Re: [問題] 動態範圍？寬容度？

[splendidpoem (天降六月雪)]

抱歉，因推文顯示不正確，故改用回文。


(一)動態範圍是相機所能紀錄的最亮與最暗的比例。數位相機是用代號來代表亮度，因此
這裡的「最亮」是指數位類比轉換器(ADC)所能轉出的最大值，通常也可代表一個像素在
一次曝光時間所能承載的最多光子。


而「最暗」的定義比較不那麼直接；理論上可用最低有效位來代表，但在攝影層面上，訊
躁比=1的照片是沒有任何實用價值的，因此實務上通常會以堪用的訊躁比來定義「最暗」
，例如：訊躁比=20時的讀取雜訊。這代表在一份訊號是雜訊20倍的樣本中，能跨過訊號
門檻成為實用資訊的最低值。


這是比較取巧的算法，和實際公式有些微誤差，因此各評測網站可能會給出不同的數值。
以目前非Canon相機在ISO100時的讀取雜訊約3~5個電子來說，公式化後的DR會差約0.25~0
.15級左右。另外一個方法是用數位化後的亮度值，以及ISO的增益值，代入公式計算DR。


(二)因DR是最亮和最暗的比例，故會隨ISO變動。雖然ISO拉高時可稀釋掉放大器後端的讀
取雜訊比例(=小幅降低DR下限)，但同時取樣到的光子更少(=大幅降低DR上限)，因此整體
而言會導致DR下降。


(三)如上所述，A相機在低ISO時的DR高於B相機，不代表A相機在高ISO的DR也必然高於B相
機。


(四)同上，因此DR不會超過ADC的精度。一台14位元ADC的相機，其原始線性RAW檔的DR不
會超過14級。


(五)寬容度是指：相機在自身DR內，可紀錄現場明暗反差的彈性空間。例如：拿一台DR為
14級的相機來拍攝一個反差8級的場景，在保持所有資訊在堪用品質的前提下，您若想拍
成晦暗的神秘氣氛，可向左降成6級；若想拍成明亮歡快的感覺，可向右提高6級。因此寬
容度可視為「相機的動態範圍」減去「場景的反差」後，還能運用的餘裕空間。


(六)此寬容度的定義同樣可套用在後製上。在上述例子中，相機可當場用DR大於8級的ISO
來拍攝RAW檔，再回家依想表達的意境來向左或向右增減亮度。但請注意我們的前提：保
持所有資訊在堪用品質。同時，即使當下ISO值的DR已超過8級，仍可能造成量化誤差而引
入雜訊。


(七)A相機的DR高於B相機，不代表A相機的寬容度也必然高於B相機。原因之一是DR若從像
素層級計算而得，可能和ADC的精度有差異。第二個原因是各廠牌相機的RAW檔大都加工過
，例如套用非線性曲線，或是暗部偏移除躁。大部分非線性曲線為對應人眼對明暗的敏感
度，通常會大幅壓縮反射率90%以上高亮部份，因此A相機若能紀錄較多的亮部資訊，套用
非線性曲線後的寬容度可能會輸給雜訊門檻較低的B相機。

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感謝各位前輩。「不致於說得太晦澀」實在是讓小弟最受用的過譽。
※ 編輯: splendidpoem (111.70.148.144), 11/08/2015 11:13:28
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