nandoonline

Spelen met superresolutie

Hasselblad heeft de techniek toegepast in zijn H5D-200c camera (die meer kost dan een middenklasser auto) en onlangs heeft Olympus het trucje ook gebruikt om met de OM-D E-M5 II camera, voorzien van een sensor met 16 mp, een foto te kunnen maken met een resolutie van 40 mp. Het wordt superresolutie genoemd en de manier waarop het gebeurd is het maken van een serie foto’s waarbij de sensor tussen elke foto een heel klein beetje verschoven wordt. Het is een ingewikkeld verhaal dat technisch allemaal zal kloppen, daar wil ik niet op ingaan. Maar het leukste van alles is, dat we deze techniek handmatig met elke camera kunnen toepassen, en wel op een hele simpele manier. Ik kwam de methode tegen als tutorial van fotograaf Ian Norman en heb het eens uitgeprobeerd. Hierdoor kreeg ik met mijn 21mp EOS 5Dmk3 camera een foto met een resolutie van maar liefst meer dan 85 mp. Het is niet eens moeilijk. Het kost alleen veel, heel veel rekenkracht van je computer.

Een foto die 4x zo groot is geworden. Van 21mp naar ruim 85 mp.

Een foto die 4x zo groot is geworden. Van 21mp naar ruim 85 mp.

Nogmaals, ik ga niet op de details in van de theorie achter het ‘verschuiven’ van pixels. Dat laat ik liever over aan anderen die daar een veel beter verhaal over kunnen schrijven (volg eventueel de link naar de Olympus OM-D E-M5 II om een idee te krijgen). Ik laat zien hoe het werkt en wat het resultaat is zonder me druk te maken over de technobabbel. Een ding moet ik echter wel duidelijk maken: het is géén panorama fotografie, maar dat zal gaandeweg wel duidelijk worden.

Benodigdheden

Ik maak gebruik van mijn EOS 5D mark III, maar elke camera is mogelijk. Dat geldt ook voor het objectief. Voor de foto’s in dit blog heb ik gebruik gemaakt van de EF 35mm f/1,4L. Verder heb je Photoshop nodig, het liefst een recente versie. Wat er absoluut niet gebruikt mag worden is een statief. We willen namelijk een groot aantal foto’s maken waarbij de sensor tussen elke foto een klein beetje ‘verschoven’ is. Een statief elimineert deze bewegingen.

Het fotograferen

Er zijn een paar belangrijke punten waar aandacht aan geschonken moet worden. Deze techniek werkt het beste (of alleen goed) bij een onderwerp dat niet beweegt. Geen bewegende mensen, auto’s, takken of bomen. Het is ook belangrijk om geen bewegingsonscherpte te krijgen. Zorg dus voor een sluitertijd die snel genoeg is en het liefst een diafragma dat tussen de f/5,6 en f/11 voor maximale scherpte. Het mooiste is als de ISO zo laag mogelijk gehouden wordt, maar dit is van minder belang. Fotografeer in RAW.

En dan komt het: kies een scène en maak ongeveer 20 foto’s snel achter elkaar zonder de camera tussen de foto’s te bewegen. Zet hiervoor de camera op serie-opnamen en maak de foto’s. Bedenk dat zelfs bij het zo stil mogelijk houden van de camera er nog voldoende beweging is tussen de opnamen. Het is daarom niet nodig om tussen de opnamen door overdreven de camera te bewegen. Probeer de camera zo stil mogelijk te houden. Het resultaat is een serie van 20 opnamen die nauwelijks van elkaar te onderscheiden zijn.

Wat de rol van beeldstabilisatie in deze is, is onduidelijk. Het zou kunnen zijn dat beeldstabilisatie de bewegingen tussen de foto’s enigszins elimineert, maar of dit werkelijk zo is durf ik niet te zeggen. Ik heb dit niet uitgeprobeerd. Mijn advies zou zijn; zet beeldstabilisatie uit.

De post-processing

De manier van post-processing kan op verschillende manieren gestart worden. Dit kan via Lightroom, maar het grootste deel van de werkzaamheden worden in Photoshop uitgevoerd. Wat we moeten doen is het openen van elke foto, al dan niet een klein beetje geoptimaliseerd in een RAW editor, als layers op elkaar. Dit kan heel eenvoudig met het selecteren van de foto’s in Lightroom, en te kiezen van ‘edit’ – open as layers in Photoshop‘. Maar het is ook mogelijk om de bestanden direct in Photoshop te laden.

In LightRoom:

In LightRoom: “Open as layers in Photoshop”

Vergroten

Na het openen als layers op elkaar moet het bestand vergroot worden. Dit kan heel eenvoudig door de grootte voor zowel de breedte als hoogte op 200% te zetten. Kies daarbij als methode ‘nearest neighbor (hard edges).’

Vergroot naar 200%

Uitlijnen van de foto’s

Alle foto’s zijn ten opzichte van elkaar iets verschoven. We maken gebruik van Photoshop om die beweging tussen de foto’s te corrigeren. Zorg dat ALLE layers geselecteerd zijn en kies vervolgens in via het menu ‘edit‘ de optie ‘align layers‘ en laat het programma zijn werk doen. Dit kan heel lang duren, afhankelijk van de grootte van de bestanden, het aantal bestanden, de hoeveelheid details in de foto en natuurlijk de snelheid van de computer. Heb geduld hiervoor.

Uitlijnen van de layers in Photoshop

Als dan alle layers op elkaar uitgelijnd zijn moet even gecontroleerd worden of alles layers perfect uitgelijnd zijn. Doe dit door elke layer even onzichtbaar te zetten. Als ze niet helemaal uitgelijnd zijn is dit direct zichtbaar. Overweeg om de layers die niet goed uitgelijnd zijn weg te gooien. Het is afhankelijk van de mate van details in de foto hoe goed het uitlijnen gaat.

Samenvoegen layers

Als alles klopt is het tijd om de layers samen te voegen. Dit kan handmatig door de zichtbaarheid van elke layer van beneden naar boven aan te passen. de eerst (onderste) op 100%, de volgende op 50%, vervolgens op 33%, 25%, 20%, etc. Het percentage wordt uitgerekend door 100 / het nummer van de layer. dus, 100/1 – 100/2 – 100/3 – 100/4 – 100/5 — tot en met 100/20. Als dat gedaan is kunnen de layers samengevoegd worden.

Maar we kunnen dit ook automatisch laten doen, wat hetzelfde effect heeft maar wel langer duurt. Selecteer daarvoor alle layers en maak hier een ‘smart-object‘ van. Kies dan de optie stacking  via ‘median‘  methode.

Genereer een ‘smart-object’. De rood geaccentueerde layers zijn niet goed uitgelijnd

Samenvoegen van de layers via de ‘median’ methode

Als dit gedaan is kan het smart-object omgezet worden naar een eenvoudige layer. Het smart-object hebben we niet meer nodig.

Croppen en vergelijken

Als alles klaar is moet de foto even bijgesneden worden en tot slot is een verscherping aan te raden. We hebben nu een fotobestand dat 4x zo groot is dan het origineel maar met een grote toename aan kwaliteit. We kunnen een van de 20 originele bestanden vergelijken met de superresolutie foto. Ik heb het originele bestand ook even 200% vergroot en op verschillende plekken een 100% crop genomen om het verschil te laten zien.

Het superresolutie bestand: van de kaders is een 100% crop gemaakt.

100% crop tussen de superresolutie (onder) en de gewone (boven)

De foto is door de bewerking ondanks de enorme vergroting scherper geworden, er is minder ruis in de donkere delen en het effect moiré is verminderd. De bovenstaande foto is onbewerkt vergroot naar superresolutie, de volgende foto is bewerkt in Lightroom alvorens deze te bewerken naar superresolutie. Ook hier heb ik een aantal 100% crops gemaakt.

Superresolutie bestand met enkele plekken waar een 100% crop is genomen.

Vergelijk tussen superresolutie (onder) en normaal bestand (boven)

Ook als het superresolutiebestand verkleind wordt naar de originele afmetingen blijft de kwaliteit van de (verkleinde) superresolutiefoto beter dan het origineel. Probeer het maar eens uit.

Even resumeren

Er zitten nogal wat nadelen aan deze methode. Het is beperkt tot statische onderwerpen en het uitlijnen van foto’s wordt erg moeilijk, of zelfs onmogelijk als er onderwerpen op de voorgrond staan (parallax). Als er beweging in het onderwerp zit ontstaat er ghosting. Het kost bovendien ontzettend veel processortijd bij het bewerken tot superresolutie. Maar wat misschien nog belangrijker is; de toename in resolutie mag dan groot zijn, in de praktijk is het vrijwel nergens voor nodig. Mocht een bijzonder hoge resolutie toch vaak nodig zijn, dan is het de overweging om te kiezen voor de nieuwe generatie megapixel monsters zoals de Nikon D810, de Sony A7R of de Canon 5Ds. Want alles bij elkaar genomen, de mogelijkheden die het maken van een hoge resolutie met één enkele druk op de ontspanknop levert nog altijd veel meer mogelijkheden op. Maar voor een enkele keer, als het echt nodig is, kan met deze methode een enorme resolutie behaald worden. Mits het onderwerp er geschikt voor is. 

14 Thoughts on “Spelen met superresolutie

  1. Super interessante blog post weer, bedankt en ik ga voeg m toe aan mijn favs! :-)

  2. WIllem. on 03/03/2015 at 3:52 pm said:

    Leuke techniek, ik zat meteen aan de toepasbaarheid van de image stabeliser te denken toen dat verderop in het filmpje aan de orde kwam. Ik wilde net even snel een probeerseltje met mijn iPhone maken maar mijn licentie van PS6 (CS6) is verlopen … Even kijken of ik het kan ‘vertalen’ naar Gimp.

    • Beeldstabilisatie is iets waar ik nog niet aangedacht had. Mijn gevoel zegt dat beeldstabilisatie die eigen bewegingen tussen de foto’s door niet kan corrigeren, maar wie weet is mijn gevoel wel onterecht. Ik heb het niet uitgeprobeerd.
      Succes met de vertaling naar Gimp. Als je daar de foto’s in layers kan zetten en uitlijnen, dan moet dat lukken.

      • WIllem. on 03/03/2015 at 4:12 pm said:

        Een eerste tip zou van mij dan ook zijn om te beginnen met stabilisatie UIT.

        • Preceis mijn gedachte.

          • Willem. on 03/03/2015 at 7:30 pm said:

            Met de Gimp is het niet werkbaar, gaat echt gigantisch veel tijd in zitten. Met name het alignen van de layers, ook na het aanpassen van de Gimp settings zodat er meer geheugen gebruikt wordt). Photoshop gaat daar veel beter mee om (even mijn licentie ‘gefopt …’). Leuk resultaat behaald met de ‘smart-object’ methode.

            Thanks Nando voor het onder de aandacht brengen.

  3. Leuk verhaal en vrij eenvoudig toe te passen, lijkt me. Je geeft aan dat er geen beweging in de foto mag zijn, hoe zit dat met de tweede foto van de sluis? Is de beweging in het water niet hinderlijk?

    • Het is inderdaad niet moeilijk.
      De beweging van het water, ja… dat is inderdaad niet stil. Het effect dat je krijgt is vergelijkbaar met een langere sluitertijd: de beweging wordt uitgestreken, maar niet zonder verlies van de ‘essentie’ van water. Met andere woorden: geen melkwitte uitgestreken oppervlak wat ooit water was. 😉

  4. Hans Dehing on 03/03/2015 at 5:47 pm said:

    Met uitzondering van het samenvoegen van de lagen is dit dezelfde techniek dan die ik soms gebruik voor het verplaatsen van een hoofd van de ene foto naar de andere. Dat draait ook om de uitlijning.

    • Het uitlijnen is niet zo spannend. De stacking techniek geeft het de twist. Voor een hoofd in een groepsfoto doe ik dat uitlijnen met de hand – en dan niet een hele foto, maar alleen het hoofd.
      :)

  5. Jack on 03/03/2015 at 5:53 pm said:

    Een zeer interessant onderwerp om te lezen.
    Grtz

  6. Mieke on 06/03/2015 at 9:44 am said:

    Hier heb je weer bijonder veel tijd ingestop nando. Chapeau hoor.
    Geweldig.
    Dank.
    Mieke

Een (korte) reactie over wat je ervan vindt wordt op prijs gesteld :)

Post Navigation

%d bloggers like this: