曝光单元之四 数码单反相机的宽容度

我们摄影,总是想把所有看到的一切,不论是蓝天白云,沧海老林,美女莽汉,殿堂展馆,以至烈日当头树林浓荫下的人脸,都完美地收入镜头,高光不过曝,暗部不死黑,这可能吗?
我的回答可能令新兄弟深深地叹一口气:非不为也,乃不能也!

为什么?因为受到相机宽容度,也就是CMOS宽容度的限制。

宽容度是指传感器按比例正确记录景物亮度范围的能力。被摄景物由最亮部分至最暗部分的差别,可以用明暗间的比例数字来表示。假设:景物最亮部分比最暗部分要明亮50倍,那么它们之间的比例数字是1:50,这就是景物的明暗差别。传感器所具有的正确表现被摄景物明暗差别的能力,即为传感器或感光材料的宽容度,通常也称为曝光宽容度。

当传感器的宽容度等于或大于景物亮度的明暗比例时,只要曝光参数设置得当,传感器就可以获得一个明暗得宜的完美图像。
如果传感器的宽容度小于景物表面的明暗度,那就好像拿一支2m卷尺去量摩天大厦,量来量去也只能量到其中一段,很容易出现层次缺少或死黑、死白的情况。这时最重要的就是保证主体获得最适当的曝光。

那么,数码单反相机的宽容度究竟有多大呢?

如果以EV作为衡量标准,根据文献,胶片摄影的负片宽容度最大,大约是10EV,反转片是6-7EV。数码摄影的传感器宽容度大致与反转片相当,也就是6-7EV。说的更细一点,就是上2个半,下4个半,或上34.。从测光点向暗部扩展,层次一般可以更丰富一些,这也是通常提倡宁欠勿过的原因之一。 
数码单反相机的曝光补偿(EV调节)范围一般都设置为正负2-3EV,这正是反映了他的传感器的宽容度范围。但是我们550D的曝光补偿范围却是正负5EV,超出了在它之前生产的所有数码单反,包括高档机5 D MARK II。这也就是说,佳能认为,由于技术改进(评测中已经讲到了),550D已经具备了10EV的宽容度。因此我们要珍惜并好好发挥它的作用。

但是即便如此,它也不过是从“2m卷尺”发展到“3m卷尺”!在大多数,甚至绝大多数情况下,它仍然是量不尽大自然这座“摩天大厦”的。因此我们只好退而求其次,注意在相机宽容度的允许范围内,“看菜吃饭”,适当获取自己希望获得的图像。如果取景范围内景物的明暗对比超出了传感器的宽容度,死黑(暗部严重欠曝从而丧失层次)、死白(高光过曝从而丧失层次)将是不可避免的。

如此说来,我们只有“俯首帖耳”“不逾矩”这条路可走了。那也不全是!在我们掌握了这个原理以后,在软硬件的帮助下,再练点“内功”和“外功”,还是可以在一定程度上改善或扩宽宽容度的。

我说的这个内功,就是指用RAW格式记录和处理信息数据。用RAW格式记录,宽容度还是那么几个EV,内部灰阶还是256级不会变,但由于CMOS在采集信息时只取了红光、蓝光的25%,绿光的50%,等于比采取全部光线降低了一个EV有余,或相当于高光端往外延伸了1个多EVRAW格式原样保存了它,所以处理高光的余地就比jpg格式更大。而且经过内部调节,重新分配灰阶分布,可以改善暗端的“死黑”现象。所以用RAW格式记录处理信息数据,等于拉伸了宽容度并改善了内部的灰阶分布(这是我个人的理解,未见有文件如此阐述,如有错误欢迎指正)。
采用RAW格式记录也有缺点,一个是占用存储空间大,一般是jpg格式的5-6倍。另一个是处理软件比较少,一般软件处理不了。据我所知,现在可用于550D的RAW格式图像处理软件只有寥寥三四种;一种是佳能的随机软件DDP,所以对于550D用户来说,处理RAW格式资料不会是什么难题。另2种都是Adobe公司的,其中1个是独立软件Lightroom 3,功能最为强劲。另一个是Photoshop的插件Camera Raw 6,DDP与后者的功能很相似。最新版的ACDSee也可以处理RAW格式数据,但它是先把数据转换为jpg格式以后再处理的,所以已经丢失了RAW格式原有的优点,与jpg格式没有什么本质区别。

我所谓的“外功”,是指曝光包围+HDR合成。合成以后等于把宽容度向亮端和暗端延伸了。曝光包围的EV向外延伸多少(例如1个EV),就是把宽容度往两端各扩展了多少。
HDR是High-Dynamic Range(高动态范围)的英文缩写。HDR是3D游戏制作必不可少的手段,也是图像处理解决宽容度的一种有效工具,常用图像处理软件Photoshop和光影魔术手都有HDR合成功能,专用软件还有Adobe的DynamicPhoto HDR4和国产软件HDR Darkroom等。各位可以试试。

本节参考文献
http://baike.baidu.com/view/7014.htm
http://zhidao.baidu.com/question/110336235.html
http://www.512ps.com/forum.php?mod=viewthread&tid=39047

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