簡明ＦＯＴＯ詞典：反差與動態范圍

隨著數字時代的到來，數碼相機已經逐漸進入到普通家庭的生活，我們可以拿著它隨心所欲地捕捉各種精彩瞬間。然而， 您對于手中的助手是否了解？數碼攝影涉及哪些必須了解的概念？《簡明FOTO 詞典》就將通過常用的攝影詞匯和基本概念，按影友拿起相機到具體使用的流程，讓更多的新影友正確認識和掌握這些詞語的專業概念，并能夠將其運用到實際拍攝中，達到知之有用且能用的目的。

170 年來， 從攝影的黑白時代到彩色時代，有一個專業術語是攝影師最常用的，這就是“反差”。到了數碼時代的今天，又有一個新術語頻繁出現在書刊上，這就是“ 動態范圍”。那么，這兩個術語是什么意思呢？

一、反差

在攝影中，反差是一個多義和綜合的概念，指景物或影像的明暗之間的差距。這其中又分被攝物體表面的明暗之差、照明光源的明亮程度區別、照片上影調最淺亮與最深暗的差距，等三種不同的應用。同一個術語多用途，所以這也就經常讓初學者迷惑和混淆。

對于被攝物體來說，反差是景物中亮部和暗部之間的亮度對比。即我們常說的被攝物體反差，景物亮度對比大稱為景物反差大，反之為小。例如青年攝影家張會迎拍攝的《長辮子》（圖１），黑色長發與白衣雪膚同時出現，就是極大的反差。而黃土地中穿黃色衣服的人，就是小反差。

對于照明光源來說，反差是衡量光源中最亮與最暗之間明亮度的差異，在專業上它可以用量化的燭光值和功率大小來表述。如有1000瓦燈泡與500瓦燈泡分別照明反光率相同的對象（如人的左右兩邊臉部），就產生了左臉與右臉有2 比1 的不同明暗影調差，而且隨著左右兩邊光源的功率大小變化，人臉部的明暗影調差也會相應發生變化。（圖２）

對于照片影像來說，反差是一幅畫面中所呈現的影像亮部與暗部的差別，明暗差別大稱為影像反差大，反之為小。這個差別的形成與大小狀態，既受到曝光的影響，也受到后期制作的影響。傳統膠片時代改變照片的反差，是運用藥液和感光材料的不同配合來實現的，非常煩瑣不便；到了數碼影像時代，后期圖像軟件的應用，可以輕松便捷地改變畫面影像的明暗反差。如ps 軟件中通過對比度調整或色階調整，都能使一幅低反差的影像立馬變成高反差的影像。（圖３）

明白了反差，就容易理解動態范圍的內涵了。

二、動態范圍

動態范圍指一個物理量的最高值和最低值之間的范圍，是一個相對性概念。最早是信號系統的概念，即一個信號系統中最大不失真電平和噪聲電平的差值，在實際用途中，多用對數和比值來表示動態范圍。從理論模型上看屬于一種數字編碼應用。假如我們把數字影像系統也看作一個信號系統，動態范圍就成為采集和研究信息數據的重要概念。

動態范圍表示數字影像所包含的從“最暗”至“最亮”的范圍。動態范圍越大，所能表示的層次越豐富，所包含的色彩空間也越廣。具體又分為兩個部分，即輸入動態范圍（相機寬容度）和輸出動態范圍（畫面影像反差）。

寬容度是指感光元件成像時對場景明暗范圍的容納程度，通俗地說，就是感光元件可以容納并再現景物從最亮部分細節到最暗部分細節的跨度范圍。自然界中，各種景物的明暗范圍差別極大，有的高達幾百倍，有的只有三、五倍。寬容度大的數碼相機可記錄的景物明暗范圍就大，寬容度小記錄的景物明暗范圍就小。如圖４就是不同寬容度范圍示意圖。（圖4）

具體比如拍攝四川四姑娘山（圖５），從最亮的白云、中間的綠草到最暗的陰影山坡共有7 個明暗等級，寬容度大的相機可以使白云的細節和陰影的細節都記錄下來，寬容度小的只能記錄以綠草為基點的５級區域，超出的區域（如白云和陰影）影像就會是死黑與死白。

早期的數碼相機寬容度一般在５級Ev 左右，當前的數碼相機的寬容度大多為７級Ev 值左右，與傳統的彩色負片相似。在曝光控制上可參照處理。

動態范圍對于數碼影像，更重要的價值是實現高動態范圍成像(High Dynamic Range Imaging) 。即將前期曝光和后期圖像制作數字無縫結合，利用圖像軟件的智能處理，實現比普通數字圖像技術更大曝光動態范圍（更大的明暗差別）的一組技術，從而正確地表示從太陽到黑影這樣大的范圍亮度。具體做法是，面對明暗亮度差距極大（如逆光下）的景物時，分別拍攝幾張不同曝光度的照片，然后取其中各自的亮部、中間部和暗部，合成一張既有亮部細節，也有暗部層次的HDR 影像。（圖６）

在計算機圖形圖像中，高動態范圍成像最初只用于純粹由計算器生成制作的圖像。后來，人們開發出將不同曝光效果照片合成高動態范圍圖像的方法。目前已經成為一種比較常用的專業手段，被許多攝影師用來生成高動態范圍場景的照片，

最近，有些廠家宣傳這個技術已經設計到相機內微電腦程序上，可獲得一定的動態范圍擴展和優化功能。比如富士的“高動態范圍”，索尼的“DRO”、佳能的“高光色調優先”，尼康的“動態D-Lighting”等。實際上，除了多畫面合成外，大多是通過調整Gamma 曲線來改變影調范圍，增加高光部位或陰影處的對比度，并沒有提升感光元件的總體寬容度。

高動態范圍成像解決了相機性能不足的缺陷，獲得完美的最終影像，也就是在輸出終端保證完美。對于攝影人來說，最后（終端的）畫面的精美才是最好的結果。

在實際拍攝中，對最終輸出影像產生影響的還有一個因素，就是我們拍攝的文件格式。采用JPEG 格式拍照時，相機會省略部分數據，以反差較強的曲線記錄圖像信息。但是用RAW 格式拍照時，動態范圍可以以最原始和完整的形式保留，便于后期選擇適合自己需要的色調曲線來壓縮動態范圍和色調范圍，使照片輸出時獲得適當的影像反差。