這是一幅所謂的HDR照片，與常見的照片不同，在呈現(xiàn)了教堂室內(nèi)的細(xì)節(jié)的同時，射入強(qiáng)烈陽光的窗口并沒有形成一個慘白的光洞，連玻璃上的彩色花紋都清晰可辨，呈現(xiàn)非常大的“動態(tài)范圍”。
近來，網(wǎng)上熱炒一個概念，就是HDR攝影，所謂HDR，是英文High-Dynamic
Range的縮寫，意為“高動態(tài)范圍”。
關(guān)于HDR，網(wǎng)上見得最多的解釋是說HDR是個來自CG（Computer
Graphics電腦繪圖）的概念，是高科技、新技術(shù)云云，事實(shí)上，HDR的概念由來已久，只不過是最近因電腦游戲圖像的生成應(yīng)用了HDR渲染技術(shù)而被炒熱，進(jìn)而引起一些攝影愛好者的興趣，將之引入到數(shù)碼照片拍攝與處理而已。
關(guān)于數(shù)碼照片的動態(tài)范圍
千萬不要以為動態(tài)范圍（Dynamic
Range）是數(shù)碼相機(jī)特有的一個參數(shù)，更不要認(rèn)為有了CG才有了動態(tài)范圍的概念，嚴(yán)格來說，動態(tài)范圍是一個信息工程學(xué)概念，存在于任何信號采集、處理與記錄的過程中。如果拋開攝影的藝術(shù)價值不談，單就其科學(xué)性而言，攝影的過程就是一個光信號采集與記錄的過程，與錄音機(jī)記錄聲音是一個道理，同樣存在數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)記錄的過程。
動態(tài)范圍不能簡單理解為最大信號與最小信號之間的范圍，而是最大“不失真”信號與噪聲信號的比值。具體到數(shù)碼相機(jī)而言，決定動態(tài)范圍大小的環(huán)節(jié)有三個。
首先是圖像傳感器（CCD/CMOS）采集光信號時的動態(tài)范圍，表現(xiàn)為可記錄的最亮與最暗信號間的差值范圍；然后是A/D轉(zhuǎn)換的動態(tài)范圍，表現(xiàn)為進(jìn)行數(shù)碼采樣時的數(shù)據(jù)位，8bit、12bit、14bit還是16bit等，數(shù)據(jù)位越高，生成數(shù)碼信號的動態(tài)范圍越大；最后是文件記錄時的動態(tài)范圍，是24bit真彩色還是48bit真彩色。
如果原始信號沒有足夠的動態(tài)范圍，A/D轉(zhuǎn)換精度再高也無濟(jì)于事，而如果A/D轉(zhuǎn)換精度不足，圖像傳感器的豐富信號還是要丟失很多。最終數(shù)碼照片的動態(tài)范圍是取決于三個環(huán)節(jié)中最小的那一個，由于我們最終得到的照片是經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換之后的記錄，之前圖像傳感器本身的動態(tài)范圍是多少已經(jīng)無從考察，所以，A/D轉(zhuǎn)換的過程對于動態(tài)范圍的大小至關(guān)重要。
關(guān)于數(shù)碼圖像處理的A/D轉(zhuǎn)換
【注：本節(jié)文圖摘自攝影無忌geforcemx的帖子】
要深入理解數(shù)碼照片動態(tài)范圍的概念，不能不先說一下數(shù)碼成像過程中的A/D轉(zhuǎn)換問題。
數(shù)碼感光元件的基本單位——像素（感光二極管）可以把光子轉(zhuǎn)換為電子，電子信號由電荷電壓轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電壓，然后由A/D轉(zhuǎn)換器——ADC（Analog
to Digital
Converter，模數(shù)轉(zhuǎn)換器）采樣，把模擬的電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。由于在電腦中采用一系列由0和1組成的二進(jìn)制代碼來記錄色彩和灰度，這組代碼的位數(shù)就決定了能表示的色彩和灰度的數(shù)量。
一個1位的ADC僅僅能夠記錄兩種色彩，白和黑。（2^1=2，二進(jìn)制上為黑色“0”
和白色“1”）
這樣的圖像是沒有色彩過渡的，除了全白和全黑，沒有一點(diǎn)中間的過渡，在影調(diào)上是不連續(xù)的。
一個2位的ADC將能夠產(chǎn)生4種影調(diào)，除了全白和全黑，還多了兩種中間的灰度。(2^2=4，黑色“00”，白色“11”，兩種灰色“01，10”)
一個4位的ADC將會產(chǎn)生16種色調(diào)（2^4=16），圖像看起來已經(jīng)過渡的比較連續(xù)了，一些高光和暗部的細(xì)節(jié)已經(jīng)顯露出來。
當(dāng)ADC采用8位記錄色彩灰度信息時，我們將得到256（2^8=256）種不同的明暗梯度，而這僅僅是一條色彩通道，當(dāng)我們考慮這個像素最終產(chǎn)生的是3條色彩通道的圖像，我們就得到了256x256x256=16777216種色彩組合，也就是我們常說的24位色（每通道8位，3條通道一共24位），也就是所謂的真彩色。
 
 對于上面一組圖像，當(dāng)灰度過渡達(dá)到256級時，我們已經(jīng)不能分辨出相鄰兩個不同灰度之間的差異（實(shí)際上對于最下面一個灰度條，每個灰度還是大約兩個像素的豎條），而成為連續(xù)過渡變化的，這是我們的眼睛能夠分辨的極限。 而對于彩色的圖像，每一個色彩都是由紅綠藍(lán)三種色調(diào)按照不同的比例混合而成，因此需要記錄紅綠藍(lán)三個通道的灰度值。在24位色的情況下，（255，0，0）代表的就是飽和的純紅色，因為紅色通道數(shù)值為255，而藍(lán)綠色通道都為0，同理（0，255，0）為飽和的純綠色，（0，0，255）為飽和的純藍(lán)色，而中間的色調(diào)都介于（0，0，0）黑色和（255，255，255）白色之間。
這樣得到的就是前面提到的1千6百多萬的色彩組合，也是我們眼睛能夠分辨的極限，這樣的畫面我們將不會發(fā)覺有不連續(xù)的banding出現(xiàn)，也就是所謂的真彩色。
一般消費(fèi)級別的數(shù)碼相機(jī)都配備了8位的ADC，也就是可以產(chǎn)生每通道256種灰度梯度。而高級一些的數(shù)碼單反相機(jī)，由于配備了更精確以及動態(tài)范圍更大的感光元件，能夠記錄更多的高光、暗部和中間色調(diào)的細(xì)微色調(diào)變化，因此為了配合能夠記錄的微小電壓差異，常常選用10位（1024級/通道）甚至12位（4096級/通道）的ADC以精確的區(qū)分色調(diào)過渡。
這些信息可以由RAW等格式記錄下來，方便后期的進(jìn)一步處理，而JPEG格式由于僅支持8位/通道的數(shù)據(jù)格式，顯然無法記錄全部的影調(diào)過渡信息，將丟失層次。
“真HDR”和“偽HDR”
明白了A/D轉(zhuǎn)換的位數(shù)問題，回過頭來再談HDR就比較明白了。
大家注意到，在本文開頭，在談到HDR照片時我用了“所謂”兩個字，因為A/D轉(zhuǎn)換和圖像文件的數(shù)據(jù)位已經(jīng)限定了數(shù)碼照片動態(tài)范圍的大小，對于只能記錄24位圖像信息的JPEG格式圖像文件而言，是不可能有更“高動態(tài)范圍”的，真正的HDR只存在于RAW文件和高數(shù)據(jù)位的TIFF文件，以及專有格式文件之中。
依目前的技術(shù)指標(biāo)，計算機(jī)顯卡在表示圖像的時候是用8bit(256)級或16bit(65536)處理圖像的，即使有所謂的HDR圖像，也無法通過顯示器呈現(xiàn)出與普通照片的區(qū)別。
CG技術(shù)的HDR是以直接對應(yīng)的方式記錄亮度信息，記錄了圖片環(huán)境中的照明信息，因此我們可以使用這種圖像來“照亮”場景，在“生成”圖像的時候加入亮度信息，而HDR照片，事實(shí)上凡是以JPG文件形式出現(xiàn)的，應(yīng)該都說是一種“偽HDR”，只不過是將原來超出照片動態(tài)范圍，被丟棄的那部分信息，映射疊加到8bit的范圍之內(nèi)而已。
仍以文章開頭的照片為例，真實(shí)場景中，窗花的亮度與墻壁的亮度差別何止百倍，而照片中兩者的亮度竟然相當(dāng)接近，這顯然不是現(xiàn)場明暗的真實(shí)記錄，只不過是將窗花部分本來應(yīng)該慘白的圖像壓暗到可以顯示其細(xì)節(jié)而已，所以，這是一種“偽HDR”照片。 事實(shí)上在數(shù)碼相機(jī)出現(xiàn)之前，風(fēng)光攝影們早就在利用技術(shù)手段創(chuàng)造“偽HDR”照片了，“作偽”的手段就是漸變灰濾鏡。直到今天，許多風(fēng)光攝影仍隨身攜帶漸變灰濾鏡，如果現(xiàn)場光線的光比過大，超出了膠片或數(shù)碼相機(jī)可記錄的動態(tài)范圍，攝影師就用漸變灰濾鏡來壓暗亮度過高的部位，使其細(xì)節(jié)能夠被相機(jī)所記錄?，F(xiàn)在所謂的HDR只不過用數(shù)碼技術(shù)代替了漸變灰濾鏡而已。
HDR照片的獲得
由前面的介紹我們已經(jīng)知道，真正的HDR照片只能通過硬件性能的提升來獲得，而且必須記錄成高數(shù)據(jù)位的文件格式，如果硬件的動態(tài)范圍達(dá)不到或者軟件環(huán)境不支持，都只能是空談，我們這里所討論的只能是“偽HDR”照片。
獲得偽HDR照片途徑有三種，一種是前面提到的使用濾鏡，在拍攝的時候就將過于明亮的部分壓暗；另一種是拍攝的時候采用包圍曝光法，獲得同一場景的一組曝光量不同的照片，然后利用Photoshop或者專門的軟件如Photomatix
Pro等進(jìn)行疊合；再一種就是利用數(shù)碼相機(jī)的RAW文件，以不同的曝光補(bǔ)償輸出，然后進(jìn)行疊合。
這幅照片就是用第三種方式獲得的。
這幅照片，使用的也是同樣的方法。
“偽HDR”的真實(shí)性
盡管這是一種徹頭徹尾的“偽”HDR照片，但在某種意義上卻接近人眼的實(shí)際觀察效果，因為人眼在觀察這樣的場景時并非“一次曝光”，而是隨著注視點(diǎn)的移動逐漸調(diào)整對光線的敏感度的，在觀察壁畫時適應(yīng)室內(nèi)的亮度，在觀察窗口時，又會很快適應(yīng)窗口的亮度，所以在最終印象中，各個部位細(xì)節(jié)都能觀察到，正是由于這個原因，這種“偽HDR”照片有其真實(shí)的一面，尤其在風(fēng)光攝影領(lǐng)域，彌補(bǔ)了器材的不足。
以這幅“HDR照片”為例，這明顯是一幅逆光的照片，如果要拍出古堡墻壁的細(xì)節(jié)，就要按古堡的亮度曝光，那么照片中天空肯定一片明亮，看不到任何細(xì)節(jié)，但事實(shí)上如果在現(xiàn)場，人是既能看到古堡的細(xì)節(jié)又能看到天空中的云絲的，所以這種“偽HDR”照片在某種意義上更接近“真實(shí)”。
這是一個主體明亮，而背景比較暗的例子。 需要指出的是，HDR并非適合所有攝影題材，一般用于風(fēng)光攝影。因為HDR破壞了畫面原有的光影效果，如果用于其他題材反而顯得很假，照片中有些細(xì)節(jié)事實(shí)上是要刻意隱藏的，否則會破壞主題。
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