什么是HDR攝影?

转自http://blog.voc.com.cn/blog.php?do=showone&uid=16324&type=blog&itemid=552412

有好友Kanck先生约我周末去拍议会大厦的室内照片，虽然那天是中国的除夕，但可以在议会大厦内自由拍摄这样的机会很难得，我当然不想错过。

澳大利亚的议会大厦以往每周有三个半天对公众开放，参观者可在指定的几个地方观光，也可以旁听议会的辩论和议员或首相的讲话。自从9.11.之后，进入议会大厦变得十分严格，参观者进每个房间都要通过安检扫描，也不能随意拍照摄像。Kanck先生的妻子是议员，整个下午由她陪着我们，虽然我带着二Canon数码单反机身三只鏡头和脚架，Kanck先生还除在数码机还带了120的反转片相机等设备，安检人员连相机包都没让我们打开就让我们进去了，因为有了议员亲自的陪同，我们可以随意隨地拍摄了。

议会大厦己有一百多年历史，室内建筑和装璜大多都保留着一百多年前的典雅的原样。大厦在最繁华的市中心，虽然那天天气突然大热，室外气温达四十多度，周末的马路上车水马龙人来人往。但一走进古老典雅宁靜，空堂堂的议会大厦，立刻身心都凉爽起来。议会大厦内的主要大厅都以灯光为主照明，四周都有迴廊和古罗马式们立柱，因此明暗部位的光比极大。尤其在那个有三十多米高的穹顶大厅里，穹顶四周的一圈小窗户有很强译自然光射入，使得穹顶与四周的巨大立柱背光部位之间的光比远远大于数码相机感光体的感应范围。在没有辅助灯光的情况下，要用单幅照片顾及亮部和暗部的层次几乎是不可能的了。唯一的解决方法是用HDR方法拍摄。





图A用HDR方法拍摄，不但穹顶的色彩和层次再现良好，立柱的暗部层次丰富，而且现场气氛表现准确。Canon10D Sigma 12-24mm Zoom,曝光ISO400 f8, 1/6秒光圈先决, -0.33补偿拍攝第一幅 ,再合别以+2,和-2档速度各拍一幅，然后在Photoshop CS2上，用HDR方法进色调合成。

图B是Canon 10D可以拍到的最佳状态, 曝光ISO400 f8, 1/6秒，中心重点测光,光圈先决, 补偿-0.33曝光，单次拍摄。虽然照顾到了暗部层次，但穹顶高光部份色调损失严重。


那么什么是HDR攝影呢？它的英文全称是High Dynamic Range。中文的意思是高动态范围，也就是大光比范围。我们都知道对于传统的感光胶片和数码相机的感光体而言，能感受並记录的最大光比约为300:1，但自然界的光比范围可高达50,000:1。在议会大厦穹顶大厅的光比已远高于300:1，因此使只以单幅照片拍摄这种场景陷入左右为难顾万亮部顾不到喑部的两难境地。要在不加别的辅助灯光的情况下解决难题，最好的方法是用二幅以上，采不同曝光值曝光，去拍摄同一景物，以达到分别记录从最亮到最暗部份的各色调层次的目的，这就克服了单幅图片感光范小的不足，之后再用适当的数码应用软件把这几幅宽色调范围合们图片成为一幅理想的作品。
HDR的另一个特点是在每个通道都采用32bit的彩色数椐记录，这与我们平时熟悉的8bit和16bit图片不同。其优点是因为用了32bit的数椐，在后期合成和调整感就有了更多的色调数椐可以应用，使成品照片更加接近人眼观察到的自然状态。
如果直接把32bit的照片在电脑显示屏上打开,你会吃惊地发现图片显示为一片灰暗.这是因为电脑屏的色调和反差十分有限之故。所以要把32bit的图片用软件转換成8bit或16bit之后才能正常观看，也才可以以常规方式保存为仍何形式的图片文件。







图C是会议大厅之一。大厅只有顶部的十几台吊灯照明。用HDR方法拍摄，不但天花板的色彩和层次再现良好，立柱的暗部层次也很丰富，现场气氛表现准确。
Canon10D Sigma 12-24mm Zoom, ISO400 f8, 1/6秒光圈先决, -0.33补偿,再以速度+2,和-2档各拍一幅，在Photoshop CS2上，用HDR方法进色调合成。



图D是用Canon 10D单复照片可以拍到的最佳状态,。曝光ISO400 ，f8, 1/6秒，中心重点测光,光圈先决, 补偿-0.33曝光单次拍摄。虽然照顾到了天花板的色彩图案层次，因为只有灯光直接照明，所以图片反差较高光，立柱与迴廊底部的色调损失严重，几乎成了柒黑一片。




用数码还是用胶片拍HDR呢？对于HDR攝影而言,重要的是必须要有二幅以上不同曝光值的同一场景图片，在数码图片处理软件上合成。因此用传统反转片和负片拍攝之后，都必须把它们转換成数码图像。目前一般的单反相机都三幅补偿连拍功能，有的甚至可以设定到六幅补偿连拍，以涵盖更为宽广的光线动态范围。
对于数码相机而言，用JPEG格式拍摄，后期处理相对要快捷一些,但用RAW格式拍，虽的后期处理稍稍要多花一点时间，影也为后期宽色调合成提供了更丰富的数椐。如果用Photoshop CS2 和它附带的Adobe Bridge的话，不但可以方便地对RAW图片存档、设定图片等级、标明那些是同组场景图片,甚至可以直接从Adobe Bridge进入HDR的合成和调节。


HDR攝影的原则和要点是什么？因为这种拍攝方法是针对大光线动态的同一场景，所以要注意以下几点：
1． 要用一付稳固的三脚架。在设定了多幅补偿曝光后，最好用自动连拍的方式以减少脚架和相机的振动。
2． 至少要拍攝二幅以上用不同曝光值拍摄的图片，最好是三幅或三幅以上。也就是第一幅用正常曝光（或作少量补偿），第二第三幅的曝光值应有+1.5至+2.2和-1.5至-2.0的跨度。如果拍懾们场景光线非常大，则可以增加到连拍六幅，把曝光跨度增到+3.0和-3.0。
3． 要用手动或光圈先决，在改变不同曝光值时，固定光圈值，只改变快门速度。目的在于当多幅曝光时，保证了光圈值不变，也就保证了每幅图片的景深值完全一致，这就使最后合成的单幅图片有最佳请晰度。



图E是会议大厅之二。我站在二楼迴廊的旁听席位上拍攝,迴廊很暗,因为大厅只有用的天窗照明(其余灯光沒有打开)。用HDR方法拍摄，不但四周立柱的色彩和层次再现良好，甚至迴廊立柱的暗部层次也很丰富，现场气氛表现准确。
Canon10D Sigma 12-24mm Zoom,ISO400 f6.3, 1/0.3秒 -0.67补偿, 再分别以速度+2,和-2档各拍一幅，在Photoshop CS2上，用HDR方法进色调合成。

图F是用Canon 10D单复照片可以拍到的最佳状态,。曝光ISO400 ，f6.3, 1/0.3秒，中心重点测光,光圈先决, 曝光补偿-0.67单次拍摄。迴廊立柱的色调损失严重，整幅图片反差过高。



那么在什么场合可以考虑用HDR方法呢？
HDR攝影往往只适合拍攝相对靜止的景物，而且光比范围比较大，例如室外背光的景色，室内灯光明显不均勻的场合，窗口逆光下的物体等。以下三组图例都明显展示了，在这类场合下用单幅拍攝产生的局限性。


例一,户外逆光明暗反差过强。









以上二幅是在家前园拍攝的，间是上午九点左右，阳光从云中透出，与背光的房屋产生较强的光善比例。都用Canon10D Sigma12-24mm鏡头。

图G用ISO100 f8 1/640秒.再分别用+2和-2档曝光共拍攝三幅,然后合成。

图H则用中心重点测光单幅拍攝而成。从比较可以看出合成片们背光部份色调还原明显丰富，天空高光區曝光过庋的状况洧失，反差自然。



例二,室内灯光不均照明复杂。






以上三幅是工作室内景，拍摄时间下傍晚七点左右，室外仍有余光，室内照明不均匀。都用Canon10D Sigma12-24mm鏡头。上二幅远景和局部，都用ISO400 f7.1 1/20秒.再分别用+2和-2档曝光共拍攝三幅,然后合成。

最下图则用中心重点测光ISO400 f7.1 1/20秒-0.33补偿，单幅拍攝而成。比较后可以看到HDR合成图片中屏幕高光部位有细节表现，书架强光部位反差和色调門显改善。


以下二幅是下午拍,用中心重点测光一次拍,窗帘曝光过庋.(图K1).



用HDR合成效果好很多(图K2)



例三,室内窗前单一逆光光线。






以上一组图片中，右则上中下三幅是三幅不同曝光值的图片原样。拍攝数椐为是：拍摄时间下午五点，阳光从窗外侧射进到书桌上，无室内照明。

用Canon10D，Canon28-135mm鏡头。ISO100 f4，快门速度从上至下分别为 1/500，1/2000，1/125秒。然后合成左则的HDR图片，其效果是不言而语的。



那么HDR摄影合成步骤是什么?
有HDR色调合成功能的软件最常用的有Photoshop CS

HDR 的全称是High Dynamic Range，即高动态范围，比如所谓的高动态范围图象（HDRI）或者高动态范围渲染（HDRR）。动态范围是指信号最高和最低值的相对比值。目前的16 位整型格式使用从“0”（黑）到“1”（白）的颜色值，但是不允许所谓的“过范围”值，比如说金属表面比白色还要白的高光处的颜色值。
在HDR的帮助下，我们可以使用超出普通范围的颜色值，因而能渲染出更加真实的3D场景。也许我们都有过这样的体验：开车经过一条黑暗的隧道，而出口是耀眼的阳光，由于亮度的巨大反差，我们可能会突然眼前一片白光看不清周围的东西了，HDR在这样的场景就能大展身手了。
总之简单来说，HDR可以用3句话来概括：
1.亮的地方可以非常亮
2.暗的地方可以非常暗
3.亮暗部的细节都很明显