“动态范围”这一词被广泛地引用,有时在甚至成为了设备可拍摄的图像质量的衡量标准。实际上,动态范围只能反映出设备拍摄的图像质量的其中一个方面,并不能代表整体的情况。
这张图像中相机保护了高光部分,消除了阴影部分,充分展示了相机捕获的动态范围,但真的仅凭一个数字就能完整地描述这样的能力吗?
何为“动态范围”
简单地说,动态范围是指相机可以捕捉到的拍摄对象的亮度的范围,即“最亮”到“最暗”的“可用的”范围。它可以很好地展示相机中RAW文件的可调整范围,但它也仅限于此,并不会告诉我们更多的东西。
动态范围的差异通常存在于图像的暗部部分。因为数码传感器对于高光的记录都有着一个“截止点”,即高光部分超过一定的亮度后,再任何额外的光线都会直接被传感器记录为“最大亮度”。因此,画面中的高光部分往往是很难恢复的。
如果传感器对光线有着更大的捕捉能力,那么它的基础ISO值就会被评得更低。它的高光部分仍然会产生“截断”,但是更好的传感器会在暗光部分中获得额外的动态范围。
动态范围的“可用”性?
在这里需要注意的是,我们上面的定义指的是画面可用的情况下,而这是一个比较主观的判断。“动态范围”有一个被称为“工程动态范围”的技术定义,它使用噪声水平等于场景信号强度的点(信噪比为1)来定义。从视觉上看,这其实比大多数人能接受的噪点更多。另外,海外测评媒体Photons to Photos的Bill Claff也提出了属于自己的标准,他将其称之为“摄影动态范围”,但这仍然不一定是你自己所能接受的“可用”的标准。
除了相机、传感器本身可用的动态范围有所不同外,后期流程可能也会对动态范围产生一些影响。由于动态范围的可接受下限与噪点有一定关系,因此它当然也会受到图像缩放和后期降噪处理的影响。因此,如果后期工作流程中包含图像缩放或比较复杂的降噪处理,这可能也会影响到相机的动态范围。
通俗地说,对于一张照片,我可能认为高光/暗部被拉回后的画质“可以接受”,但你却不一定认为。
动态范围值只描述了“最暗”到“最亮”的“距离”,它不会告诉你这两点之间的“质量”。通俗地说,“可提供12档动态范围”的相机不意味着它在11、10、9档时都能具有一致的性能。
画面的高光部分呢?
实际上,高光“溢出”的部分也可能存在着一些可还原的余地,因为传感器中的红色、绿色、蓝色通道可能不会处于相同的亮度水平下。但是,一旦其中一个色彩的通道达到了“截止”的部分,由于一部分色彩的内容可能已经缺失,因此想要在颜色准确的情况下还原出细节就是非常困难的事情了。
通常来说,相机会尽可能多地利用高光部分的信息,但在RAW文件中能否恢复高光总体来说还是取决于运气,即被“截”掉的部分是否正好对想要拉回的颜色至关重要,在进行后期时,解RAW的软件的能力也可能会产生一些影响。
JPEG的限制
JPEG格式的照片通常只能覆盖9档左右的动态范围。那么问题来了,动态范围既不能完全用来体现相机的图像质量,而JPEG又只能使用到它的一部分,那么我们为什么要关注动态范围?它到底有什么用?
当想要更大的动态范围时,最明显的情况是当尝试拍摄动态范围超过~9EV 的场景时。尽管JPEG已经可以用于大多数照片,但有时如果想要捕捉日出或日落等场景的情况下,JPEG会导致高光细节被“截止”或阴影部分的细节消失甚至死黑。
而RAW文件可以让拍摄者选择减少曝光并提亮的阴影部分以应对各种实际情况下的光线。在这些情况下,具有更宽动态范围的相机将提供更多可用的宽容度,尤其是在阴影部分。
并且,随着HDR显示器以及能够充分利用它们的10Bit文件的普及,相机捕捉更宽动态范围的能力可能也会变得更有价值。
总结
总的来说,仅凭“X档”这样数字来判断相机的动态范围其实是不全面的,因为其它许多要素也会对画面动态范围产生一定的影响,例如噪点等。并且,能够“拉回”的动态范围也并不意味着它在画面中就是可用的。
举个简单的例子,一台相机标注其为“12档动态范围”,但这也只能表明它在工程测试环境、理想情况下能够获得这样的水平,或许它在实际拍摄中,在第10档、第11档时画质已经“不可用”;或是在某些档位开始,它就已经无法完整地还原出原始画面的效果了。
虽然不应该单单使用数字来概括动态范围从而了解相机的性能,但动态范围本身也依旧是图像技术中的重要组成部分,并且在将来,随着HDR、10Bit文件甚至更高文件的普及,它也会越来越有用。
图文来源:DPREVIEW
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