聊聊HDR与测光的关系
夏昆冈 于 2021.10.25 10:05:31 | 源自:www.soomal.com | 版权:原创 | 平均/总评分:10.00/130

老法师们买相机时,会经常优先考虑动态范围。动态范围是什么,对应的英文是Dynamic Range,所谓动态,指的是光的明暗变化,动态范围则是感光器所能拍摄到最强光和最弱光之间的范围,目前的地球科技,尚无法做到像人的肉眼一样,能容纳极大的环境光差,所以感光器成像很容易出现溢出或者死黑现象,这种差异就是感光器的动态范围所决定的。动态范围以高为美,高的动态范围才能呈现更加丰富的明暗变化。

感光器的动态范围高,那么相机的动态范围就高吗?并不是,因为相机还有机内的处理,而这些处理,会损耗动态范围,通常来说,相机的动态范围低于感光器的。

  • 制造商=PANASONIC;型号=DMC-LX3;焦距=5毫米;日期=2011.04.18 11:40:34;光圈=F3.5;测光模式=模式;感光度=ISO80;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=10/6400秒;曝光程序=光圈优先
  • 早期的相机很惨的,来看一张十年前用松下LX3的样张,晴天场景,看上去却阴沉沉的,这就是动态范围不够大导致的结果,它无法呈现现场那种强烈的明暗光差。这种场景中,LX3怎么测光都是错的,顾了头就难顾腚,所以保守的做法是保中间调区域,以确保错得不太离谱。

  • 这种情况并非LX3独有,而是相当普遍,程度不一而已。所以出现了一种叫包围测光的玩法,包围测光指的是以标准曝光值、标准加正负固定曝光增益的一组曝光值共同组成,每组测光值拍摄一张照片,然后堆栈合成一张照片,合成过程当然是人肉的,没法手持,因为会抖,要上架子,这样才能得到一张能容纳更大光差的照片,暗部和高光细节会有明显改善。

    你可能意识到了,这不就是HDR吗?

  • 是的,这就是HDR。HDR的英文全称就是High Dynamic Range,它出现的最初使命就是为了扩展感光器或者相机的动态范围。当HDR被移植到手机后,因为有强力的算力支持,HDR轻松的实现了自动化。只有自动化,才能让更多的照片获得大的动态范围。

  • 制造商=VIVO;型号=VIVO S10 PRO;焦距=6毫米;等效焦距=23毫米;光圈=F2.0;测光模式=中央平均;感光度=ISO448;白平衡=自动;曝光补偿=-1.0EV;曝光时间=10000/1000000秒;曝光程序=未知;场景类型=标准;日期=2021.08.01 14:27:41
  • 有了大的动态范围,便为获取更加合理测光值的提供了可能性。手机中测光与HDR关联最典型的例子是人像模式,当检测到面部,系统会自动切换到脸部优先测光模式。在传统的摄影模式中,逆光人像需要借助反光板,或者后期才能保证人物和背景同时获得正确的曝光,得到接近人眼所见的观感。而手机在算法算力支持下,可以一键完成。

    制造商=NOKIA;型号=808;焦距=8毫米;光圈=F2.4;感光度=ISO500;白平衡=自动;曝光时间=119989/1000000秒;场景类型=标准;日期=2012.08.18 09:40:18
    制造商=NOKIA;型号=808;焦距=8毫米;光圈=F2.4;感光度=ISO250;白平衡=自动;曝光时间=29981/1000000秒;场景类型=标准;日期=2012.08.18 08:11:37

    以前的手机在弱光场景几乎睁眼瞎,即便配置吓死人的诺基亚808,在弱光场景也相当乏力,更别说同时期的其他手机。不管是测光还是细节,在今天看来都不入流。要知道808使用的可是一枚1/1.2英寸的感光器。

    制造商=VIVO;型号=VIVO X70 PRO+;焦距=7毫米;等效焦距=23毫米;光圈=F1.6;测光模式=中央平均;感光度=ISO671;白平衡=自动;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=20000000/1000000000秒;曝光程序=程序模式;场景类型=标准;日期=2021.10.04 19:28:32
    制造商=VIVO;型号=VIVO X70 PRO+;焦距=7毫米;等效焦距=23毫米;光圈=F1.6;测光模式=中央平均;感光度=ISO596;白平衡=自动;曝光补偿=0.0EV;曝光时间=1420000000/1000000000秒;曝光程序=程序模式;场景类型=标准;日期=2021.10.01 18:42:57

    HDR引入到手机之后,HDR的含义被扩大化,它不仅仅是扩展动态范围,它还肩负起细节增强的功能,用于改善全局的画质。HDR 对于弱光成像,有着强有力的疗效,手机弱光成像逐渐摆脱了亮的地方大片溢出,暗的地方一片死黑的情况,影调变得丰富细腻,更接近肉眼所见,成像的信息量也有质的提升。

    HDR给了测光更大的空间,对手机测光整体性的改善进步是显而易见的,但是,仍然不够完美。某些热门机型在开启HDR后仍然存在易察觉的测光问题,这可能也与HDR的力度控制策略有关,或者与HDR本身的动态范围仍然不足有关[算法落后],这降低了测光与HDR的联动性。更重要的原因是,大部分主流手机厂商来,它们没有去追求测光的最精准化,所以“高光区存在轻微溢出”的评价经常出现在SOOMAL的手机拍摄体验报告当中,是无法做得更好吗?不是,卡壳的不是技术,而是对精准的认知,不少品牌接受正负0.3EV甚至更大的偏离值,多数机型倾向偏激进的测光策略,因为观感上更为鲜亮,但会牺牲细节。保守型的测光则观感偏阴,会以牺牲观感为代价。

    HDR的触发机制也与测光准确性有明显关系,HDR并不会在所有场景触发,这样做是为了省电省时改善体验,系统会自动决定触发的场景,触发机制有问题的话会出现该触发的没有触发,遇到大光差场景不触发那一定就是溢出或者欠曝。

    除了这些原因之外,还有就是对感光器的特性摸得还是不透,HDR算法没有做针对性匹配和优化。

    所以,我们期待厂商能再加把力,现有的技术条件,SOOMAL认为测光还可以做到更准,因为HDR有更大的动态范围,在HDR提供的范围内,做到精准,完全不存在技术障碍。我们也希望菜鸟读者通过此文能了解到HDR和测光的大致关系,也更容易理解我们为什么期待更好。

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    发表于2021.11.10 22:12:38
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    发表于2021.11.01 14:00:27
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    算法太重要了,现在已经发展到芯片加持,近几年进步真是非常快。
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    发表于2021.10.31 13:20:49
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    发表于2021.10.28 21:40:09
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    124.160.154.***
    124.160.154.***
    发表于2021.10.28 21:39:42
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    180.165.208.***
    180.165.208.***
    发表于2021.10.28 19:22:03
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    114.085.***.***
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    发表于2021.10.27 10:38:47
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    114.085.***.***
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    想一想传统家居图这一张,以往啥细节看不到,现在不但桌椅腿脚清清楚楚,背景图的细节花纹都一览无余了。
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    发表于2021.10.26 18:58:53
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    而且还能合成“HDR全景图”,手持拍摄的多组包围曝光直接合成全景照片
    发表于2021.10.26 15:25:10
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    014.150.054.***
    014.150.054.***
    发表于2021.10.26 14:21:12
    20
    以前,要么拍出来脸看清了,背景过爆,要么背景正常了,脸黑的

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    发表于2021.10.26 10:36:31
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    118.113.207.***
    118.113.207.***
    发表于2021.10.26 09:17:28
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    这样是不是可以增加可操作性?
    此帖使用V2049A提交
    发表于2021.10.26 00:06:30
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    180.137.243.***
    180.137.243.***
    发表于2021.10.26 00:03:37
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    vivo X70 Pro+的出现可能是标志性的,大部分场景应用一台手机足矣。那还要微单做什么?比微单更轻盈,更智能,使用更方便,扩展更丰富。相机的主次地位可能要交换了,相机厂更应该主动与有实力的手机厂商合作,去寻求革命性的突破了。几年前SONY的小零件似乎又可以回来了~
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    发表于2021.10.25 22:52:53
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    182.200.007.***
    182.200.007.***
    发表于2021.10.25 18:24:06
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