HDR的全称是HighDynamicRange,即高动态范围,比如所谓的高动态范围图像(HDRI)或者高动态范围渲染(HDRR)。DynamicRange(动态范围)是指一个场景的最亮和最暗部分之间的相对比值。
计算机在表示图像的时候是用8bit()级或16bit()级来区分图像的亮度的,但这区区几百或几万无法再现真实自然的光照情况。可见世界中的动态范围(暗区和亮区之间的比例)远远超过了人类视觉可及的范围以及显示器上显示的图像或打印的图像的范围。尽管人眼可以适应差异很大的亮度级别,但大多数相机和计算机显示器只能还原固定的动态范围。摄影师、电影艺术家和其他使用数字图像的人必须对场景中的重要元素精挑细选,因为他们所能使用的动态范围很有限。
高动态范围(HDR)图像为我们呈现了一个充满无限可能的世界,因为它们能够表示现实世界的全部可视动态范围。由于可以在HDR图像中按比例表示和存储真实场景中的所有明亮度值,因此,调整HDR图像的曝光度的方式与在真实环境中拍摄场景时调整曝光度的方式类似。HDR是目前追求画面逼真度最新最先进的手段。
HDR文件是一种特殊图形文件格式,它的每一个像素除了普通的RGB信息,还有该点的实际亮度信息。普通的图形文件每个象素只有0-的灰度范围,这实际上是不够的。想象一下太阳的发光强度和一个纯黑的物体之间的灰度范围或者说亮度范围的差别,远远超过了个级别。因此,一张普通的白天风景图片,看上去白云和太阳可能都呈现是同样的灰度/亮度,都是纯白色,但实际上白云和太阳之间实际的亮度不可能一样,他们之间的亮度差别是巨大的。因此,普通的图形文件格式是很不精确的,远远没有纪录到现实世界的实际状况。HDRI是High-DynamicRangeimage高动态范围图像的缩写,就是为了解决这个问题而发明出来的,简单说,HDRI是一种亮度范围非常广的图像,它比其它格式的图像有着更大亮度的数据贮存,而且它记录亮度的方式与传统的图片不同,不是用非线性的方式将亮度信息压缩到8bit或16bit的颜色空间内,而是用直接对应的方式记录亮度信息,它可以说记录了图片环境中的照明信息,因此我们可以使用这种图像来“照亮”场景。有很多HDRI文件是以全景图的形式提供的,我们也可以用它做环境背景来产生反射与折射。HDRI与全景图有本质的区别,全景图指的是包含了度范围场景的普通图像,可以是JPG格式,BMP格式,TGA格式等等,属于Low-DynamicRangeRadianceImage,它并不带有光照信息。HDRI文件扩展名是hdr或tif格式,有足够的能力保存光照信息,但不一定是全景图。DynamicRange(动态范围)是指一个场景的最亮和最暗部分之间的相对比值。一张HDR图片,它记录了远远超出个级别的实际场景的亮度值,超出的部分在屏幕上是显示不出来的。可以这样想象:在photoshop里打开一张从室内往窗外外拍的图片,窗外的部分处在强烈的阳光下,曝光过度,呈现的是一片白色,没有多少细节。你将毫无办法,调暗只会把白色变成灰色而已,并不会呈现更多的细节。但如果同一场景是由hdr纪录的话,你减低曝光度,原来纯白的部分将会呈现更多的细节。
数码照片上,在数码相机所记录的动态范围内,最暗到最亮部分,照片是用0-共个亮度等级一一对应显示的。超出数码相机的动态范围,暗的部分一律显示为0,也就是死黑;亮的部分一律显示为,也就是死白。
普通数码照片上,例如动态范围8EV,从曝光值对应亮度开始算起,场景±4EV以外的部分都是死黑死白。而HDR照片上,动态范围扩展到12EV,场景±6EV以外才变成死黑死白。相比之下,当然是普通照片非常暗、非常亮的部分更多。
我们经常会看到这样的HDR作品。先不说它们是不是好作品,仅从技术角度考虑,这些照片是对实际场景的准确描述吗?肯定不是。
这两张也许算是把不准确描述运用的比较好的。如果这种不准确的描述得不到恰当的运用呢?恐怕会对照片起到反作用。
也许是受到上面那个概念的误导,也许是自己望文生义,但某些摄影者一看到场景中有明显的高光和阴影,就会使用HDR操作,直到高光阴影部分都趋近中间调。我们说HDR是扩展数码相机的动态范围,却从来没有人说HDR是要破坏场景各部分的亮度比例关系。
超动态范围
和“像素衍射临界光圈”一样,这又是撞针的生造词。什么意思呢?我们来看三张曝光特征曲线,图一是普通数码相机的动态范围与数码照片显示明暗的关系,场景的亮暗和数码照片表现的亮暗成正比。图二是高动态范围照片,可以看到数码照片可以容纳更大的动态范围。图三是所谓的“超动态范围”照片,场景的亮暗和数码照片显示的亮暗已经不再是线性关系。这就是为什么前文那两张照片看起来不自然的原因。
对于HDR高动态范围摄影,撞针认为依然应当以准确记录场景光比为基础。因此:
HDR高动态范围摄影不是要让看起来明暗差距本来就很大的场景反差变小,而是要让明暗差距本来看起来不太大的场景反差过大。
对于超动态范围手法,并不是说有错,在很多情况下可以加以运用,让照片产生超现实的光影效果。但必须注意其运用于作者的创作意图、与作品的主旨保持一致,尽量避免光怪陆离哗众取宠的效果。
对于普通摄影爱好者,撞针建议遵循摄影创作规律,可以尝试但不要随意运用超动态范围手法。
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