初學攝影:讓動態範圍與直方圖,開啟準確曝光的“任督二脈”

初學攝影:讓動態範圍與直方圖,開啟準確曝光的“任督二脈”

初學攝影:讓動態範圍與直方圖,開啟準確曝光的“任督二脈”

初學攝影:讓動態範圍與直方圖,開啟準確曝光的“任督二脈”

近幾年來,相機的動態範圍已成為攝影界的熱點話題,甚至有不少攝影師根據這一規格來評價相機的效能。但相機的動態範圍有多重要?對拍攝有什麼影響?攝影初學者是否需要糾結於此?

本文將為您一一揭曉!並且根據拍攝需求,詳細介紹如何根據直方圖合理利用相機的動態範圍進行有效的曝光控制。

初學攝影:讓動態範圍與直方圖,開啟準確曝光的“任督二脈”

一般情況下,只有在拍攝大光比的場景(如日出或日落)時,相機的動態範圍才得以體現。在這種情況下,光線的差異在場景中更加明顯。根據相機的曝光選擇,天空可能會因過曝而呈現死白,或陰影因欠爆而呈現出死黑。最終,影象在高光和陰影下丟失了大量細節。為了保證這些細節的完整,我們需要了解相機的動態範圍,合理控制曝光。

動態範圍能造成怎樣的影響?

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要深入研究動態範圍,首先要建立起灰階的概念。在灰階圖中,渲染每個畫素的亮度值轉換,影象不包含顏色,只保留灰階資訊。照片的亮度也可以用色調強度來說明,可以從黑色色調(零強度)到白色色調(全強度)的不同層次來衡量,在這些層次之間存在著無數的灰色色調梯度。

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從根本上說,動態範圍描述了可測量的最大和最小光強度(分別是白和黑)之間的比率。在實際拍攝中,相機會捕捉到不同程度的光源強度和物體的反射率,所以不會出現絕對白或絕對黑。這也使得動態範圍的概念變得更加複雜,不過更多取決於我們描述的物件。為了簡化問題,實際上僅需考慮兩個動態範圍:拍攝場景的動態範圍和相機的動態範圍。

場景的動態範圍是測量陰影到高光的亮度範圍。在低照度條件下,動態範圍(場景中暗區域和亮區域的差異)非常小。這一範圍在陽光充足的場景下會更大。如果相機可以記錄的範圍能夠覆蓋當前拍攝的場景的動態範圍,則最終影象能完整地記錄高光和陰影中的所有細節。然而,如果場景的動態範圍大於相機機的可記錄動態範圍,那麼最終的影象部分割槽域可能會曝光不足或過度。

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在照片中,動態範圍用“檔”來衡量。每增加一檔,亮度就增加一倍。理論上來說,人眼能感知大約20檔的動態範圍。這意味著,理想情況下人眼感知到的最暗色調比同一個場景中最亮的色調暗約100萬倍。所以即使是大光比場景,人眼也可以看到陰影中的細節。在攝影中我們經常提到的動態範圍,就是由照相機的影象感測器提供的最大記錄範圍。近些年,相機制造商不斷改進生產技術,使其更接近人眼,但目前主流相機的相機動態範圍也只有10至15檔。

毫無疑問,當我們購買相機的時候,它的動態範圍是值得我們參考的效能。但作為攝影者,更應注重如何控制曝光,在有限的動態範圍內,達到最佳的拍攝效果,避免動態範圍限制帶來的影象細節損失。

讓直方圖成為曝光“參謀”

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影象是否會因為動態範圍的限制,而產生細節的丟失。這一點在取景器或LCD顯示器上很難判定,因為我們一直受到周圍光線和螢幕本身亮度的影響。但是,可以使用直方圖作為參考工具,視覺化對場景和相機的動態範圍並進行判定。

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直方圖可以作為相機的實時參考工具,在取景和回放照片時都可以使用。直方圖是影象中曝光的畫素的圖表形式,圖的左側代表黑色色階和陰影,右側代表高光和白色色階,中間部分是中間色調(18%灰)。各個區域產生的峰值越高,代表該區域特定色調的畫素就越多。

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一般來說,曝光平衡且無細節丟失的影象,大部分畫素均勻地分佈在中間調、高光和陰影區域,不會觸及左右邊緣。由於這些區域(黑白階)的資料代表了影象中產生死白或死黑的畫素(也就是說,超出了影象感測器記錄的動態範圍)。

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例如,該圖右端峰值,表示高光過曝(高光部分超過相機,可以讀取動態範圍)。直方圖表示特定影象的色調範圍,因此沒有準確或錯誤一說。該型別的直方圖,通常會出現在高調(亮調)攝影作品中。

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反之。直方圖顯示的是影象中最左邊的峰值。也就是說,本圖中的陰影區域發生了欠爆,這通常發生在低調(暗調)或剪影等拍攝主題。

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直方圖不僅可以幫助您直觀地理解相機的動態範圍限制,還可以表示場景的整體曝光資訊。在偏暗調的影象中,可以看到直方圖的峰值向較暗(陰影)的一側嚴重偏移。明亮影象直方圖的峰值,將嚴重偏移到明亮(高光)的一側。在對比度低的場景中,最高值集中在直方圖中間調位置。而在對比度高的場景中,峰值主要集中在直方圖的兩端。理解光是成為優秀攝影師的關鍵之一,理解直方圖是評價可用光的核心技術。

用HDR突破動態範圍限制

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直方圖可以更精確地控制曝光,但在面對大光比場景時會受到動態範圍的限制。這時需要另一個專案技術——高動態範圍(HDR)。該技術能夠擴大相機的動態範圍,以便在高對比度場景(如日落和室內照片)中超出動態範圍限制,捕獲更多細節。

什麼是高動態範圍HDR攝影?

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高動態範圍攝影可以簡單理解為影象後期合成技術。需要在不同的曝光設定下捕捉場景,合成多次曝光。通常我們至少要拍三張照片,正常曝光是曝光的基本參照。一張較暗的曝光,提取場景高光區域細節。以及一張較亮的曝光,提取場景中陰影區域細節。

機內HDR拍攝:

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相機附帶HDR拍攝模式,通常在1EV(曝光值)到3EV以上的曝光範圍選項。開啟該模式後釋放快門,相機將根據設定的引數進行3次曝光(部分高階型號可設定5 ~ 9次曝光),隨後相機將自動合成最終影象。但是請注意,在該模式中,最終合成由相機自動執行,因此最後效果的可塑性較差