HDR क्या है?
(lux.camera)- HDR(High Dynamic Range) फ़ोटो और डिस्प्ले, दोनों क्षेत्रों में अलग-अलग अवधारणाओं के लिए इस्तेमाल होने वाला शब्द है
- कैमरा में कई exposure values को मिलाकर contrast range बढ़ाने वाला "HDR mode" होता है, जबकि डिस्प्ले में ज़्यादा व्यापक brightness range दिखाने वाली "HDR screen" होती है
- हाल के smartphone cameras अपने-आप कई फ़ोटो को जोड़ते हैं और AI-केंद्रित tone mapping के ज़रिए ज़्यादा प्राकृतिक इमेज बनाने की कोशिश करते हैं
- लेकिन ऐसे AI algorithms अक्सर यूज़र की मंशा से अलग इमेज बदल देते हैं या details खो देते हैं
- Halide जैसे camera apps "AI के बिना shooting", manual tone mapping, और यूज़र को सीधे SDR/HDR चुनने के options जैसी ज़्यादा व्यापक अभिव्यक्ति की स्वतंत्रता देते हैं
HDR क्या है?
HDR(High Dynamic Range) फ़ोटो और वीडियो के क्षेत्र में एक-दूसरे से जुड़े हुए लेकिन अलग दो concepts के रूप में अक्सर भ्रम पैदा करता है
- कैमरा में 2010 के iPhone में पेश किया गया "HDR mode"
- डिस्प्ले में ज़्यादा जीवंत और बारीक इमेज दिखाने वाली नई screen technology
यह लेख HDR शब्द का असली अर्थ, उससे जुड़ी समस्याएँ, और उन्हें हल करने के तीन तरीक़ों को कई दृष्टिकोणों से समझाता है
Dynamic Range क्या है?
- Dynamic range का मतलब है किसी दृश्य के सबसे अँधेरे हिस्से और सबसे उजले हिस्से के बीच का अंतर
- पुराने कैमरों से सूर्यास्त की फ़ोटो लेने पर, आसमान और परछाइयों की brightness में अंतर की वजह से फ़ोटो हमेशा या तो बहुत उजली या बहुत अँधेरी आती थी
- मानव दृष्टि पूरे दृश्य की व्यापक contrast range को पहचान सकती है, लेकिन कैमरे और ख़ासकर स्क्रीन इतनी contrast range को उतनी अच्छी तरह कैप्चर नहीं कर पाते
- ज़्यादातर फ़ोटो बहुत extreme नहीं होतीं, इसलिए उन्हें ‘SDR(standard dynamic range)’ scenes कहा जाता है
- अगर कैमरा और स्क्रीन दोनों ही दृश्य के dynamic range से कमज़ोर हों, तो उजले या अँधेरे हिस्सों की जानकारी खो जाती है
समाधान 1: "HDR mode"
HDR shooting technique और इतिहास
- 1990 के दशक में शोधकर्ताओं ने कई exposures में ली गई images को मिलाने वाले HDR algorithms विकसित किए
- इसी दौरान tone mapping सामने आया, जो contrast range को SDR screens के लिए उपयुक्त रूप से "compress" करके दिखाने का conversion method है
- tone mapping, जिसके लिए complex software की ज़रूरत पड़ती थी, professionals के लिए जारी किया गया था, लेकिन इसे चलाना मुश्किल था और नतीजे अक्सर ज़रूरत से ज़्यादा होते थे
- हाल के smartphones अपने-आप कई exposure images लेते हैं और complex deep learning आधारित algorithms tone mapping को automatically करते हैं
- Apple, Google जैसी कंपनियाँ इस प्रक्रिया को ‘HDR’ कहती हैं, लेकिन असली final image SDR स्तर की होती है
HDR algorithms की समस्याएँ और user experience
- हाल के कैमरों के Smart HDR, Deep Fusion जैसे algorithms कभी-कभी अनचाही boundaries, detail loss, या "smudging" जैसी समस्याएँ पैदा करते हैं
- movement वाले scenes को कई बार शूट करके मिलाने के दौरान pixel alignment process में साफ़ नुकसान होता है
- कई users ने AI के बिना shooting का option चाहा, और Halide app ने भी यह feature जल्दी जोड़ दिया
- Process Zero नाम का पूरी तरह AI-मुक्त shooting mode भी लोकप्रिय है, लेकिन HDR processing की कमी के कारण कुछ हिस्सों का data खो सकता है
Analog photography से सीख
- film photography के दौर में ‘negative film’ में मूल रूप से व्यापक dynamic range होता था
- printing process में ‘dodge and burn’ जैसे manual तरीक़ों से highlights और shadows को ठीक किया जाता था
- Ansel Adams जैसे महान फ़ोटोग्राफ़रों ने ऐसी manual tone mapping से नाटकीय images बनाई थीं
- अब Halide इसी परंपरा को आगे बढ़ाते हुए single-shot आधारित, manual tone mapping सुविधा देता है
- फ़ोटो को बारीकी से adjust करते समय users एक dedicated dial का इस्तेमाल कर सकते हैं, जिससे dynamic range को एक साथ नियंत्रित किया जा सकता है
समाधान 2: असली HDR display
HDR displays का मौजूदा अपनाव
- हाल के smartphones, TVs, monitors आदि अब वास्तव में HDR output को support करने लगे हैं
- Apple TV HDR screensaver जैसी चीज़ें analog TV से HDTV में बदलाव जितनी प्रभावशाली लगती हैं
- लेकिन infrastructure बदलने की लागत और content creators की अत्यधिक visual expression के प्रति असहजता जैसी वजहों से इसका प्रसार धीमा है
- कुछ video creators का कहना है कि बहुत ज़्यादा HDR की वजह से होने वाली visual असहजता और थकान, उलटे इस तकनीक के अपनाव में बाधा बनती है
Compatibility और platform issues
- कई नए iPhone पहले से HDR support करने में सक्षम हैं, लेकिन स्थिति और वातावरण के अनुसार HDR बंद हो जाता है (low power mode, तेज़ धूप आदि)
- ज़्यादातर web browsers अभी HDR फ़ोटो display को ठीक से support नहीं करते
- इसी वजह से Apple, Google आदि ने Adaptive HDR, Ultra HDR जैसे तरीक़े अपनाए हैं, जिनमें एक ही file में SDR/HDR information साथ शामिल होती है
- Safari, Chrome जैसे browsers और apps भी धीरे-धीरे HDR support बढ़ाने की दिशा में बढ़ रहे हैं
- Apple के Photos app के bugs, iOS के भीतर support issues आदि के कारण वास्तविक पूर्ण प्रसार में अभी समय लगेगा
Halide की HDR support plan
- Halide taste की समस्या को ध्यान में रखते हुए Standard, Max, Off तीन HDR levels देने की योजना बना रहा है
- developer preview version के रूप में पहले सीमित release जारी है, और Apple की TestFlight policy के कारण यह केवल कुछ लोगों को ही उपलब्ध है
समाधान 3: SDR चुनने के अधिकार का सम्मान
- कुछ users अब भी SDR को पसंद करते हैं
- लेख इस बात पर ज़ोर देता है कि फ़ोटोग्राफ़ी का सार सिर्फ़ वास्तविकता का ‘record’ नहीं, बल्कि अनुभूति की अभिव्यक्ति और विषय की अलग-अलग व्याख्या भी है
- HDR अगर हर detail को खोल दे, तो कभी-कभी ‘naturalness’ और subject पर focus दोनों कमज़ोर पड़ सकते हैं
- analog और SDR style की aesthetics को महत्व देने वाले users भी लगातार मौजूद हैं
- Halide HDR, SDR, tone mapping जैसी विविध शैलीगत choices देता है और artist की मंशा को महत्व देता है
निष्कर्ष
- tone mapping फ़ोटोग्राफ़ी के इतिहास में सैकड़ों वर्षों से महत्वपूर्ण भूमिका निभाता आया है
- HDR displays में ऐसी images बनाने की बड़ी क्षमता है जिन्हें हम पहले देख नहीं सकते थे
- SDR और HDR के साथ-साथ मौजूद रहने वाले भविष्य को सकारात्मक रूप से देखा गया है
- यूज़र ख़ुद तरीका और style चुन सके, यही केंद्रीय मूल्य है
- फ़ोटोग्राफ़ी का भविष्य और सूर्यास्त का रूप, दोनों और भी ज़्यादा उजले होने वाले हैं
1 टिप्पणियां
Hacker News राय
हमारी आँखें दोनों तरह की स्थितियों में अच्छी तरह देख सकती हैं। गेम्स में मेरी एक आम शिकायत यह है कि हमारी प्राकृतिक दृष्टि किसी दृश्य को स्कैन करते हुए लगातार अपने-आप एडजस्ट करती रहती है (रोशनी, फोकस आदि)। दिमाग इस जानकारी को एक ही क्षण जैसा जोड़ देता है। लेकिन गेम्स में “HDR” या Depth of Field जैसे इफेक्ट उल्टा immersion कम कर देते हैं। सॉफ्टवेयर जिस सटीक बिंदु पर नज़र टिकाने की उम्मीद करता है, वहीं देखें तो ही वह प्राकृतिक लगता है, और आसपास देखें तो रंग अवास्तविक रूप से बिगड़ जाते हैं या धुंधलापन आ जाता है। यह समस्या eye tracking फीचर के standard बनने तक बनी रहेगी। आखिरकार, ये फीचर असली जगह पर मौजूद होने जैसा एहसास नहीं देते, बल्कि किसी खराब वीडियो कैमरा से शूट किए गए फुटेज जैसे लगते हैं। “Film grain” जोड़ दिया जाए तो फर्क और भी साफ हो जाता है.
मैं AMO physics में PhD कर रहा हूँ, फिर भी मुझे साधारण कैमरे की बनावट ठीक से नहीं पता थी। थोड़े समय में इसे सीखना Waymo और Motional के शुरुआती दौर में बहुत महत्वपूर्ण था। कुछ साल पहले HDR पर एक मजेदार वीडियो बनाया था, ज़रूर देखने लायक है: https://www.youtube.com/watch?v=bkQJdaGGVM8. अगर आप digital photography को गंभीरता से सीखना चाहते हैं, तो Stanford में Marc Levoy के लेक्चर सुझाऊँगा: https://www.youtube.com/watch?v=y7HrM-fk_Rc&list=PL8ungNrvUY.... Marc Levoy ने Google में Pixel कैमरा विकास का सफल नेतृत्व करने के बाद Adobe में अपनी टीम संभाली है। (स्मार्टफोन innovation में अक्सर जैसा होता है, कुछ ही समय में दूसरी कंपनियाँ भी बराबरी पर आ गईं)
मेरा मानना है कि HDR capture, HDR format, और HDR display को एक ही चीज़ मानकर बात करना गलती है। ये पूरी तरह अलग अवधारणाएँ हैं। यह कहना कि Ansel Adams ने HDR का इस्तेमाल किया था, भ्रम बढ़ा सकता है और सही भी नहीं है। HDR format, capture, और editing workflow, HDR display से बहुत पहले से मौजूद थे। HDR का सबसे बड़ा फायदा यह है कि बहुत चमकीले हिस्से clip नहीं होते, और बहुत अंधेरे हिस्सों में color detail खोती नहीं है। पहले exposure गलत हो जाए तो उसे ठीक करना असंभव होता था, लेकिन HDR exposure को बाद में adjust करने देता है। लेकिन Adams आज के HDR जैसी विधि नहीं इस्तेमाल करते थे; वे तो अपने माध्यम के हिसाब से बिल्कुल सही exposure सेट करने में लगभग देवतुल्य थे। Negative में जो जानकारी कैद ही नहीं हुई, उसे बाद में निकाला नहीं जा सकता, इसलिए Adams को HDR उपयोगकर्ता कहना और भ्रम पैदा करेगा।
Display पर HDR का अनुभव मुझे व्यक्तिगत रूप से बहुत असहज लगता है। मेरा मानना है कि सबसे चमकीला सफेद सिर्फ सूरज या बहुत तीव्र रोशनी जैसी चीज़ों के लिए इस्तेमाल होना चाहिए, कमरे के अंदर की फोटो की दीवारों के लिए नहीं। Tone mapping के उदाहरण भी बहुत सपाट लगते हैं और उनमें local contrast की कमी महसूस होती है।
एक फोटोग्राफर के रूप में, HDR content आकर्षक तो है, लेकिन व्यवहार में जब feed में फोटो अचानक बहुत तेज चमकती दिखती हैं तो आँखों को तकलीफ होती है, और दूसरी तरफ अन्य सफेद background मटमैले लगने लगते हैं, जो अजीब लगता है। रात में स्क्रीन brightness कम करके पढ़ते समय अगर HDR फोटो आ जाए तो उसे और कम करना पड़ता है, फिर वापस text पर आने पर फिर बढ़ाना पड़ता है। Full-screen content (गेम, फिल्म) के लिए HDR अच्छा है, लेकिन रोज़मर्रा की computing में यह उल्टा उपयोगकर्ता के लिए झटका देने वाला अनुभव है।
dynamic range limit) लागू होना अभी शुरू ही हुआ है। आगे चलकर feed-based web में भी यह धीरे-धीरे आम हो जाएगा।TV, फिल्म, और फोटोग्राफी उद्योग के लिए infrastructure upgrade पर अरबों डॉलर और अंतहीन समय लगता है, और यही बात उपभोक्ताओं पर भी लागू होती है। मेरे पास भी 4k या HDR display नहीं है, और TV खराब होने से पहले मैं HDR TV नहीं खरीदूँगा, न ही दफ्तर का monitor बदलने से पहले 4k monitor लूँगा।
AI उपयोगकर्ता की मंशा नहीं पढ़ सकता। सॉफ्टवेयर development में यह एक कसौटी है कि किसमें सचमुच “sense” है—कंप्यूटर इंसानों की तरह इरादा अनुमान नहीं लगा सकता, न ही मन पढ़ सकता है।
Analog photography में भी compensating developer का उपयोग करके shadows या highlights में अधिक सूक्ष्म नियंत्रण पाया जा सकता है, और stand development जैसी तकनीकें भी हैं, जहाँ developer को हल्का dilute करके लंबे समय तक डुबोया जाता है। इसलिए dodge और burn ही dynamic range बढ़ाने का अकेला तरीका नहीं है। HDR-लागू smartphone फोटो को लेकर मेरी शिकायतें बहुत हैं। Shadows और highlights लगभग गायब हो जाते हैं, इसलिए रचनात्मक उपकरण के रूप में उनका उपयोग कठिन है, लेकिन family photos जैसी documentary उपयोगिता के लिए वे ठीक-ठाक हैं।
90 के दशक के professional video/film उद्योग से शुरू होकर आज तक “HDR” का अर्थ कैसे विकसित हुआ है, यह देखना दिलचस्प है। पहले SDR को लगभग 8 stop और HDR को 10 stop या उससे अधिक dynamic range के रूप में देखा जाता था, और color primaries व transfer function mapping पर ध्यान दिया जाता था। अब लोग “HDR” शब्द से कई अवधारणाओं को मिला देते हैं। व्यवहार में, आपको इन तीन चीज़ों को समझना ज़रूरी है.
HDR सब कुछ हो सकता है, और कुछ भी नहीं भी। आज किसी beginner से मैं यही कहूँगा कि color और luminance को “absolute value” की अवधारणा में समझना महत्वपूर्ण है। यह समझना भी ज़रूरी है कि adaptive mapping जैसी प्रणालियाँ display की विशेषताओं के आधार पर जानकारी को अपने-आप लागू करती हैं।
HN के लोगों, क्या HDR monitor खरीदना वाकई ठीक रहेगा? लगभग 10 साल पहले इसके जल्द आने की अफवाहें सुनी थीं और इंतज़ार किया था, लेकिन मेरी खरीद क्षमता वाली कीमत पर यह नहीं आया। अब सोच रहा हूँ कि क्या फिर से इस पर ध्यान देना चाहिए। मुझे लगता है कि HDR की उपयोगिता विवाद से परे है। बाहर के दृश्य को आँखों से सीधे देखने और उसी को फोटो खींचकर स्क्रीन पर देखने के बीच का अंतर बहुत स्पष्ट है।
vim/vscode) या सामान्य काम के लिए इसकी ज़रूरत नहीं है।