The article describes a method by which many common difficulties in paleontological photography may be reduced or eliminated. Multiple exposures of the same subject are combined into a single image that contains a representation of the true light levels in the scene, rather than the relative levels that can be presented on paper or a monitor. After this is done, the resulting file can be processed to virtually re-expose the scene at any desired F-stop, emphasize surface detail, and eliminate or reduce the effect of shadows. High dynamic range processing permits photography to be done more rapidly, due to a reduced need to spend time adjusting lighting. Difficult or impossible photographic situations, such as collection ranges or exhibit spaces, can be compensated for, and photographers are able to make many corrections after the fact, rather than in the field. Even in ideal conditions for photography, the resulting file will contain information that cannot be found in any single exposure, permitting superior results from image processing.

Resumen en Español

APLICACIONES DE LA IMAGEN DE ALTO RANGO DINÁMICO A LA FOTOGRAFÍA DE ESPECÍMENES PALEONTOLÓGICOS

Jessica M. Theodor y Robin S. Furr

La fotografía paleontológica es un proceso que requiere bastante tiempo. Los registros de los Museos, espacios de exposición, y los paisajes exteriores presentan muy diferentes requerimientos lumínicos, además de que muchos especímenes tienen complejas formas 3D, siendo a veces frágiles o difíciles de mover. Incluso en condiciones ideales, la complejidad de la fotografía puede dar lugar a una inadecuada cobertura de los especímenes.

Desde hace poco se dispone de programas informáticos para la realización de Imágenes de Alto Rango Dinámico (HDR), una técnica inicialmente usada en la industria de efectos especiales. Esta técnica puede resolver o mitigar muchos de estos aspectos, y tiene el potencial de mejorar la calidad de las imágenes más allá de las técnicas tradicionales. El HDR combina múltiples exposiciones del mismo objeto en una imagen única que representa el rango de brillo presente en el mundo real, como opuesto al rango dinámico limitado usado en los formatos tradicionales de imagen.

Estos ficheros pueden entonces ser procesados automáticamente para reducir sombras y brillos no deseados, incrementando el detalle y manteniendo una información que de otra forma se perdería debido a errores de redondeo y recorte. Una serie de pruebas diseñadas en situaciones reales muestran que el HDR reduce el equipamiento necesario a tan sólo una cámara y un trípode. Debido a que las imágenes HDR pueden ser re-expuestas para ajustar la luminosidad, se puede reducir o eliminar la necesidad de ajustar equipamiento y especímenes.

Se probaron las técnicas HDR y 4 aplicaciones informáticas que soportan esta técnica, y se encontró una mejora considerable respecto de la fotografía tradicional usada en Paleontología en situaciones de iluminación difícil.

Palabras clave: fotografía; HDR; mejora de la imágen; relieve superficial; colección de Museo; exposición

Translator: Manuel Salesa

Résumé en Français

L'imagerie à grande gamme dynamique appliquée à la photographie de spécimens paléontologiques

Jessica M. Theodor et Robin S. Furr

Le procédé de photographie d’objets paléontologiques prend du temps. Diverses collections, les espaces d’expositions, et les conditions sur le terrain en extérieur présentent des difficultés liées à la variété des éclairages, de plus de nombreux spécimens ont une forme complexe en 3D et sont souvent fragiles et difficiles à bouger. Même dans des conditions idéales, la complexité de la photographie peut produire des résultats insuffisants ou inadéquats à la bonne représentation des spécimens

Récemment, les logiciels supportant l'imagerie à grande gamme dynamique (High Dynamic Range Imaging, HDR), une technique initialement utilisée dans l’industrie des effets spéciaux, sont devenus largement accessibles. Cette technique peut résoudre ou atténuer plusieurs de ces problèmes et présente le potentiel pour améliorer les images au-delà de ce que permettent les procédures traditionnelles. La HDR combine plusieurs expositions d’un sujet dans un même fichier image qui contient toutes les nuances d’ombres et de lumières observables concrètement sur l’objet, par opposition à la gamme de dynamiques limitée utilisée dans les formats d’image traditionnels.

Ces fichiers peuvent alors être automatiquement traités pour réduire les effets d’ombres et de surexpositions indésirables, augmenter le détail local, et préserver l’information qui serait autrement perdue par approximation ou écrêtage. Les tests de simulations réalisés en conditions réelles montrent que l’utilisation de la HDR réduit les besoins en équipement, pour de nombreux cas de prises de vues, à un appareil photo et un trépied. Parce que les images HDR peuvent être re-exposées pour corriger les problèmes d’éclairage, cela peut permettre d’éliminer ou de réduire les besoins de réglage et d’ajustement entre équipement et matériel.

Nous avons testé l’utilisation de la HDR pour quatre logiciels de traitement qui supportent cette technique, et nous avons constaté une amélioration systématique par rapport aux techniques traditionnelles de photographie paléontologique dans des conditions d’éclairage difficiles.

Mots clés: photographie; HDR; amélioration d’image; relief de la surface; collections de muséum; expositions

Translator: Olivier Maridet

Deutsche Zusammenfassung

HIGH DYNAMIC RANGE IMAGING auf PALEONTOLOGIsche PHOTOGRAPhie angewandt

Jessica M. Theodor und Robin S. Furr

Paläontologische Photographie ist ein sehr zeitintensives Unterfangen. Die Reichweite der Sammlungen, die Größe der Ausstellungen und die Situation im Freien halten mannigfache Herausforderungen was das Ausleuchten angeht bereit. Außerdem weisen viele Stücke oft komplexe dreidimensionale Formen auf, sind sehr zerbrechlich oder schwer zu bewegen.

In letzter Zeit wurde Software, die High Dynamic Range Imaging (HDR) unterstützt, eine Technik die zunächst für Spezialeffekte eingesetzt wurde, einer breiten Öffentlichkeit zugänglich gemacht. Diese Technik kann viele der Schwierigkeiten lösen oder abschwächen und kann die Bilder außerdem über die übliche Methode hinaus verbessern. HDR verbindet mehrere Aufnahmen desselben Objektes zu einer Datei, die alle Abstufungen von Dunkel und Hell umfasst und steht damit im Gegensatz zu dem limitierten Bereich der traditionellen Formate.

Diese Dateien können dann automatisch weiter verarbeitet werden, um unerwünschte Schatten und grelles Licht zu reduzieren, bestimmte Details zu vergrößern und Information, die sonst durch Fehler beim Runden oder Beschneiden verloren gehen würden, zu erhalten.

Tests die in praxisorientierten Situationen durchgeführt wurden zeigen, dass HDR Anwendungen die Ausrüstung in vielen Fällen auf eine Kamera und ein Stativ reduziert.  Da HDR Aufnahmen nachbelichtet werden können, reduziert sich das komplizierte Arrangieren von Ausrüstung und Stücken deutlich.

Bei unseren Tests mit HDR und vier Software-Anwendungen, die diese Technik unterstützen, konnten wir bei ungünstigen Lichtverhältnissen eine kontinuierliche Verbesserung im Vergleich zur herkömmlichen Art der paläontologischen Photographie  feststellen.

Schlüsselwörter: Photographie; HDR; Bildverbesserung; Oberflächenrelief; Museumssammlungen; Ausstellungen

Translator: Eva Gebauer

Translator: Ashraf M.T. Elewa

Polski Abstrakt

OBRAZY O WYSOKIM ZAKRESIE DYNAMIKI W ZASTOSOWANIU PRZY FOTOGRAFII OKAZÓW PALEONTOLOGICZNYCH

Jessica M. Theodor & Robin S. Furr

Fotografia paleontologiczna to proces wymagający czasu. Zakresy kolekcji, powierzchnie na których wystawiane są okazy oraz ekspozycje w terenie niosą ze sobą wyzwania dotyczące oświetlenia, wiele z okazów ma skomplikowane trójwymiarowe kształty i są często delikatne oraz trudne do przenoszenia. Nawet w warunkach idealnych złożoność fotografii może skutkować zbyt małym lub nieadekwatnym pokryciem okazu.

Ostatnio, wspomagana oprogramowaniem komputerowym fotografia HDR (High Dynamic Range Imaging), technika stosowana początkowo przy efektach specjalnych, stała się szeroko dostępna. Technika ta może rozwiązać lub zmniejszyć wiele z podobnych do powyższych problemów oraz posiada potencjał do poprawiania obrazów ponad tradycyjnie stosowane metody. Fotografia HDR łączy wiele ekspozycji tego samego kadru w jeden plik reprezentujący pełen zakres obszarów ciemnych i jasnych obecny w prawdziwym świecie, w przeciwieństwie do ograniczonego zakresu używanego w tradycyjnych formatach plików obrazów.

Pliki takie mogą być następnie automatycznie przetworzone w celu pozbycia się niechcianych cieni i odblasków, zwiększyć miejscowo ilość widocznych detali i zachować informacje, które inaczej byłyby utracone w celu wygładzenia i przycięcia błędów. Test przeprowadzony w warunkach naturalnych pokazuje, że metodyka wykonywania zdjęć HDR redukuje stosowany sprzęt jedynie do aparatu i statywu. Ponieważ obrazy HDR mogą być ponownie poddane ekspozycji w celu zredukowania problemów z oświetleniem, może to wyeliminować bądź zredukować potrzebę rozstawiania i nastawiania sprzętu oraz okazów.

Przetestowaliśmy metodykę stosowaną przy zdjęciach HDR oraz cztery programy współpracujące z tą techniką fotografii i stwierdziliśmy wystarczający postęp w stosunku do tradycyjnie stosowanych technik przy wykonywaniu zdjęć paleontologicznych w warunkach trudnego oświetlenia.

SŁOWA KLUCZOWE: fotografia, HDR, poprawianie obrazu, relief powierzchniowy, kolekcje muzealne, prezentowane okazy

Translators: Dawid Mazurek and Robert Bronowicz