[心得]動態範圍與色階的意義

這篇文章的起源是當初我買了Nikon D90之後，以往沒有看過的「Active D-Lighting」讓我覺得很難駕馭，上網問了一陣子…後來發現大概台灣也沒人研究過，所以充斥著很多錯誤的理論，讓我失敗了很多次。最後終於在日本 DCM2008/06月號看到了完整的理論，看懂之後寫一篇文章，希望以後不要再有人弄錯就好。

自然界的顏色目前仍然是DSLR所無法完全捕捉的，「動態範圍」就是「一次拍照裡相機可捕捉的[最暗]到[最亮]之間的範圍」



以下左邊是一個故意把高光區域截掉，讓動態範圍變小的人像，右邊則是正常的動態範圍

（圖片萬一變形時，請看網誌版 ）



可以看得出左邊已失去衣服細節和皮膚部份紋理（這張示意圖更換過，感謝13F大哥製作），動態範圍會隨著每台相機的設計不同而定。對於許多專業攝影師來說，底片跟數位最大的差別就是底片可接受的動態範圍比較大（但正在接近中）。

再來是階調(photoshop譯為色階)，它是「感應器依景物的色彩亮度而反應出來的強烈程度＝輸出數字」。
這裡依然是一張色階分佈平均的圖，和一張色階刻意在人類重視的膚色區域加強的圖。



這次輪到右邊的圖被修改了部份色階，可以看出兩者的不同。

所以，各相機廠就發展出了以下這兩種方式來改進成像品質，這部份也是最容易被搞混的：（由於我手上目前只有NIKON系的機身，所以實際評論方面只加上NIKON上效果怎樣，敬請見諒）

1.高光範圍擴張
技術上，一張照片裡被寫入160(中高光)-255（死白）的點之間，其實自然界或許有1000段的亮暗度，只是現在的相機不可能補捉到。

但實際上很難改變業界共通的感光元件大小規格，所以只有Fujifilm研發SuperCCD，在一個受光器裡面塞一顆抓一般光譜的S素子，然後另裝一顆低ISO值的R素子專抓高光區，因此Fujifilm的RAW就會同時有這兩種資料。

其他的相機廠商轉而謀求其他解，Nikon的Active D-Lighting（ADL，主動D-Lighting）就是以硬體處理器去作這件事情。在拍照時處理器先評估正確的曝光值，然後適度的將EV降低（整體變暗了），這樣會保留更多高光區的資料，我們假設這叫做RAW-A。這時處理器再度擷取正確曝光的資料，假設叫做RAW-B。將RAW-A和RAW-B 作即時運算，算出的結果就是最後的RAW檔。

詳細的技術細節是企業機密，但就目前使用的結果看起來，Nikon的ADL不只是增加了高光區域的動態範圍，也增加了陰影處的動態範圍，所以可以確信不是單純相加而已。實際上我使用效果也很好，前提是得使用重點測光或環境測光。

注意：ADL並不是事後用原廠NX軟體可以開啟調強度關閉的那個功能選項，但有間接關係。另外，在D300之前這選項被翻成「有效的D-Lighting」原因也是不明，大概是翻譯錯了吧？

2.調整色階
如果不能增加範圍，那就調整色階的輸出，讓它看起來比較接近人眼的視覺。

這就跟我們去PS裡拉曲線一樣，把高光的部份往下拉，所以本來一片白的白雲就變得有各種亮暗度了。把陰影的地方往上拉，所以本來一片黑的屋簷下現在有了細節。

Nikon的 D-Lighting（DL）就是在做這件事情，不過沒有紀錄到的細節當然是不會出現，所以這辦法並不是最好的。但請記住人類的眼睛並不是完全的反應色階，而是在腦內進行快速的進行拍攝合成，所以D-Lighting可以說是「猜測人類的腦袋會對於哪些色調有興趣，然後調整色階讓整個場景還原成想看到的」的一種心靈魔術。

注意：這個DL才是用原廠NX軟體可以開啟關閉的那個功能選項，但是很妙的是「拍攝時必須先開啟ADL功能且設為RAW存檔」你才能事後在電腦裡調整DL。為什麼會設計成這樣不直覺，其實是很怪的一件事。

這也解釋了為什麼有人抱怨ADL的效果比DL差，因為ADL只是提供你更多的素材（雖然也是有適度加工），但DL卻是直接變魔術給你看。

目前各相機廠商中，只有NIKON跟CANON同時提供1.和2.兩種分類的技術給USER。其餘的F家跟P家只提供1.，O家跟SONY家只提供2.。至於Sigma，它們好像沒有回覆DCM雜誌這個專題的樣子，原因不明…。

註：所以ADL跟DL是不同的技術，不要弄混了。