Kamitsuki wrote:
不要等著要別人解釋給...(恕刪)
您好
其實這家做的是數位WDR,也就是說是軟體後製,玩了那麼久會不知道嗎
什麼是寬動態?
寬動態指的是Wide Dynamic Range (WDR)又稱High Dynamic Range (HDR),要了解什麼是「寬動態」,必須先了解什麼是「動態範圍」。
動態範圍指的是最大值和最小值的比值,比如某個設備可以輸出最小50mV到最大50V,則其動態範圍=50V/50mV=10,000=80dB。依此類推:1千倍=60dB、1萬倍=80dB、10萬倍=100dB、100萬倍=120dB。
而「寬」動態指的是「動態範圍」大到接近人眼的動態範圍,可以在同一個影像畫面中分辦出亮部和暗部的細節。一般感光元件的動態範圍大約60~70dB,可以用10~12bits來表示,所以我們可以發現一般sensor的資料輸出腳位都是12隻。但若要達到人眼100dB則需要使用17bits,若要達到120dB則需要20bits才行。
人眼對光線感知的動態範圍大約是100dB。白天的太陽光對比於晚上的月亮大約90dB,但事實上人眼無法「同時」看到這麼大對比的亮度變化,當目光焦點從亮處移到暗處時,眼睛需要花一點點時間去調節才行。一般的感光元件也是同樣的道理,可以拍到亮部細節很清楚的影像,也可以拍到暗部細節很清楚的影像,就是無法拍到局部亮且局部暗而亮暗部細節都很清楚的影像。
那要怎麼做到寬動態呢?常用的有以下幾種方式,分述如下:
使用一般的感光元件,在拍攝時盡可能不要讓亮部過曝,取得影像後用軟體把暗部調亮一點。這種做法就像在Photoshop中調S曲線一樣,乍看之下好像不錯,但仔細看的話細節已經損失很多了。這種方法又稱為「gamma-WDR」,因為調整對比等同調整gamma曲線,在一般影像處理器內的ISP (image signal processing)都可以調整gamma。
使用一般的感光元件,從「慢速」到「快速」快門拍2~3張,「慢速快門」可以取得暗部細節,「快速快門」可以取得亮部細節,再將這2~3張合成一張就可以得到兼顧亮暗部細節的影像,這個動稱為Tone Mapping。聽起來好像不錯,但實作上不容易,除了因為這2~3張劃面會有時間差,不是同一時間點的影像畫面可能已經有了變動。再者,需以2~3倍的速度取像再做合成運算,對感光元件和ISP的性能來說都是考驗。
直接使用寬動態的感光元件,這種感光元件的內部原理和第2種相同,不一樣的是由感光元件內部直接合成一張以100~120dB的動態範圍輸出,所以需要使用16~20bits來輸出資料。問題是一般的ISP只能處理14bits,所以需要用一個專門把20bits對應到14bits的IC來處理。
和第3種相同,但把tone mapping的動作也在感光元件內做完,直接合成完的影像。這種方式對系統設計而言最理想,但這種感光元件的設計最為困難。
和第3種相同,但把tone mapping的動作做在ISP內,這樣的ISP除了需要能高速控制長短曝光以外,還需要很強的運算能力,其CPU成本非常昂貴。
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