本文注重理論基礎(chǔ),將會涉及到大量的數(shù)字、公式和讓人乏味的東西!!但如果你愿意咬著牙關(guān),詛咒著作者將它看完,你將在照片的細(xì)節(jié)、反差和容差控制上,有更多的想法.
首先我們隨著克塞號和阿而塔夏公主回到遙遠(yuǎn)的膠片時(shí)代.
寬容度:
就是膠片能記錄的最暗細(xì)節(jié)到最亮細(xì)節(jié)部分的光強(qiáng)范圍.;
在實(shí)際的照片中,我們可以這樣理解,比如背景測試光是9EV,人人物面部測光是1EV,膠片正好能記錄背景和人物面部的細(xì)節(jié),那么我們就說這個(gè)膠片的寬容度是9.
研究寬容度的原因:
為什么我們要研究寬容度？因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)場景中,1個(gè)場景每個(gè)物體的光強(qiáng)差距會十分大,往往超出了膠片的記錄范圍.這個(gè)時(shí)候我們就要想辦法,將我們所關(guān)注的部分盡量處在寬容度的區(qū)間中.比如你希望人物服裝的暗部,明亮的餐具反光,和背景的白云,同時(shí)都具有細(xì)節(jié),而不成為黑色和白色.你就要保證,你的需要物品的最暗點(diǎn)和最亮點(diǎn)的光強(qiáng)差,落在容差范圍內(nèi).
動態(tài)范圍：
動態(tài)范圍最早是信號系統(tǒng)的概念，一個(gè)信號系統(tǒng)的動態(tài)范圍被定義成最大不失真電平和噪聲電平的差。而在實(shí)際用途中，多用對數(shù)和比值來表示一個(gè)信號系統(tǒng)的動態(tài)范圍.!
在數(shù)碼相機(jī)中,動態(tài)范圍表示圖像所包含的從“最暗”至“最亮”的范圍。也就是成像元件(CCD,CMOS)能感應(yīng)的最弱信號和最強(qiáng)信號之間的差距.這個(gè)范圍系統(tǒng)中很多因素來決定.但其中又一個(gè)是我們經(jīng)?；煜闹笜?biāo),位數(shù)(bit)
位數(shù):
這個(gè)位數(shù)的單位也是BIT,但和16bit色,32bit色彩,沒有任何關(guān)系!!!!!
這個(gè)位數(shù)指的是,將成像元件感受的到模擬型號,轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的時(shí)候,A/D模塊(模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器)的位數(shù).也就是我們經(jīng)?？吹降南鄼C(jī)指標(biāo)里的12bit,14bit!!
對于3位2進(jìn)制來說，可以表達(dá)的最大值是2的3次方即8。8位2進(jìn)制可以表達(dá)的數(shù)值范圍是0-255，16位的范圍是0-65535等等。那么什么是A/D轉(zhuǎn)換器的動態(tài)范圍呢？
對于一個(gè)8位的A/D，它可以記錄的最小信號是1，最大信號是255，那么它的動態(tài)范圍就是log(255/1)=2.4。這個(gè)值顯然是不大的，甚至不如負(fù)片的動態(tài)范圍。
所以,14位的系統(tǒng),在理論上具有4.2的輸出動態(tài)范圍,16位的系統(tǒng)4.8的輸出動態(tài)范圍.
更進(jìn)一步,數(shù)字相機(jī)中的動態(tài)范圍:
光學(xué)動態(tài)范圍（DR_Optical）= 飽和暴光量 / 噪聲暴光量（暗電流）
輸出動態(tài)范圍（DR_Electrical）= 飽和輸出振幅 / 隨機(jī)噪聲
前者主要是由CCD/CMOS等感應(yīng)器決定的，后者主要由A/D、DSP來決定。其中飽和暴光量相當(dāng)于傳統(tǒng)膠片的肩部范圍，噪聲暴光量相當(dāng)于傳統(tǒng)膠片的趾部范圍。
對于數(shù)字相機(jī)，因?yàn)槠渥罱K還是以數(shù)字量輸出，所以輸出動態(tài)范圍公式并不適用。我們提到的動態(tài)范圍主要指的是輸入部分的動態(tài)范圍，也就相當(dāng)于膠片的寬容度;
好了,至此,最惡心的理論部分,我們討論完畢。
接下來，我們進(jìn)入HDR的第二部分
在開始第二部分,介紹HDR之前,為了使得大家不因?yàn)榈谝徊糠值奈淖指銜灹祟^，我們要給出下面一個(gè)數(shù)字:
我們主流的數(shù)碼單反相機(jī),寬容度在5~6檔光圈之間.
而TRI-X膠片,有9檔光圈的寬容度.
現(xiàn)在,請你找一位漂亮的MM,在陽光明媚的早晨（為什么要早晨。。。。給晚上一個(gè)理由?。┱驹诖翱冢瑢M面部和窗外穿著熱褲的辣妹們分別測光。你會發(fā)現(xiàn)，MM臉部可能是1.4EV，而穿外的辣妹是14EV，也就說，要讓她們都正確曝光，是絕對不可能的，因?yàn)椴盍?3級的光圈。
如此大的差距，就是最牛X的膠片，也無法記錄。而且，這還不是極端的場景，實(shí)際，我們?nèi)搜劬哂?0000級的寬容度（你可以自己算算是多少及光圈，9級光圈差不多是512）
難道眼前的美女、和窗外的辣妹就不可以兼得了嗎？
這就是我們HDR存在的意義了！
擴(kuò)展我們器材的動態(tài)范圍，讓我們能拍下更多的亮部和暗部細(xì)節(jié)。
現(xiàn)在我們先介紹下HDR的前世。。。。。
曾經(jīng)有個(gè)偉大的男人。。。雖然他的目標(biāo)不是窗內(nèi)窗外的MM，但他堅(jiān)信when i take photo ,i ML.......所以，他執(zhí)著的追求風(fēng)景拍攝的最高境界，這個(gè)人就是安塞爾.亞當(dāng)斯。因?yàn)槟z片是有厚度的，我們可以先盡量把景物都記錄下來，落在膠片的容差范圍內(nèi)。之后我們后期在沖片的時(shí)候調(diào)整厚度，在通過最后放大的時(shí)候，加光，遮擋來提亮和壓暗部同的部分，使得本來灰灰的照片，具有迷人的反差，而又保有亮部和暗部的細(xì)節(jié)
這個(gè)男人，成為了地球上第一個(gè)把“PS”玩得出神入化，并且開始“HDR ”思想的男人。但可惜的是，限制于技術(shù)，他仍然不能同時(shí)拍下窗內(nèi)和窗外的美女。我認(rèn)為不是他不想拍。。。。而是拍不下來
后來到了數(shù)字時(shí)代，我們可以輕松的將不同照片的內(nèi)容和成在同一圖片中了。這時(shí)候就有人想到了。
我們對窗外的MM和窗內(nèi)的MM分別曝光拍攝，拍攝成2張照片，合成在一起，不就可以了嗎？
是的，這就是我們說的HDR了。人工的話，我們可以通過手工控制蒙板，透明度等，來合成這兩張照片。
而通過專業(yè)軟件的計(jì)算，我們能做得更好。
看下面的圖片：
hdr.jpg
上圖里的3張圖片，分別對天空，建筑，和建筑的暗部曝光，拍攝了3張圖片，合成后獲得了這張“高容差”
的照片。
但肯定有人立刻提出了，這照片有種怪怪的風(fēng)格。還有人提出，jpeg只有8位，它如何記錄如此大的反差？
的確是這樣的，JPG本身不可能記錄一個(gè)HDR和成的圖片，因?yàn)榫哂刑叩纳屎兔靼捣床钗粩?shù)。所以，我們要用一種特別的映射方法，將這種顯示器無法顯示的文件，轉(zhuǎn)化為JPG等等這樣的格式。而這個(gè)過程中，很容易產(chǎn)生一種特殊的非自然的效果：HDR效果-
雖然我們的初衷是完美的擴(kuò)展容差，并且要獲得自然的圖像艱難。但最后居然出現(xiàn)了一個(gè)更容易操作和實(shí)現(xiàn)，并且廣受歡迎的 HDR效果，并且瘋狂的流行起來，據(jù)說一個(gè)馬來人還靠著HDR進(jìn)了國家地理，等等。。。。。
所以，可能是脫離的HDR本意的 HDR效果開始流行起來了。
而這個(gè)時(shí)候，又有人想起來我們偉大的
亞當(dāng)斯，于是，有人高叫著，when i use photoshop...i ml....開始使用更容易的方法，來制作一種看起來高反差的HDR效果。也就是單張的HDR，通過類似亞當(dāng)斯當(dāng)年在暗房里的手法，提亮，壓暗，等等，我們獲得了一張看起來高反差，而有細(xì)節(jié)的照片。當(dāng)然，因?yàn)閿?shù)字圖片不是膠片，在這個(gè)過程中層次和細(xì)節(jié)的損失是巨大的，所以不自然感和噪音點(diǎn)，大量的產(chǎn)生。但是，既然流行，我們還計(jì)較什么呢？
計(jì)較，我們當(dāng)然要計(jì)較，單張的HDR依然不能幫你同時(shí)拍下2個(gè)MM，窗內(nèi)淑女和窗外辣妹，依然不能兼得。因?yàn)閳D片上本來沒有的東西不能憑空出來。而且，實(shí)際上，雖然效果流行，但單張HDR，實(shí)際圖片質(zhì)量更糟糕了。
因此，HDR分為2類
一個(gè)是偽HDR效果。即由單幅圖像而使用HDR濾鏡產(chǎn)生的副產(chǎn)物.因?yàn)槟墚a(chǎn)生特殊的視覺效果,時(shí)下很流行.但反而丟失了層次細(xì)節(jié)。
再一個(gè)是在包圍式曝光（一般為3張，分別為過曝、欠曝、正常曝）基礎(chǔ)上由合成軟件生成的真正的HDR。她能產(chǎn)生較為完美的的高動態(tài)影效,但這個(gè)圖象本身是32BIT的,而且無法在任何現(xiàn)在的設(shè)備上重現(xiàn).所以存在一個(gè)映射的過程,HDR效果,就是映射的時(shí)候,產(chǎn)生的一種特殊效果,當(dāng)然,高水平的控制的HDR,是很自然的.......完全沒有HDR的痕跡,但獲得了很大的動態(tài)范圍.
而由單幅圖像使用濾鏡產(chǎn)生的HDR效果,實(shí)際是和HDR初衷想反的,是更小的動態(tài)范圍，我們俗稱為“偽HDR”
