相机的宽容度是什么意思?

摄影圈子


其实关于相机的宽容度我知道的也不是特别多,以下是我参考了一下网上的知识总结的,希望可以对大家有帮助。

宽容度是指相机感光材料具有正确表现被摄景物明暗差别的能力。无论是数码相机的电子感光元件,还是传统相机所用的胶片,都存在宽容度的问题。在拍摄时,如果曝光不当,就会出现照顾了暗部细节,即暗部曝光合适,亮部却因曝光过度而无法体现细节,出现一片死白的结果;如果顾及了亮部部分,又会导致暗部曝光不足,出现一片死黑的结果。这一点还是比较容易理解的,大一的时候老师就有讲解过。

如果相机的宽容度足够大,就能在画面中同时包容更多的亮部细节和暗部细节。但目前的数码单反相机虽然使用很方便,但在宽度方面的能力却很有限,一般只能容纳明暗相差七档左右的曝光,一旦超出了他的极限,就会导致拍摄失败。

因此在购买数码相机后,要仔细了解相机的宽容度,这样在拍摄时就可以将光比控制在相机的宽容度范围内,并做到准确曝光。


纵横视觉ZoneFoto


相机的宽容度是指相机对明亮的场景,和灰暗的场景适应能力。一个场景含有很明亮的部分,又含有灰暗的部分,相机对这两部分都能做到有良好的层次细节的记录,那么这部相机就具有良好的宽容度。摄友们对宽容度概念的理解是一致的,但是对影响宽容度的因素认识存在不同的差异。下面我用基础知识说说我的理解。

有人说,大画幅宽容度好,有人说记录位深,比如12位比10位宽容度好等等,这些说法不是十分准确。到底什么因素影响了宽容度呢?

数码相机,CMOS是由非常多的光电二极管构成的,它的特性曲线如下图。


水平轴表示它得到镜头的光多少,右边多,左边少。垂直轴表示在光能作用下输出的电信号,上边信号大表示亮,下边信号小表示暗,那条曲线就是光电二极管在不同光量条件下输出电信号多少。

图中曲线左侧一段低沉平缓,表示图像黑暗缺少层次,右边一段高台平直,表示图像死白没有细节。中间这段几乎是直线,表示光电二极管随着光量改变,电信号也成比例改变,图像优秀,这段越宽,宽容度越好。

下面说说左侧曲线低沉平缓如何形成的。物体由分子构成,分子由带正电的原子核和它外围围绕它运转带负电的电子构成的,正负电吸引达到平衡,电子受到其他能量激励,比如光能,当电子得到光能量达到一定水平,打破了这种平衡,在电场作用下电子离开原子核,出现了电流,这就是水平轴,光能离开原点一段距离电信号才直线上升的原因。光照不强时,只有离原子核最远的外层电子,原子核束缚能力最弱,电子受到一点点激励,就能离开了原子核形成电流,但是电流很小,造成曲线低沉微微上升。

曲线右边如何出现高平台呢?产生的原因可能有以下几点: a,输出电信号饱和了,电流再也上不去了。b,输出的电信号即将超过安全允许量值,否则就损坏了传感器(热伤害,电击穿)。c,模拟信号转换成数字信号,就是A/D变换(ADC),信号值超过基准参考值以后再也测不出来了,只能停留在基准电压值上。这三个因素,任何一个都会影响高端产生平台。从曲线可见,低端虽然低平,但还有点斜度,还能保存一小部分图像细节,可是高端就是水平直线了,图像细节损失殆尽,后期也很难恢复,这就是说,宁肯欠曝,也不要过曝。有经验的摄影师,对此都深有体会。

如何改善包容度。从光电管特性曲线来看,其一,低端尽量缩小曲线低平范围,其二,高端尽量后移曲线饱和平台,从而扩大中间直线范围。知道了低端,高端曲线平坦的产生原因,就能找到解决的办法。低端通过增大每个像素面积,也就是大画幅,低像素,每个像素面积大了,得到的光多了,输出的电信号也就多了,就能提高低端电流,从而提高低端曲线斜率,压缩了暗区范围,对宽容度改善有明显作用。

有人说,位深(A/D变换级数多)宽容度好,这种说法不准确,A/D变换是在光电二极管得到电信号之后变换的,在这之前宽容度已经受到了制约,比如二极管输出最大4伏电信号,模数变换是对这4伏进行变换,8位就是2的8次方,256个等级,每个等级大约15豪伏,10位就是2的10次方,1024个等级,每级大约1豪伏,12位有4096个等级,每级0.24豪伏。位多,信息量剧增,图像层次也越丰富,但对宽容度影响甚微,可是对相机,计算机处理用时间可就多了,就需要耐着性子了,储存卡也得大容量的。有人以为A/D变换每个台阶宽度相同,台阶多了,整体宽度就大了,这种理解是不对的,实际上,是整体宽度不变,只是台阶小了,A/D变换的级数决定了数字仪表的精度,决定数码相机图像细节层次。举例说明,假如光电管输出0--4伏,A/D变换11级,和光电管输出0--3.5伏,A/D变换13级比,仍然是前一个宽容度好,后一个只是图像细节丰富。

可变增益放大器(变跨导放大器),低端小信号放大量大,提高了暗区图像层次,高端大信号放大量小,延缓大信号饱和,这是人们希望的增加宽容度的方法,但是放大器设计复杂了,成倍造价高昂。


图中细线表示原来光电二极管的光电特性,粗线表示可变跨导放大器补偿后理想的特性,补偿后宽容度2明显好于没有补偿宽容度1,当然这只是理想的希望。我见到的某相机采用两档增益放大器,低端放大量大,高端放大量小,虽然中间有个台阶,但是还是提高了宽容度。


CMOS由像素构成,每个像素至少由红绿蓝3个光电二极管,2400万像素,就有7200万个二极管,还有至少7200万条引线,这些都挤在一个层面上,密度高光电二极管做不大,热容量小,不仅影响暗光层次,还影响高亮信号散热,宽容度受影响。背照堆栈结构CMOS,光电二极管设计在一层,面积可以做的最大,信号好了,横向引线在下一层,竖向引线在另一层,还有其他的层,不拥挤了,热容量大增,宽容度得到明显改善。

还有那些A/D变换器,基准参考源数值高,供电电压高,CMOS散热好的相机,宽容度不会太糟糕。

你买了相机,宽容度对于你来说就是固定了的,好也不必自喜,坏也不必伤心,因为有补救办法,就是当你遇到宽照度场景时,你过曝一张,正常曝光一张,再欠曝一张,取过曝光暗部图像细节,取正常曝光大部分图像细节,取欠曝光亮部分的细节,三者合成一幅明暗都理想的图片,这就是HDR模式,现在绝大多数相机都有这种模式,你大胆应用就行了。

我不是相机的设计者制造者,只是说点科普常识,不一定准确,不要喷,欢迎讨论,你对摄影相机知识感兴趣,可以关注我的头条号,那里有我的好多回答,对你会有启发,谢谢浏览。


诚信168272021


简单粗暴直截了当,咱不说什么概念,理论知识,毕竟就是想知道什么是宽容度

宽容度通俗点说就是你在拍摄完成后照片可以调整的范围与空间,这个范围越大说明相机的宽容度越高

宽容度会让欠曝的照片通过后期PS的ACR拉阴影提亮暗部,而不影响亮部画质,并且噪点可以控制的很纯净,这点尼康和索尼做的都非常优秀,如果你对宽容度不了解,可以使用佳能相机(不管是旗舰机的1DX2还是APS-C的机器)弱光下拍一个RAW文件照片,然后回到PS拉阴影感受一下佳能的宽容度,瞬间噪点满屏彩噪如漫天无际的星星般壮观就知道宽容度的重要性了。

当然我只是拿佳能做了一个反面教材,佳能虽说宽容度做的一般,但是高感还是可以的,佳能在处理高感方面还是有一套的,并不是说佳能就不行,在不行咱们不是有ps呢吗,什么噪点都可以给你灭了,还省了钱呢,是不?


好啦,希望我的回答可以给你帮助,哪里说的不对多多指教,喜欢我的回答记得点赞评论,谢谢^-^


色影君


相机宽容度是很多朋友都接触过的一个概念,但真正了解的人不算多。了解宽容度的意义,对器材选择、实际拍摄以及后期处理都有较大的实际意义:

一、宽容度的概念

宽容度是源于胶片时代的一个概念,是指感光材料正确记录(还原)景物亮度范围的能力。进入数码时代后,宽容度的概念也延用下来,表示CMOS(CCD)对目标画面亮度范围信息的记录(还原)能力

由于宽容度和亮度信息的还原有关,因此也称为曝光宽容度,二者可以理解为一回事:

二、动态范围的概念

动态范围是与宽容度相关的一个概念,是指相片所包含的亮度范围信息,严谨一点来说,是相片所包含的还原正确的亮度范围信息:

三、宽容度和动态范围的区别

宽容度和动态范围都与亮度范围有关,但主体和角度不同的:

1、宽容度是相机的表征参数(小-k),是一种硬件层面的记录能力。对一部相机而言(原-创),是相对固定的:

2、动态范围是相片的表征参数,是一个具体的数值,即使是同一部相机拍摄的片子(摄-影),每张片子的动态范围也不尽相同。

四、宽容度对相机画质的影响

宽容度是相机的关键画质指标之一,在同等条件下,宽容度越好的机器,拍出的片子动态范围越大,记录的光影信息越丰富,层次越细腻,观赏性越好:

良好的宽容度是大尺寸感光元件机型的主要优势之一。理论上感光元件尺寸越大,对光影的记录越细腻,还原越充分,宽容度也就越高:


通常风光摄影光影信息最丰富,所以对一些高规格的风光商摄任务,摄影师会考虑采用大尺寸的数码后背,获得最佳的光影还原效果:

五、如何检验相机的宽容度

要检验一部相机的宽容度优劣,最简单的方法就是拍摄一幅大光比相片,如果片子中亮部和暗部都曝光正确,没有泛白(高光溢出)和死黑(暗光溢出),那么宽容度就是较好的;反之是较差的:

六、通过曝光包围获得高动态范围的相片
HDR PICTURE)

对于固定的器材,硬件层面的宽容度是一定的,理论上不能人为改变;但曝光包围思路的出现,使得用低宽容度相机获得高动态范围相片(HDR PICTURE)成为可能:

但这种思路有一个限制(小-k),因为涉及后期多片合成,因此主要适用于静止画面拍摄(原创)。如果画面中有高速移动的物体,合成后的片子可能出现轮廓模糊的情况(摄影):

七、小k建议与提示

1、一部相机硬件层面的宽容度不能改变,但后期算法可以在一定程度上改善片子的动态范围。为了迎合市场,

现在很多相机都内置了动态范围调整菜单,通过算法对片子进行优化:

2、HDR技法不能过度使用,否则会造成画面脏乱,适得其反:

具体可以参阅小k前期关于HDR使用方法的解答,再次不予赘述。

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小k印像


由于摄影的对象是客观存在的现实场景,因此和绘画相比,首先自由度就会受到约束。而在曝光这项重要的技术环节上,动态范围就是“戴在摄影师脚上的镣铐”。

最重要的一条约束来自于你手中相机的动态范围,在胶片时代它也被称为宽容度。所谓动态范围,是指相机能够记录下来的最亮与最暗区域的差别。同样,我们需要与人眼的动态范围进行对比。

例如,我们在观看一个具有极度高度差异的场景时,随着眼睛不断地快速移动焦点,瞳孔会自动进行调节,相当于调节了光圈。然后,再通过移动眼球获得的各分片区域的视觉信息会在大脑中进行合成处理。

虽然,眼睛在场景中进行扫描需要时间,但这个过程快到你自己都无法察觉。这种调节机制让人眼获得了很高的动态范围,如果用数据来衡量这种明暗差异的话,几乎超过了20EV。

而相机的感光元件是在曝光一瞬间,同时接受场景中的亮部与暗部光线,相比人眼,在这个过程中没有进一步的调节机制。

另外,在曝光一瞬间,感光元件从场景的亮部接收的光线多,从暗部接收的光线少,而感光元件本身对于光线的接收能力是有一个范围的。

过少的光线无法让感光元件产生足够的信号,过多的光线到达感光元件会使收集光子的“桶”满载,如果超过极限,即使有再多的光线到达信号也不会发生变化。因此,形成了相机的动态范围。

也就是说,当场景的明暗反差达到一定级别时,相机是无法同时获得高光区域和暗部区域细节的。但是,在阴天和雾霾的环境下,场景明暗反差较低时,相机会很轻松地将全部场景细节记录下来。



色影无忌


题主好,不请自来。

顾名思义,宽容度指的是在拍摄时,相机同时兼顾亮部和暗部的能力。

很简单地去表示:当我们在拍照的时候,假设当时的亮部的值为10,暗部的值为-5,那么如果相机的cmos完好地记录下来亮部和暗部的信息的话,说明这个相机至少拥有15ev的宽容度。

那么宽容度会影响什么呢?

日出、日落等具有大光比时候的拍摄。

比方说我拍摄的这张已经过曝的片子,因为我使用的是佳能相机,众所周知佳能的相机宽容度都不是特别高,在拍摄大光比场景时最好包围曝光。

这张照片当时就拍过曝了。


降低曝光值和高光后,发现太阳周围的云层也没有显现出来,即使高光的明度已经降下来了,但是细节仍然是缺失的。


因此,如果是拥有更高宽容度的相机,这样在此类场景拍摄时,

不用太过顾及到单张情况下是否注意到了保留暗部细节却丢失了高光细节,或者反之保存了高光细节丢失了暗部细节。

在相机宽容度不够高的情况下,

就要通过曝光合成来人工提高照片的宽容度。

分别拍摄一张有暗部细节、正常、有亮部细节的照片,

再利用蒙版手动合成,亦或者通过ps、lr软件自动合成,

也就是我们所说的HDR照片。


希望对您有帮助噢!

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WesleyHsu


以下亲自测试了宽容度,有图片会容易了解一些,下面两款胶片是目前市面上还仍在售,许多影导演也仍然在使用的电影胶片:

Kodak Vision3 250D





Kodak Vision3 50D




暗部细节宽容度测试图,相较于一般数码相机,电影底片会保留更多的暗部与亮部细节,拥有较高的宽容度,目的是为了再让电影后制调色与亮暗度时,有更好的发挥空间。

如果再深究下去的话,可以分作彩色与灰阶两种,再进行亮暗部细节去讨论。


Yo胶片摄影


我理解的宽容度就是CMOS上的亚像素所能承受的最大不发热电压值,同样的电压,发热越低宽容度越高


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