數字圖像入門 圖像的動態范圍
夏昆岡 于 2011.12.17 23:21:06 | 源自:www.soomal.com | 版權:原創 | 平均/總評分:10.00/60

顏色最暗到最亮的范圍,被稱為動態范圍,光線的明暗變化在這個范圍內實現,范圍越大,變化層次越多,即層次感越強,對細節的描述能力也就越強。單純的說數字圖像的動態范圍概念,比較好理解,但動態范圍如果作為相機成像質量判斷時,則容易產生誤解,本篇嘗試來講解圖像的動態范圍。

我們接觸到最多的數字圖像是24位[bit]的,它分別將紅綠藍三原色做了8位的量化,然后三原色組合可以產生最多8位X3種值,即16777216種顏色,但顏色不等于亮度,不同的顏色值可能對應一個亮度值,因此圖像的明暗變化層次要小于顏色的變化,動態范圍是一個與亮度相關的概念。為了舉例方便,我們在文中使用的是8位的灰度圖像。

  • 這是一組對比,左側圖像拉出了一個0-255的漸變,右側的則為21-220,可以這么簡單理解,左側圖像動態范圍為256,而右側則為200。左側圖像對明暗變化的描繪更加豐富,記錄了更多的亮部和暗部細節。是不是可以記錄更大的范圍呢?答案是否,8位的灰度圖像,最大的動態范圍為256,圖像的實際記錄范圍不會超過其極限值,理想狀況是無限接近或極限值,左側的圖像的動態范圍與理論最大動態范圍相等。這里出現了兩個“動態范圍”,一個是數字圖像的理論最大動態范圍,一個是數字圖像記錄后實際產生的動態范圍。

    24位和48位圖像,哪種動態范圍更大?這個問題中的“動態范圍”指的是理論最大動態范圍,而“這張圖動態真大”,這種說法中包含的“動態”或者“動態范圍”指的是照片記錄后實際產生的動態范圍。

  • 有這么一個場景,使用相機拍攝得到了一張照片,效果比較理想,有著明晰柔和的光影變化。我們假設這是標準化的照片,用于參考對比。

  • 但也可能因為相機硬體的不足或者拍攝參數設定不當,得到另外的結果。這兩張照片明顯的亮的地方不夠亮,暗的地方不夠暗,中間層層次變化少,導致了灰蒙蒙的效果,這種結果在實際拍攝中經常遇到。

  • 還有一種情況就是亮的地方太亮,有溢出,暗部則出現死黑,它雖然看上去會明暗反差更大,這也是以犧牲中間層為代價的結果,淺灰到深灰的變化層次變少了。

    這幾張圖片表現了相機對光線明暗變化的記錄能力,不同的相機對光陰明暗的記錄能力不一樣,這就是相機記錄能力的動態范圍的差異。又叫光學動態范圍,動態越大的紀錄能力,其寬容度就越好,畫面就越難以出現死黑或者溢出的問題。

  • 制造商=SONY;型號=NEX-5N;焦距=16毫米;日期=2011.09.29 16:38:56;光圈=F8.0;測光模式=模式;感光度=ISO100;曝光補償=-0.3EV;曝光時間=1/160秒;曝光程式=光圈優先
  • 相比人眼,最先進的感光器也無法象人眼那樣描述光影的變化,換句話說就是人眼“動態范圍”更大,在光差較大的場景中,拍出來的照片往往會不是高光溢出就是暗部死黑,難得完美,于是產生了一種叫做HDR的合成技術。

    HDR即高動態范圍[High-Dynamic Range],它采用多次曝光技術,分別記錄高光、中間層、暗部的細節,然后合成一張照片,這樣合成的照片能表現出更加豐富的明暗變化來。而此時的高動態,是指的記錄后實際產生的動態范圍。

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    發表于2019.06.05 10:26:36
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    223.074.171.***
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    發表于2019.02.20 05:55:43
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    117.146.117.***
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    發表于2019.02.12 19:46:34
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    03
    你可以理解為機器一次照了多張照片 幾張照片中有的是高光部分優先 暗部細節差 有的相反 把幾張照片中表現好的部分進行合成最后輸出一張高光暗部表現都好的照片 這就是hdr 沒有壓縮
    發表于2017.08.20 21:31:53
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    03
    動態壓縮就是因為硬體或者環境不適合較大幅度的響度變化而進行壓縮

    HDR好像也是把較大的亮度變化縮小到熒幕可以展示的范圍內,避免兼顧不過曝而導致暗部顯示不出細節,或者照顧暗部導致亮部過曝……

    之前我是這么理解的嘿嘿
    發表于2017.08.20 21:17:08
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    03
    hdr是合成技術 音頻用這種技術干嘛? 要硬說的話 錄音師和EQ的作用類似于這個hdr吧。。。也只是類似。。。
    發表于2017.08.20 09:41:36
    23
    03
    有的手機帶有HDR功能,貌似可以把比較暗的地方亮度調高,亮的地方防止過曝……應該類似于音頻中的壓縮動態吧……但又不完全是
    發表于2015.05.10 21:15:32
    21
    218.249.118.***
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    發表于2014.11.01 12:34:17
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    發表于2012.02.18 20:57:35
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    發表于2011.12.20 21:55:45
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    發表于2011.12.20 09:57:26
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    060.208.***.***
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    發表于2011.12.19 17:18:07
    15
    210.073.097.***
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    發表于2011.12.19 13:51:16
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    發表于2011.12.18 18:15:50
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    061.236.219.***
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    發表于2011.12.18 17:53:56
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    發表于2011.12.18 17:00:25
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