[讨论]数码相机宽容度差的本质 - 尼康 Nikon

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本主题由野鹤于 2009-07-26 17:47 移动

2009-04-03 12:08	#1
siliconworm 会员级别: 小学四年级积分: 267 发帖数: 210 注册日期: 2008-10 来自: 不丹, x, x	[讨论]数码相机宽容度差的本质宽容度的概念：以今天数码相机为例，在拍摄强反差场景时，如果曝光正确，但是高光变成死白（255,255,255），暗部变成死黑（0,0,0），则说明该场景中高光与暗部同时在此相机的宽容度以外，即该照片中高光与暗部相差的EV值超出了相机的宽容度。但是用过胶片的朋友一定会发现，同样是某些反差巨大的场景，数码相机出现了宽容度溢出，而有的负片却能把高光和阴影都保留下没有溢出的影调和细腻的层次——这就是数码相机与胶片宽容度差别的直观体现。到底胶片和数码的宽容度为什么会有如此差异，以至于数码相机即使是用RAW拍片，后期也几乎不可能重现胶片的那种宽容度（这里讨论的是单张拍摄，不是包围HDR），即便数码照片能够把死白和死黑调回来，但是你会发现原先溢出的部分早已失去了过渡层次，这是无法修补的。有很多人也不相信数码的宽容度为什么就不如胶片，我就这个问题思考了很久以后，现在大致有了这么一种想法：我认为数码和胶片的宽容度之所以有这么大的差异，原因就在于数码和胶片各自的曝光特性曲线有本质区别！让我从这里讲起，大家是否还记得用胶片时有一个说法叫做“倒易律失效”？简单举个例子，理论上讲ISO确定的情况下F2.8 1/125s和F22 1/2s所达到的曝光值是一样的（倒易律），然而在使用胶片时你会发现这两种组合得到的可能会是很不相同的曝光结果，事实上，胶片如果曝光时间过长或过短，其曝光效能都会发生弱化，这时产生的结果就是“倒易律失效”。如果画一个平面直角坐标系，以x轴为曝光时间，以y轴为曝光密度，则就会看到胶片的曝光特性曲线原来是这个样子：它酷似Logistic增长曲线，起始部分有个稳定阶段，中间有一段大斜率的接近线性的猛增，而到后来又趋于平缓。胶片的曝光特性曲线之所以会成这个德性，原因就是：1.当曝光时间特别短时，感光银盐离子还不足以被迅速激活（银盐制造出来的时候本身也有一定的密度，这也一定程度上抑制了光化学反应的开始），所以此时曝光曲线斜率很小；2.当曝光继续，银盐持续接受光子时，光化学反应便开始迅速进行，此时由于银盐是足够量的，反应速率基本上只取决于持续辐射的光，所以此时曝光密度就近似线性增长，这一阶段内可以利用倒易律来实现正确曝光，也是胶片最重要的曝光时间段；3.当曝光时间长到胶片密度已经过大时，反应便开始受到抑制，此时未反应的银盐的消耗开始减慢（银盐也已剩不多），但是银盐仍在消耗，于是密度还会增加，于是就愈发抑制光化学反应继续进行，所以此时曝光曲线的斜率又趋于缓和，实际上如果曝光时间足够长，斜率就是接近0的。那么倒易律失效和宽容度又有什么关系呢？且慢，现在来和数码相机比较一下你就知道有何蹊跷了。数码相机是不存在倒易律失效的。原因在于，数码相机由于采用CCD/CMOS代替了银盐而进行的是电子曝光，其曝光特性曲线就是一条直线，所以“曝光密度”（数码相机里并不是银盐那种真正的“密度”）的增长斜率是不随曝光时间而改变的——也就是说使用数码相机时，倒易律是横成立的，相同感光度时F2.8 1/125s和F22 1/2s所达到的曝光值也是一样的。但是，恰恰就是数码相机的这条“曝光特性直线”，葬送了它的高宽容度性能！前面说到，胶片之所以会有条曝光特性曲线，是和底片已经具有的密度对曝光继续进行的抑制作用有直接关系的——大反差场景中用同一张胶片拍摄，高光使某区域银盐持续感光，该区域密度不断增大，反而最后削减了反应速率，从而最大限度地自然避免了死白，暗部也是如此，不会过曝，但是又有密度，因此没有死黑；数码相机就不同了，由于线性的曝光速率控制，亮的就要持续亮下去，死守倒易律，曝光到最后就产生死白（数码相机的死黑其实还不是倒易律的问题，而是来源于数码相机本身对低照度景物的感光能力不足）。计算器作图说明：（不能输中文凑合看吧）胶片注：那个开口向下的抛物线是胶片曝光特性曲线的导函数，呈抛物状反映的恰恰是曝光速率随曝光时间、曝光密度的增加而发生的变化数码注：这里那个开口向上的抛物线是数码相机曝光速率的积分结果，为了说明数码相机对曝光时间（输入光能）的敏感性——宽容度低的原因！如果我的分析合理，那大家也就应该理解数码相机宽容度低的道理了——这其实是为了实现倒易律的和谐而付出的代价！所以如果某某人许非要追求宽容度，那除了数码相机的包围HDR，我建议您还是用回胶片吧。
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2009-04-03 19:01	#2
野鹤会员级别: 大学四年级精华: 1 积分: 35445 发帖数: 33809 注册日期: 2002-04 来自: 中国, 山东, 济南	____________________ 善待别人就是善待自己
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2009-04-03 19:17	#3
少数派报告会员级别: 小学四年级积分: 330 发帖数: 309 注册日期: 2008-08 来自: 中国, 上海, 上海	听不太懂，但是好像很有道理！顶！
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2009-04-03 19:21	#4
少数派报告会员级别: 小学四年级积分: 330 发帖数: 309 注册日期: 2008-08 来自: 中国, 上海, 上海	那反转片宽容度为什么那么低呢？
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2009-04-04 00:29

siliconworm

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那反转片宽容度为什么那么低呢？

就反转片本身而言，和负片的光化学反应原理是一样的，但是别忘了反转片的冲洗工艺不同，我想这才是真正导致反转片宽容度低的原因。从反转片巨大的反差系数就可以领教到它对明暗区分是多么敏锐了。不过话说回来，反转片的宽容度虽然比负片小，但是仍要比数码相机大的！事实上反转片也是不容易出死白死黑的，如果你有足够好的扫描设备，依然可以清楚分辨出其中的层次！这点相信无忌的海德堡俱乐部之类的都能提供很好的证明……

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2009-04-04 02:08	#6
xdh4249 会员级别: 小学六年级积分: 862 发帖数: 768 注册日期: 2008-07 来自: 中国, 广东, 湛江	宽容度越大反差越小反差越大宽容度越小假设某胶片全黑和全白的对比需要12EV才能达到，那么在最大光比只有10EV的场景里，效果就是反差小，对比度小，白的地方不够白，黑的地方发灰假设另一胶片要宽容度为10EV，那么在光比10EV的场景里就能获得相当好的对比度和反差，但是在光比12EV的场景里会出现死黑或者死白宽容度最高的就是高ISO负片，反差最好的就是低ISO反转由于消费者普遍喜欢反差好的片子，所以造成数码机宽容度普遍不如胶片解决方法：拍摄的时候对最亮测光，后期把中部曲线拉平，两端拉陡，舍弃中部反差而突出两端的细节，可以获得类似的效果
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2009-04-04 09:27	#7
柳树上挂的钟会员级别: 小学二年级积分: 63 发帖数: 60 注册日期: 2008-12 来自: 中国, 广东, 珠海	佩服佩服
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2009-04-04 11:08	#8
zjtzsj 会员级别: 高中一年级精华: 3 积分: 7089 发帖数: 6898 注册日期: 2005-11 来自: 中国, 浙江, 温岭	技术层面的东西,无须我们去研究,优胜劣汰是自然规律,有生命力的东西,她就能存在,存在能说明一切... ____________________ 黑白胶片，使之渲染光影于灰阶之内，会聚有形于无色之间... 凡从此路过的朋友们,男人健壮,女人漂亮,牛机牛片,牛年好运...
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2009-04-04 12:40

siliconworm

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技术层面的东西,无须我们去研究,优胜劣汰是自然规律,有生命力的东西,她就能存在,存在能说明一切...

所以胶片仍然存在！

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2009-04-04 12:42

#10

zjtzsj

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积分: 7089
发帖数: 6898
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来自: 中国, 浙江, 温岭

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所以胶片仍然存在！

____________________
黑白胶片，使之渲染光影于灰阶之内，会聚有形于无色之间...
凡从此路过的朋友们,男人健壮,女人漂亮,牛机牛片,牛年好运...

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2009-04-04 20:24	#11
少数派报告会员级别: 小学四年级积分: 330 发帖数: 309 注册日期: 2008-08 来自: 中国, 上海, 上海	也想加入胶片一派，只是一想到现在冲洗和扫描质量心里就没有底。
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2009-04-04 22:57

#12

云漫

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来自: 美国, Ohio, Ohio

目前数码单反的宽容度大概是11EV以上。

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最初由 siliconworm 发表

反转片的宽容度虽然比负片小，但是仍要比数码相机大的！

[ 此帖由云漫最后编辑于: 2009-04-04 23:03 ]

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2009-04-05 08:30	#13
阳光牛仔会员级别: 初中一年级积分: 1564 发帖数: 1542 注册日期: 2007-10 来自: 中国, 贵州, 贵阳市	lz分析很有道理。
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2009-04-06 08:30

#14

siliconworm

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最初由 少数派报告 发表

也想加入胶片一派，只是一想到现在冲洗和扫描质量心里就没有底。

扫描还是可以自己解决的。爱普生V700就不错，617和8ｘ10都可以扫

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2009-05-05 15:01	#15
曼联快门会员级别: 小学二年级积分: 60 发帖数: 60 注册日期: 2008-12 来自: 中国, 福建, 福州	太专业了，学习中 ____________________ 摄影是种生活方式 Canon EOS 10D canon ae-1p Canon EF 20-35mm f/2.8 L USM Canon 50mm f/1.8 II Canon FD 50mm f/1.4 Canon FD 70-210mm f/4
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