向右曝光——深入理解宽容度

    在2003年7月冰岛会议上，我有幸和Thomas Knoll(大名鼎鼎，Adobe Photoshop和Camera RAW的主要作者)就数码摄相的信噪比问题进行了探讨。在冰岛3,000多公里驱车旅途中，我们的话题涉及了大量数字图像处理等问题。Thomas谈到了一个我以前从来都没有想过的问题，而此问题一旦触及立即令我大有感悟。

　　关于动态范围

　　首先，为讨论方便起见让我们将数码单反相机的动态范围对应成光圈5档包围(实际上应该是近6档，但没有必要在这里计较太多)，5档之外就超出相机的动态范围了:不是曝光不足(暗部没有细节和层次)就是曝光过度(亮部没有细节和层次)，这也许就是为什么很多软件将直方图分成5个区域的原因之一吧。通常我们所处理的RAW实际上是12位图像(不错，理论上应该是16位的，但现在所有数码单反都是在现实16位空间里使用12位RAW记录数据——总归好于JPG的8位)。12位RAW能够反映出4096(2的12次方)离散亮度值。这也许会让人联想到，如果用相当于5档光圈的动态范围去覆盖这个4096 级亮度，那么每档覆盖850=4096/5，事实如此吗?永远要记住“一半”在这里也是有效的(2的N次方)，数码单反的动态范围相当于5档光圈，其中第 1档(最亮的部分)覆盖了2048级色调——为什么会这样?这是因为数码单反的CCD或CMOS记录的信号是线性的，而相当于5档光圈动态范围的每1档较其上档都会将光线减半，同时将剩余的一半留给了下档。下表给出更为详细的说明：

    这张表说明了很多问题，其中最重要也是我们最常犯的一个错误就是，如果我们不好好利用直方图最右边那个区域(通常我们看到的直方图都被分为5个区)，实际上我们就白白浪费了手中昂贵的数码单反几近一半的动态范围！当然，我们都知道(至少应该知道)数码摄像最最忌讳的就是曝光过度——亮度超出了动态范围，玩负片的都有这样的经验。如果曝光过度，也就是说照片的亮度超出了直方图最右侧，那么我们只能对这张照片说bye-bye了。