[数码后期随谈6] 从高动态到高品质影像，非HDR不可？

一、什么是HDRI？

要说明摄影技术中的动态范围（宽容度）以及曝光值（EV）等概念，也许最简洁的方法是使用示意图（如图1所示）。对于拍摄逆光中的人与吉普车这样的场景（如图左侧所示），当前的数码相机每次只能捕获一定的亮度范围，这个亮度范围，也称为动态范围或宽容度。宽容度的单位（级别）称为曝光值（EV），目前一般的数码相机宽容度约6级（一些高端数码单反或中画幅，数据称宽容度可达8-14级，但实际表现不尽人意）。

也就是说，目前一般数码相机只能拍摄出6级EV左右的图像，这称为低动态范围影像。不能在一个图像中同时表现较大的光比，要么保留高光细节而阴影暗死，要么表现阴影细节而高光过曝。

图1: 动态范围示意图

而使用相机的包围曝光技术，拍摄捕获大光比场景中的多个亮度范围图像，后期使用计算机技术运算合成，就能在一幅图像中同时表现阴影、高光及其之间的全部细节，这就是高动态范围影像（High Dynamic Range Imaging，简称HDRI）。

本例中将5个包围曝光的图像（如图1所示），经过Photomatix Pro软件处理后得到了新的HDRI（如图2所示）。

图2: 高动态范围影像（HDRI）示意

二、什么是HDR？

为了实现高动态范围影像（HDRI）,早在1990年代，美国以格雷格-沃德、保罗-德比维克、埃里克-莱因哈德、阿拉南-法塔勒等为代表的学者，开发了“多种将真实世界巨大的亮度范围压缩为可视形式的方法”及色调映射工具（TMOs）软件。之后不久，实用的HDR图像处理软件被开发出来（有多种软件产品，如图3所示）。

图3: HDR软件示意

从以上简述可知，需要摄影前期捕获、后期电脑运算生成及用户视觉感知在相关软件上调整，才能完成高动态范围影像（HDRI）。所以，HDR（动词）是指实现高动态范围影像的一套技术方法，包括前期包围曝光影像捕获、后期使用相关软件进行HDRI生成和映射调整。

三、关于HDR有那些误区？

误区一：HDR不适合拍摄动体。由于前期包围曝光拍摄（3幅、5幅甚至7幅），有人仅凭脑想以为不适合拍摄运动的主体。其是很多HDR软件都具有自动对齐和去重影功能（如图4，Photomatix预处理选项的相关功能），后期能解决运动相关的问题。当然，对于进行HDR前期包围曝光影像捕获来说，连拍速度越快的相机效果越好。

图4: Photomatix预处理选项示意

误区二：将HDRI弊病作为表现手段。HDR后期映射（渲染）调控不当，会出现一些与人类视觉认知相悖的效果，如光晕、色调逆转、伪色、失真、折射、炫光等弊病（如图5为正常的HDRI图像，图6为有光晕、色调逆转、伪色等的图像）。遗憾的是有些人将HDR的某些弊病作为表现手段，如某些将色调逆转用于东南亚人像、或营造黑脏的浓云等等。

图5: 正常的HDRI示意

图6: 有弊病的HDRI示意

误区三：HDR只适用于大光比的场景。虽然有一些摄影人认识到了大光比场景中HDR技术的应用，但仅局限于此。岂不知在非大光比的场景中，也可以应用HDR技术从而获得高品质的数码影像。

另外，虽然HDR技术诞生于1990左右（1999年应用于商业电影大片《黑客帝国》），并随着数码摄影技术被介绍到国内。但迄今为止HDR书籍只有4种中译本，其中两本值得推荐。

HDR将为你开启一个色彩斑斓的新世界，并极大提升你对图像的操控力，甚至远远超越摄影大师安塞尔∙亚当斯。这些技术融合了摄影、大量的电脑运算，以及人的视觉感知研究三大领域。它是一个全新并正在发展着的事物，令人痴迷。 --《精通HDR摄影》前言

HDRI是一个重大的飞跃，就像从黑白影像到彩色影像的飞跃一样。或者，用一个更合适的比喻，HDRI对于普通影像来说，如同杜比环绕系统和单声道磁带那样。如果读者严肃地看待摄影，则会发现高动态范围影像是数码超越模拟的最后一步。古老的过曝、欠曝问题（在模拟摄影中从来久没有完全解决）被轻松解决了。 --《HDRI手册--高动态范围影像处理技术》前言