las técnicas de HDR a escenas que realmente no lo son y que se resuelven perfectamente con una sola toma y su revelado posterior. Hoy en día programas como Photoshop hacen milagros con una foto bien expuesta.

Arriba podemos ver tres fotos para un HDR innecesario ya que la escena no tiene tanto rango dinámico y, como se puede ver abajo, con una sola toma bien revelada queda perfectamente resuelta la fotografía.

Para hacernos una idea bastante aproximada del Rango Dinámico de nuestra escena procederemos a medir, con un modo de medición puntual en el exposímetro de nuestra cámara, la velocidad correcta para que las luces más altas estén bien expuestas, y posteriormente haremos lo mismo con las sombras más oscuras. Analizando los valores obtenidos de velocidad máxima (luces) y de velocidad mínima (sombras), podremos conjeturar sobre el rango dinámico total de la escena y los valores máximos y mínimos que nuestro conjunto de fotografías van a necesitar para abarcarlo de la mejor forma posible.

Una vez determinada la máxima y mínima exposición necesarias, deberemos determinar cuántas fotografías son necesarias y la separación de exposición entre la mismas.

¿Cuántas fotos son necesarias y cuál debe ser la separación en EV entre las tomas? 

Una vez conocido el rango dinámico de la escena y los valores mayores y menores de exposición, tan solo hace falta determinar si hay que hacer pocas fotos con mucha separación entre las exposiciones de una a otra fotografía o muchas fotos con menos separación de exposición entre las mismas. En definitiva, como lo que queremos conseguir es abarcar todo el rango de luz de la escena, a menor número de tomas, mayor deberán ser las separaciones de exposición (ev) entre las fotografías y viceversa. Habrá que determinar, por tanto, el número de fotos y la separación de EV de cada una a tenor de lo anteriormente expuesto y sin olvidarnos responder estas cuestiones que son esenciales:

1. ¿Mi cámara (o su sensor, mejor dicho) es capaz de capturar un rango dinámico amplio o es más bien recortado?

Es importante saber esto ya que no es lo mismo una cámara réflex de sensor completo que una pequeña cámara de bolsillo. Con una cámara que tenga un rango dinámico ampliado no hace falta tomar un número de fotos elevado y viceversa.

2. ¿Mi cámara tienen algún modo del “bracketing” u horquillado automático?

Es decir, ¿mi cámara es capaz de configurarse de tal forma que automáticamente cambie el valor de exposición tomando de forma consecutiva varias fotografías? Si la respuesta es sí, deberemos configurar la cámara para que haga este trabajo por nosotros, pero condicionará el número de disparos que se realicen. Si es no, deberemos ir cambiando con ayuda de la ruleta los valores del tiempo de exposición y podremos tomar el número que queramos de fotografías. Eso sí, el trípode ya se hace imprescindible.

En la imagen de arriba vemos la configuración del horquillado automático en la Canon 6D: eliges primero en su menú correspondiente el número de disparos y posteriormente eliges la separación entre exposiciones y el EV de desplazamiento del disparo central sobre la medición realizada por el exposímetro de la cámara, así puedes compensar los disparos más hacia las sombras o más hacia las luces. Muy sencillo y súper configurable.

En la imagen vemos la configuración del horquillado de exposición en la Samsung NX 300M. En esta cámara el ahorquillado sólo tiene la posibilidad de hacer tres disparos. Por tanto, el único parámetro configurable es la separación EVs. entre cada disparo. Del menú seleccionaremos la separación que más nos interese. Cuando vayas a tomar la serie de fotografías puedes compensar la exposición antes de hacer el primer disparo, ajustando la ruleta como siempre, desplazando la serie completa hacia las luces o las sombras, aumentando o disminuyendo automáticamente los tiempos de exposición.

3. ¿Dispongo de tiempo para hacer mediciones y algunas pruebas o tengo el tiempo justo para hacer los disparos?

Si tienes poco tiempo haré un mayor número de disparos por seguridad. Después, con tiempo y delante del ordenador, podrás eliminar alguna fotografía que no te aporte nada de información relevante para el HDR y simplificar el proceso.

En la imagen anterior se ve claramente que realicé un primer conjunto de tres disparos separados casi 3 EV, pero la velocidad de obturación menor era demasiado lenta ya que estaba tomando las fotos a pulso. Por el contratio, la de mayor velocidad era tan subexpuesta que prácticamente nada iba a aportar al HDR. Aunque la puesta de sol es algo que, como te descuides, se te va y ya no vuelve más hasta el día siguiente, decidí reconfigurar la cámara con menor separación entre las exposiciones fijándolas en 1,5 EV. Aunque la velocidad menor seguía siendo lenta era suficiente para mi pulso y, sobre todo en la foto más subexpuesta, podría aprovechar bastante más información. Si os fijáis en ambos casos las imágenes centrales mantienen los mismos valores de exposición.

4. ¿Voy a disparar con trípode o a pulso?

Recomiendo encarecidamente el uso de un trípode para cualquier tipo de fotografía y más para la fotografía HDR. Es casi esencial, pero reconozco que hay veces que me interesa tomar un HDR y no llevo el trípode. En este caso hay que limitar el número de capturas al mínimo y procurar que la exposición más lenta sea factible para la toma a pulso. Aquí puede valernos eso de disparar siempre a una velocidad por encima del valor de nuestra focal, aunque no es lo deseable, ya que cualquier fotografía movida nos va a generar un pésimo HDR. De hecho, este es el único momento en el que puede ser recomendable elevar la ISO en la cámara.

Finalmente, para evitar imágenes trepidadas, es fundamental contar con unas tarjetas de memoria súper-rápidas para evitar que los buffers o memorias intermedias de nuestras cámaras se colapsen y generen una latencia que sería nefasto para el resultado final, provocando alguna de las tomas me queden “movidas”.

Si debemos desplegar la barra central del trípode es muy aconsejable lastrar el trípode con la mochila o con algunas piedras y utilizar un disparador remoto para evitar cualquier vibración.

5. ¿Dispongo de un ordenador potente o mi equipo es más bien obsoleto tirando a prehistórico?

La creación de una fotografía HDR necesita de un ordenador con unos requisitos mínimos no tan mínimos. A mayor número de fotografías a procesar más potencia o más tiempo se lleva el ordenador procesando y reconozco que en ciertos momentos y con ciertos equipos puede ser determinante para que un fotógrafo abandone un proyecto de fotografía HDR. Así que si sabemos que en casa nos espera un equipo informático más bien mediocre debemos ser conscientes que generar una fotografía HDR a partir de un número elevado de capturas puede ser un auténtico suplicio.

6. ¿Existen objetos en movimiento aparente en nuestra escena?

He dejado para el final uno de los factores más importantes a la hora de tomar y determinar el número de fotografías que compondrán un futuro HDR: a mayor movimiento, menor debe de ser el número de tomas y mayor debe ser la separación de EV. Ojo con que a priori elementos que parecen estáticos puede tener ciertos movimientos y generar problemas de fantasmas en los HDR, como por ejemplo las nubes, un barco en un amarre, las ramas de un árbol, el movimiento de estrellas e incluso del sol.

En la fotografía superior se puede observar que los viandantes salen como “fantasmas” en la fotografía ya que en cada toma su posición en la escena cambia. Los programas de creación de HDR tienen, como veremos, una opción para eliminar estos “fantasmas”. Sin embargo, en muchas ocasiones no son capaces de solucionar estos problemas, por lo que o desechamos la imagen o nos armamos de paciencia y tiramos del “tampón de clonar” y otras herramientas digitales.

Por tanto, respondiendo a todas estas preguntas y teniendo en cuenta el total del Rango Dinámico de nuestra escena, mi recomendación es la de tomar el mayor número de fotografías con la menor separación de EV posible. Por mi propia experiencia, tras muchas fotografías HDR realizadas, he detectado que los HDR generados de esta forma son mejores en cuanto a la gestión del color, eliminación de halos y/o aberraciones cromáticas, dando como resultado mejores imágenes de forma general y mucho mejor resueltas.

Conclusiones finales

A modo de resumen y teniendo en cuenta todas estas consideraciones y a tenor de mi propio equipo, experiencias y necesidades:

Cuando viajo con mi pequeña cámara evil y sin trípode utilizo el modo bracketing automático de exposición con un total de tres disparos separados entre 2 y 3 EVs.

Normalmente estas fotos las realizo a pulso, con lo cual siempre compruebo que el disparo más lento no sea demasiado para evitar la trepidación.

Cuando hago un reportaje por encargo o cuando voy a tiro hecho a buscar una fotografía concreta normalmente voy “armado” con mi réflex de sensor de formato completo y con un buen trípode estable. En este caso utilizo el modo de bracketing automático de exposición con un total de siete disparos separados entre 0,5 y 1,5 EV, con lo que me garantizo tomar el mayor rango dinámico disponible de la imagen.

En este caso al disparar con trípode no me preocupo en demasía de los tiempos de exposición, ya que incluso suelo usar o el disparador a distancia o el temporizador de la cámara.

Como he comentado antes, estas configuraciones son válidas para mis equipos, mis experiencias y mi saber hacer como fotógrafo. Cada cual, teniendo en cuenta todo lo aquí expuesto, debe experimentar cuál es el número más idóneo de disparos y la separación EV entre los mismos.

Una vez capturadas las fotografías que compondrán el HDR os emplazo al próximo artículo sobre el HDR donde explicaré todo el proceso de composición y generación del HDR y su posterior procesado, y distinguiendo entre HDR realistas:

Y surrealistas, que son las fotografías que generan tanta polémica. A mi modo de ver, los fotógrafos en particular somos capaces de discutir hasta por el color del sol, ensañándonos con el compañero porque él lo ve de color amarillo y tú lo ves de color blanco. Los debates son interesantes siempre y cuando se enriquezcan los debatientes con los conocimientos y experiencias de los contertulios y nunca se desprecien las opiniones de los demás.

Una vez aclarado esto, os animo a realizar pruebas poniendo en práctica lo que hemos explicado y a iniciar un debate sobre lo que estamos tratando en estos artículos sobre el HDR. La crítica, aunque yo siempre la lleve algo regular, es muy enriquecedora, así que no dudéis en hacerla (y poco a poco terminaré siendo rico…).

En el próximo artículo os explicaré cómo crear el archivo HDR de 32 bits, cómo se procesa y la edición posterior para conseguir el mejor resultado posible. ¡No me faltéis! Por cierto, me gustaría poder ver los resultados que vais obteniendo… ¡Venga, coged las cámaras y salid a hacer fotos!

Fotos: © Alberto Bouzón.