高画质的另一指标!数码相机动态范围详解
高画质的另一指标！DC 动态范围详解
天健数码·RUNSKY 发布时间： 2008-07-31 14:32:37 星期四 强光照射到被摄物体的部分会生产高光溢出，没有感光的部分会暗部缺失而看不见，这种从高光溢出部分到暗部缺失之间的幅度，也就是指最亮和最暗区域之间的表现范围，被称为动态范围，换言之，感光器的动态范围越高，光源信号就越能够被真实、准确、充分地投射到感光器上，因此成像素质也就越高，画面就会越真实，层次就会更丰富。
然而，现在很多消费者购买数码相机的时候，往往会忽视这个重要的方面，而一味地关注像素；殊不知，动态范围也是决定画质好坏的决定性因素之一。
和人类眼睛的成像原理一样，数码相机也是通过对红绿蓝这三种基色光进行感应来形成图像的。数码相机所拍摄的图片，其实是由一个个完成感光的像素点堆积而成的。一块感光器的有效拍摄像素达到多少万，就代表该感光器上分布着多少万个像素点。同时，感光器面积也非常重要。在有效拍摄像素相同的情况下，感光器的面积越大，单个像素点的面积就越大，在单位时间内吸收的光量也就越
大，成像品质也就越高。
然而，即便是2款有效像素和感光器面积相同的数码相机，在同样的拍摄条件下（同一个环境、同一个摄影师、所有拍摄参数都相同）进行拍摄，也会取得不同的成像效果。有些图片细节相对比较真实，而有些图片则出现色彩过亮和失真的区域，有时候又有亮度不足的区域。答案就在于感光器的品质有差别，主要在于其动态范围。
正如前面所说，一块感光器能够顺利完成感光，代表它可以辨认各种色彩；一块感光器的面积越大，代表它在单位时间内吸收的光量也越大。但是有一个问题，那就是这块感光器容纳光量的能力究竟怎么样呢？再通俗点说，就是这块感光器记录可见光线明暗变化的范围有多大、能力有多强、最低能感受到多么暗的光线，最高能承受住多么亮的光线。而能够体现上述素质的性能指标，就是感光器的动态范围。
高动态范围的意义：
目前部分数码相机拍摄的照片具有超高感光度并且延伸了照片的动态范围，照片的阴影部分和高亮部分可呈现出更加详尽的细节。比如富士的部分产品就带有超宽动态范围可让你尽情拍摄特殊场景，捕捉亮度和色调上的细微差别。即使在阴影中无法看到的细节均可详尽真实的在现出来。
我们用富士F100fd 拍的照片来说明这个问题吧。F100fd 具有动态范围选项，有100％、200％和400％三档。为了说明动态范围的作用，我们分别来看两张样张，分别是动态范围设置成100％和400％。
动态范围100％，对比比较强烈，白色墙体高光部分溢出比较明显。
动态范围400％，画面比较细腻，墙体部分层次相对更丰富些。
下面两张是局部放大的局部，左边是动态范围100％，右边是动态范围400％。差别比较明显，动态范围400％的照片色彩更丰富，更自然，暗处的细节也表现得更加好。
为了对动态范围有一个更加深刻的了解，我们通过下面2幅图来简单说明一下。
在上述两幅图片中，整幅图片的共同高度代表相机的动态范围，而每一格代表一个像素点，每一格中高低不平的绿色光柱则代表该像素点精确成像所需要的感光量。由于每个像素点所反映的图片细节不同，因此感光量自然也不同，所以上图中的绿色光柱就显得有高有低。
从图片1可以看出，当右侧的几个像素点都顺利获得所需要的感光量时，左边最后一个像素点的感光量很非常低，几乎察觉不到，如果此时完成拍摄的话，那么从成像效果去看，左边最后一个像素点所代表的细节肯定有所缺失。
那么，为了让图1中最左边那个像素点顺利完成感光，我们把曝光时间稍微延长一点怎么样呢？这就是图2所带来的效果。当曝光时间延长之后，最左边的像素点确实得到了所需要的感光量，但是最右边2个像素点的受光量却超出了承受范围，因此发生了光子溢出，其中红色部分就代表溢出的光子量。请注意，这些溢出的光子量并非凭空消失，而是直接影响到这2个高光溢出像素点附近其他像素点的感光量，所以会造成色彩失真。
因此，我们可能遇到的两难是――如果减少曝光时间来防止高光溢出，那么很多用来描述昏暗环境的像素点就没有足够的时间来感光，导致图片昏暗部分的信息缺失。然而一旦延长曝光时间，高光区域又容易发生光子溢出，进而导致某些画面细节的色彩失真，出现画质下降的情形。
但是，只要动态范围足够大，一切都好办。既能感受到非常暗的光线，又能承受足够亮的光线。在明暗差别非常大的场景中进行拍摄时，足够强悍的动态范围能够保证高光和低光区域都得到合理的感光。因为足够大的动态范围有能力因为照顾低光区域而延长曝光时间，同时又不会让高光区域因为容量问题而发生光子溢出。
从2005年开始，数码相机产业进入了一个全新的迅猛发展时期，市场上的主流拍摄像素从300万一路飚升到1400万。现在，相机的像素之争已经露出疲
态。因为越来越多的用户已经深刻地认识到，惟有优秀的成像效果，才是衡量相机品质的最重要标准。正因为如此，对相机画质有着重要意义的动态范围正引起数码影像领域越来越多的关注。