相機的寬容度是什麼意思?

攝影圈子


其實關於相機的寬容度我知道的也不是特別多,以下是我參考了一下網上的知識總結的,希望可以對大家有幫助。

寬容度是指相機感光材料具有正確表現被攝景物明暗差別的能力。無論是數碼相機的電子感光元件,還是傳統相機所用的膠片,都存在寬容度的問題。在拍攝時,如果曝光不當,就會出現照顧了暗部細節,即暗部曝光合適,亮部卻因曝光過度而無法體現細節,出現一片死白的結果;如果顧及了亮部部分,又會導致暗部曝光不足,出現一片死黑的結果。這一點還是比較容易理解的,大一的時候老師就有講解過。

如果相機的寬容度足夠大,就能在畫面中同時包容更多的亮部細節和暗部細節。但目前的數碼單反相機雖然使用很方便,但在寬度方面的能力卻很有限,一般只能容納明暗相差七檔左右的曝光,一旦超出了他的極限,就會導致拍攝失敗。

因此在購買數碼相機後,要仔細瞭解相機的寬容度,這樣在拍攝時就可以將光比控制在相機的寬容度範圍內,並做到準確曝光。


縱橫視覺ZoneFoto


相機的寬容度是指相機對明亮的場景,和灰暗的場景適應能力。一個場景含有很明亮的部分,又含有灰暗的部分,相機對這兩部分都能做到有良好的層次細節的記錄,那麼這部相機就具有良好的寬容度。攝友們對寬容度概念的理解是一致的,但是對影響寬容度的因素認識存在不同的差異。下面我用基礎知識說說我的理解。

有人說,大畫幅寬容度好,有人說記錄位深,比如12位比10位寬容度好等等,這些說法不是十分準確。到底什麼因素影響了寬容度呢?

數碼相機,CMOS是由非常多的光電二極管構成的,它的特性曲線如下圖。


水平軸表示它得到鏡頭的光多少,右邊多,左邊少。垂直軸表示在光能作用下輸出的電信號,上邊信號大表示亮,下邊信號小表示暗,那條曲線就是光電二極管在不同光量條件下輸出電信號多少。

圖中曲線左側一段低沉平緩,表示圖像黑暗缺少層次,右邊一段高臺平直,表示圖像死白沒有細節。中間這段幾乎是直線,表示光電二極管隨著光量改變,電信號也成比例改變,圖像優秀,這段越寬,寬容度越好。

下面說說左側曲線低沉平緩如何形成的。物體由分子構成,分子由帶正電的原子核和它外圍圍繞它運轉帶負電的電子構成的,正負電吸引達到平衡,電子受到其他能量激勵,比如光能,當電子得到光能量達到一定水平,打破了這種平衡,在電場作用下電子離開原子核,出現了電流,這就是水平軸,光能離開原點一段距離電信號才直線上升的原因。光照不強時,只有離原子核最遠的外層電子,原子核束縛能力最弱,電子受到一點點激勵,就能離開了原子核形成電流,但是電流很小,造成曲線低沉微微上升。

曲線右邊如何出現高平臺呢?產生的原因可能有以下幾點: a,輸出電信號飽和了,電流再也上不去了。b,輸出的電信號即將超過安全允許量值,否則就損壞了傳感器(熱傷害,電擊穿)。c,模擬信號轉換成數字信號,就是A/D變換(ADC),信號值超過基準參考值以後再也測不出來了,只能停留在基準電壓值上。這三個因素,任何一個都會影響高端產生平臺。從曲線可見,低端雖然低平,但還有點斜度,還能保存一小部分圖像細節,可是高端就是水平直線了,圖像細節損失殆盡,後期也很難恢復,這就是說,寧肯欠曝,也不要過曝。有經驗的攝影師,對此都深有體會。

如何改善包容度。從光電管特性曲線來看,其一,低端儘量縮小曲線低平範圍,其二,高端儘量後移曲線飽和平臺,從而擴大中間直線範圍。知道了低端,高端曲線平坦的產生原因,就能找到解決的辦法。低端通過增大每個像素面積,也就是大畫幅,低像素,每個像素面積大了,得到的光多了,輸出的電信號也就多了,就能提高低端電流,從而提高低端曲線斜率,壓縮了暗區範圍,對寬容度改善有明顯作用。

有人說,位深(A/D變換級數多)寬容度好,這種說法不準確,A/D變換是在光電二極管得到電信號之後變換的,在這之前寬容度已經受到了制約,比如二極管輸出最大4伏電信號,模數變換是對這4伏進行變換,8位就是2的8次方,256個等級,每個等級大約15豪伏,10位就是2的10次方,1024個等級,每級大約1豪伏,12位有4096個等級,每級0.24豪伏。位多,信息量劇增,圖像層次也越豐富,但對寬容度影響甚微,可是對相機,計算機處理用時間可就多了,就需要耐著性子了,儲存卡也得大容量的。有人以為A/D變換每個臺階寬度相同,臺階多了,整體寬度就大了,這種理解是不對的,實際上,是整體寬度不變,只是臺階小了,A/D變換的級數決定了數字儀表的精度,決定數碼相機圖像細節層次。舉例說明,假如光電管輸出0--4伏,A/D變換11級,和光電管輸出0--3.5伏,A/D變換13級比,仍然是前一個寬容度好,後一個只是圖像細節豐富。

可變增益放大器(變跨導放大器),低端小信號放大量大,提高了暗區圖像層次,高端大信號放大量小,延緩大信號飽和,這是人們希望的增加寬容度的方法,但是放大器設計複雜了,成倍造價高昂。


圖中細線表示原來光電二極管的光電特性,粗線表示可變跨導放大器補償後理想的特性,補償後寬容度2明顯好於沒有補償寬容度1,當然這只是理想的希望。我見到的某相機採用兩檔增益放大器,低端放大量大,高端放大量小,雖然中間有個臺階,但是還是提高了寬容度。


CMOS由像素構成,每個像素至少由紅綠藍3個光電二極管,2400萬像素,就有7200萬個二極管,還有至少7200萬條引線,這些都擠在一個層面上,密度高光電二極管做不大,熱容量小,不僅影響暗光層次,還影響高亮信號散熱,寬容度受影響。背照堆棧結構CMOS,光電二極管設計在一層,面積可以做的最大,信號好了,橫向引線在下一層,豎向引線在另一層,還有其他的層,不擁擠了,熱容量大增,寬容度得到明顯改善。

還有那些A/D變換器,基準參考源數值高,供電電壓高,CMOS散熱好的相機,寬容度不會太糟糕。

你買了相機,寬容度對於你來說就是固定了的,好也不必自喜,壞也不必傷心,因為有補救辦法,就是當你遇到寬照度場景時,你過曝一張,正常曝光一張,再欠曝一張,取過曝光暗部圖像細節,取正常曝光大部分圖像細節,取欠曝光亮部分的細節,三者合成一幅明暗都理想的圖片,這就是HDR模式,現在絕大多數相機都有這種模式,你大膽應用就行了。

我不是相機的設計者製造者,只是說點科普常識,不一定準確,不要噴,歡迎討論,你對攝影相機知識感興趣,可以關注我的頭條號,那裡有我的好多回答,對你會有啟發,謝謝瀏覽。


誠信168272021


簡單粗暴直截了當,咱不說什麼概念,理論知識,畢竟就是想知道什麼是寬容度

寬容度通俗點說就是你在拍攝完成後照片可以調整的範圍與空間,這個範圍越大說明相機的寬容度越高

寬容度會讓欠曝的照片通過後期PS的ACR拉陰影提亮暗部,而不影響亮部畫質,並且噪點可以控制的很純淨,這點尼康和索尼做的都非常優秀,如果你對寬容度不瞭解,可以使用佳能相機(不管是旗艦機的1DX2還是APS-C的機器)弱光下拍一個RAW文件照片,然後回到PS拉陰影感受一下佳能的寬容度,瞬間噪點滿屏彩噪如漫天無際的星星般壯觀就知道寬容度的重要性了。

當然我只是拿佳能做了一個反面教材,佳能雖說寬容度做的一般,但是高感還是可以的,佳能在處理高感方面還是有一套的,並不是說佳能就不行,在不行咱們不是有ps呢嗎,什麼噪點都可以給你滅了,還省了錢呢,是不?


好啦,希望我的回答可以給你幫助,哪裡說的不對多多指教,喜歡我的回答記得點贊評論,謝謝^-^


色影君


相機寬容度是很多朋友都接觸過的一個概念,但真正瞭解的人不算多。瞭解寬容度的意義,對器材選擇、實際拍攝以及後期處理都有較大的實際意義:

一、寬容度的概念

寬容度是源於膠片時代的一個概念,是指感光材料正確記錄(還原)景物亮度範圍的能力。進入數碼時代後,寬容度的概念也延用下來,表示CMOS(CCD)對目標畫面亮度範圍信息的記錄(還原)能力

由於寬容度和亮度信息的還原有關,因此也稱為曝光寬容度,二者可以理解為一回事:

二、動態範圍的概念

動態範圍是與寬容度相關的一個概念,是指相片所包含的亮度範圍信息,嚴謹一點來說,是相片所包含的還原正確的亮度範圍信息:

三、寬容度和動態範圍的區別

寬容度和動態範圍都與亮度範圍有關,但主體和角度不同的:

1、寬容度是相機的表徵參數(小-k),是一種硬件層面的記錄能力。對一部相機而言(原-創),是相對固定的:

2、動態範圍是相片的表徵參數,是一個具體的數值,即使是同一部相機拍攝的片子(攝-影),每張片子的動態範圍也不盡相同。

四、寬容度對相機畫質的影響

寬容度是相機的關鍵畫質指標之一,在同等條件下,寬容度越好的機器,拍出的片子動態範圍越大,記錄的光影信息越豐富,層次越細膩,觀賞性越好:

良好的寬容度是大尺寸感光元件機型的主要優勢之一。理論上感光元件尺寸越大,對光影的記錄越細膩,還原越充分,寬容度也就越高:


通常風光攝影光影信息最豐富,所以對一些高規格的風光商攝任務,攝影師會考慮採用大尺寸的數碼後背,獲得最佳的光影還原效果:

五、如何檢驗相機的寬容度

要檢驗一部相機的寬容度優劣,最簡單的方法就是拍攝一幅大光比相片,如果片子中亮部和暗部都曝光正確,沒有泛白(高光溢出)和死黑(暗光溢出),那麼寬容度就是較好的;反之是較差的:

六、通過曝光包圍獲得高動態範圍的相片
HDR PICTURE)

對於固定的器材,硬件層面的寬容度是一定的,理論上不能人為改變;但曝光包圍思路的出現,使得用低寬容度相機獲得高動態範圍相片(HDR PICTURE)成為可能:

但這種思路有一個限制(小-k),因為涉及後期多片合成,因此主要適用於靜止畫面拍攝(原創)。如果畫面中有高速移動的物體,合成後的片子可能出現輪廓模糊的情況(攝影):

七、小k建議與提示

1、一部相機硬件層面的寬容度不能改變,但後期算法可以在一定程度上改善片子的動態範圍。為了迎合市場,

現在很多相機都內置了動態範圍調整菜單,通過算法對片子進行優化:

2、HDR技法不能過度使用,否則會造成畫面髒亂,適得其反:

具體可以參閱小k前期關於HDR使用方法的解答,再次不予贅述。

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小k印像


由於攝影的對象是客觀存在的現實場景,因此和繪畫相比,首先自由度就會受到約束。而在曝光這項重要的技術環節上,動態範圍就是“戴在攝影師腳上的鐐銬”。

最重要的一條約束來自於你手中相機的動態範圍,在膠片時代它也被稱為寬容度。所謂動態範圍,是指相機能夠記錄下來的最亮與最暗區域的差別。同樣,我們需要與人眼的動態範圍進行對比。

例如,我們在觀看一個具有極度高度差異的場景時,隨著眼睛不斷地快速移動焦點,瞳孔會自動進行調節,相當於調節了光圈。然後,再通過移動眼球獲得的各分片區域的視覺信息會在大腦中進行合成處理。

雖然,眼睛在場景中進行掃描需要時間,但這個過程快到你自己都無法察覺。這種調節機制讓人眼獲得了很高的動態範圍,如果用數據來衡量這種明暗差異的話,幾乎超過了20EV。

而相機的感光元件是在曝光一瞬間,同時接受場景中的亮部與暗部光線,相比人眼,在這個過程中沒有進一步的調節機制。

另外,在曝光一瞬間,感光元件從場景的亮部接收的光線多,從暗部接收的光線少,而感光元件本身對於光線的接收能力是有一個範圍的。

過少的光線無法讓感光元件產生足夠的信號,過多的光線到達感光元件會使收集光子的“桶”滿載,如果超過極限,即使有再多的光線到達信號也不會發生變化。因此,形成了相機的動態範圍。

也就是說,當場景的明暗反差達到一定級別時,相機是無法同時獲得高光區域和暗部區域細節的。但是,在陰天和霧霾的環境下,場景明暗反差較低時,相機會很輕鬆地將全部場景細節記錄下來。



色影無忌


題主好,不請自來。

顧名思義,寬容度指的是在拍攝時,相機同時兼顧亮部和暗部的能力。

很簡單地去表示:當我們在拍照的時候,假設當時的亮部的值為10,暗部的值為-5,那麼如果相機的cmos完好地記錄下來亮部和暗部的信息的話,說明這個相機至少擁有15ev的寬容度。

那麼寬容度會影響什麼呢?

日出、日落等具有大光比時候的拍攝。

比方說我拍攝的這張已經過曝的片子,因為我使用的是佳能相機,眾所周知佳能的相機寬容度都不是特別高,在拍攝大光比場景時最好包圍曝光。

這張照片當時就拍過曝了。


降低曝光值和高光後,發現太陽周圍的雲層也沒有顯現出來,即使高光的明度已經降下來了,但是細節仍然是缺失的。


因此,如果是擁有更高寬容度的相機,這樣在此類場景拍攝時,

不用太過顧及到單張情況下是否注意到了保留暗部細節卻丟失了高光細節,或者反之保存了高光細節丟失了暗部細節。

在相機寬容度不夠高的情況下,

就要通過曝光合成來人工提高照片的寬容度。

分別拍攝一張有暗部細節、正常、有亮部細節的照片,

再利用蒙版手動合成,亦或者通過ps、lr軟件自動合成,

也就是我們所說的HDR照片。


希望對您有幫助噢!

點進頭像可以看到更多回答噢!


WesleyHsu


以下親自測試了寬容度,有圖片會容易瞭解一些,下面兩款膠片是目前市面上還仍在售,許多影導演也仍然在使用的電影膠片:

Kodak Vision3 250D





Kodak Vision3 50D




暗部細節寬容度測試圖,相較於一般數碼相機,電影底片會保留更多的暗部與亮部細節,擁有較高的寬容度,目的是為了再讓電影后制調色與亮暗度時,有更好的發揮空間。

如果再深究下去的話,可以分作彩色與灰階兩種,再進行亮暗部細節去討論。


Yo膠片攝影


我理解的寬容度就是CMOS上的亞像素所能承受的最大不發熱電壓值,同樣的電壓,發熱越低寬容度越高


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