详解动态范围与直方图，开启它们准确曝光的“任督二脉”吧

近几年来，相机的动态范围已成为摄影界的热点话题，甚至有不少摄影师根据这一规格来评价相机的性能。但相机的动态范围有多重要？对拍摄有什么影响？摄影初学者是否需要纠结于此？

本文将为您一一揭晓！并且根据拍摄需求，详细介绍如何根据直方图合理利用相机的动态范围进行有效的曝光控制。

一般情况下，只有在拍摄大光比的场景(如日出或日落)时，相机的动态范围才得以体现。在这种情况下，光线的差异在场景中更加明显。根据相机的曝光选择，天空可能会因过曝而呈现死白，或阴影因欠爆而呈现出死黑。最终，图像在高光和阴影下丢失了大量细节。为了保证这些细节的完整，我们需要了解相机的动态范围，合理控制曝光。

动态范围能造成怎样的影响？

要深入研究动态范围，首先要建立起灰阶的概念。在灰阶图中，渲染每个像素的亮度值转换，图像不包含颜色，只保留灰阶信息。照片的亮度也可以用色调强度来说明，可以从黑色色调(零强度)到白色色调(全强度)的不同层次来衡量，在这些层次之间存在着无数的灰色色调梯度。

从根本上说，动态范围描述了可测量的最大和最小光强度(分别是白和黑)之间的比率。在实际拍摄中，相机会捕捉到不同程度的光源强度和物体的反射率，所以不会出现绝对白或绝对黑。这也使得动态范围的概念变得更加复杂，不过更多取决于我们描述的对象。为了简化问题，实际上仅需考虑两个动态范围：拍摄场景的动态范围和相机的动态范围

场景的动态范围是测量阴影到高光的亮度范围。在低照度条件下，动态范围(场景中暗区域和亮区域的差异)非常小。这一范围在阳光充足的场景下会更大。如果相机可以记录的范围能够覆盖当前拍摄的场景的动态范围，则最终图像能完整地记录高光和阴影中的所有细节。然而，如果场景的动态范围大于相机机的可记录动态范围，那么最终的图像部分区域可能会曝光不足或过度。

在照片中，动态范围用“档”来衡量。每增加一档，亮度就增加一倍。理论上来说，人眼能感知大约20档的动态范围。这意味着，理想情况下人眼感知到的最暗色调比同一个场景中最亮的色调暗约100万倍。所以即使是大光比场景，人眼也可以看到阴影中的细节。在摄影中我们经常提到的动态范围，就是由照相机的图像传感器提供的最大记录范围。近些年，相机制造商不断改进生产技术，使其更接近人眼，但目前主流相机的相机动态范围也只有10至15档。

毫无疑问，当我们购买相机的时候，它的动态范围是值得我们参考的性能。但作为摄影者，更应注重如何控制曝光，在有限的动态范围内，达到最佳的拍摄效果，避免动态范围限制带来的图像细节损失。

让直方图成为曝光“参谋”

图像是否会因为动态范围的限制，而产生细节的丢失。这一点在取景器或LCD显示器上很难判定，因为我们一直受到周围光线和屏幕本身亮度的影响。但是，可以使用直方图作为参考工具，可视化对场景和相机的动态范围并进行判定。

直方图可以作为相机的实时参考工具，在取景和回放照片时都可以使用。直方图是图像中曝光的像素的图表形式，图的左侧代表黑色色阶和阴影，右侧代表高光和白色色阶，中间部分是中间色调（18％灰）。各个区域产生的峰值越高，代表该区域特定色调的像素就越多。

一般来说，曝光平衡且无细节丢失的图像，大部分像素均匀地分布在中间调、高光和阴影区域，不会触及左右边缘。由于这些区域(黑白阶)的数据代表了图像中产生死白或死黑的像素(也就是说，超出了图像传感器记录的动态范围)。

例如，该图右端峰值，表示高光过曝(高光部分超过相机，可以读取动态范围)。直方图表示特定图像的色调范围，因此没有准确或错误一说。该类型的直方图，通常会出现在高调（亮调）摄影作品中。

反之。直方图显示的是图像中最左边的峰值。也就是说，本图中的阴影区域发生了欠爆，这通常发生在低调(暗调)或剪影等拍摄主题。

直方图不仅可以帮助您直观地理解相机的动态范围限制，还可以表示场景的整体曝光信息。在偏暗调的图像中，可以看到直方图的峰值向较暗(阴影)的一侧严重偏移。明亮图像直方图的峰值，将严重偏移到明亮(高光)的一侧。在对比度低的场景中，最高值集中在直方图中间调位置。而在对比度高的场景中，峰值主要集中在直方图的两端。理解光是成为优秀摄影师的关键之一，理解直方图是评价可用光的核心技术。

用HDR突破动态范围限制

直方图可以更精确地控制曝光，但在面对大光比场景时会受到动态范围的限制。这时需要另一个项目技术——高动态范围(HDR)。该技术能够扩大相机的动态范围，以便在高对比度场景(如日落和室内照片)中超出动态范围限制，捕获更多细节。

什么是高动态范围HDR摄影？

高动态范围摄影可以简单理解为图像后期合成技术。需要在不同的曝光设置下捕捉场景，合成多次曝光。通常我们至少要拍三张照片，正常曝光是曝光的基本参照。一张较暗的曝光，提取场景高光区域细节。以及一张较亮的曝光，提取场景中阴影区域细节。

机内HDR拍摄：

相机附带HDR拍摄模式，通常在1EV(曝光值)到3EV以上的曝光范围选项。开启该模式后释放快门，相机将根据设置的参数进行3次曝光(部分高端型号可设置5 ~ 9次曝光)，随后相机将自动合成最终图像。但是请注意，在该模式中，最终合成由相机自动执行，因此最后效果的可塑性较差。

使用自动包围曝光：

AEB (自动包围曝光)相对于机内HDR来说，具有更好的可控性，但由于需要电脑后期的介入，可能会变得比较复杂。在相机的自动包围曝光设置中，可以更细致地调整图像的曝光值差异范围。参数设置完成后，只要长按快门，相机就会自动拍摄并保存3张不同曝光下的图像。

有很多程序可以进行 HDR合成。这里以LR为例。先选择3张照片，然后转到照片>照片合并> HDR。

将出现多个选项，您可以从中进行选择。

自动对齐：多次曝光之间有一定的偏移(未使用三脚架造成)，则此选项会自动对齐图像，通常需要打开。 自动色调：这个选项创建平衡预览，帮助完成主色调的色调平衡。 伪影消除：如果在三个图像之间存在移动，例如行人，树叶和水流等，则可以通过选择“伪影”级别来修复它们。此功能效果并不是很好，建议合成后使用修复画笔进行处理。

完成上述操作后，可以单击右下角的“合成”按钮自动合成最终图像。

HDR拍摄注意事项：

由于HDR结合了多图像拍摄，为了防止相机晃动导致最终图像模糊，需要使用三脚架来完成拍摄。另外，拍摄时尽量避免在场景中有移动的元素。因为这会在最终图像上产生如上图中我们看到的伪影。

结语

现在我们对动态范围和工作原理有了更系统的了解。对于摄影初学者而言，无论是捕捉更多细节还是编辑照片，甚至比较相机性能，都能带来诸多改善。