在2003年7月冰岛会议上，我有幸和Thomas Knoll（大名鼎鼎，Adobe Photoshop和Camera R

在2003年7月冰岛会议上，我有幸和Thomas Knoll（大名鼎鼎，Adobe Photoshop和Camera RAW的主要作者）就数码摄相的信噪比问题进行了探讨。在冰岛3,000多公里驱车旅途中，我们的话题涉及了大量数字图像处理等问题。Thomas谈到了一个我以前从来都没有想过的问题，而此问题一旦触及立即令我大有感悟。

　　关于动态范围

　　首先，为讨论方便起见让我们将数码单反相机的动态范围对应成光圈5档包围（实际上应该是近6档，但没有必要在这里计较太多），5档之外就超出相机的动态范围了：不是曝光不足（暗部没有细节和层次）就是曝光过度（亮部没有细节和层次），这也许就是为什么很多软件将直方图分成5个区域的原因之一吧。通常我们所处理的RAW实际上是12位图像（不错，理论上应该是16位的，但现在所有数码单反都是在现实16位空间里使用12位RAW记录数据——总归好于JPG的8位）。12位RAW能够反映出4096（2的12次方）离散亮度值。这也许会让人联想到，如果用相当于5档光圈的动态范围去覆盖这个4096级亮度，那么每档覆盖850=4096/5，事实如此吗？永远要记住“一半”在这里也是有效的（2的N次方），数码单反的动态范围相当于5档光圈，其中第1档（最亮的部分）覆盖了2048级色调——为什么会这样？这是因为数码单反的CCD或CMOS记录的信号是线性的，而相当于5档光圈动态范围的每1档较其上档都会将光线减半，同时将剩余的一半留给了下档。下表给出更为详细的说明：

　　第1档覆盖（最亮） 2048级

　　第2档覆盖（亮） 1024级

　　第3档覆盖（中调） 512级

　　第4档覆盖（暗） 256级

　　第5档覆盖（最暗） 128级

　　这张表说明了很多问题，其中最重要也是我们最常犯的一个错误就是，如果我们不好好利用直方图最右边那个区域（通常我们看到的直方图都被分为5个区），实际上我们就白白浪费了手中昂贵的数码单反几近一半的动态范围！当然，我们都知道（至少应该知道）数码摄像最最忌讳的就是曝光过度——亮度超出了动态范围，玩负片的都有这样的经验。如果曝光过度，也就是说照片的亮度超出了直方图最右侧，那么我们只能对这张照片说bye-bye了。

　　讲了半天，简单归纳一下：数码和胶片最大不同之处在于，数码单反应该尽可能充分利用直方图中最亮的那一档，因为它覆盖了4096亮度级的一半2048，而在通常直方图上我们看到的这一档，只占整个直方图的五分之一。从直方图的角度来看，数码单反需要向右曝光，而普通胶片通常要求曝光居中。

　　方法

　　普通曝光直方图中央分布向右曝光最大化信噪比

　　通过前面的分析我们不难理解“向右曝光”的含义了：尽可能使直方图向右分布，但同时又要保证不能曝光过度（过饱合）。从操作层面看这点其实很容易做到，大多数相机LCD屏在检查图像时，都会闪烁标志照片过曝的部位。如果出现过曝则略调一下相机的快门或光圈（看哪个更重要了）再来一张，直到曝光过度提示消失为止。（个人来看这种办法可行但最好还是通过经验积累而一次成功，因为有些瞬间可能一辈子就那么一次。同时注意的是，虽然RAW工具都可以进行数码曝光补偿亮度调整之类的，但这种补偿是有限度的：不可能将曝光过度的部分细节再移回来：RAW直接记录了CCD或CMOS上的信息，可是如果CCD或CMOS因为曝光过度没有记录下细节，后期RAW处理也是回天无术了）。

　　“向右曝光”得到RAW照片肯定会让人感觉“太亮”了。不过没有关系：使用RAW处理软件的亮度（数码曝光）和对比度调整，调整直方图分布（居中）并使照片看上去“正常”就行了。操作很简单也很容易理解，但蕴含着很复杂的图像处理知识：这种变换首先最大化了照片信噪比，其次弱化了照片暗部可能因多色分调处理所引起的不平滑问题以及可能存在的噪点。

　　“向右曝光”一定是针对16/12位RAW的。与某些人所想像不同的是，数码单反在记录RAW时是不做任何非线性变换的，所有非线性变换都是从RAW转换器开始发生的（也就是我们所使用的RAW软件）。所以，“向右曝光”仅对RAW有效：使用RAW格式拍摄并注意“向右曝光”，按上述办法在RAW转换器中手动调整照片、最后再向Photoshop输出。通过简单的三步曲，数码单反的带宽得到了最优利用——又一个使用RAW的理由。

　　“向右曝光”另一大好处是可以降低ISO值。从操作层面看“向右曝光”实际上应该是在正常测光的基础上再开大光圈或者放慢快门速度，或者就是光圈快门不变的情况下使用较低的ISO，三者是等效的。对于手持拍摄、拍摄移动物体或较暗光线条件下拍摄，往往需要在ISO、快门速度和光圈大小三者之间需要做出艰难选择，而“向右曝光”能够有效改善信噪比并减少暗部噪点，因而还是值得的。

　　以上讨论大量涉及到直方图的概念，关于直方图的基础以及应用技巧，可参考Michael Reichmann另一个教程“理解直方图”。

　　试验

　　“向右曝光”也许并不常用，因为这项技术需要在拍摄过程中投入大量精力并且花大量时间对RAW进行后期处理。但在某些情况下确实需要改善信噪比并充分利用数码单反的动态范围，这项技术就显得特别有效了——没有必要怀疑，只要自己试试就行了。

　　平常的夏日、兰天、白云和绿草，使用三角架以正常测光条件先拍摄一张，看看直方图。现在，+1EV（过曝）再来一张（+1EV只是一个参考，注意不要将最亮部分比如云真的过曝了）。多试几次，原则上是没有过曝闪烁的前提条件下直方图尽可能向右分布。

　　先将“正常曝光”的那张在RAW转换器中进行常规处理并输出至Photoshop；然后将“向右曝光”的那张在RAW转换器中进行同样操作也输出至Photoshop，由于是“向右曝光”，所以除常规操作之外在RAW转换器中别忘记修正Gamma、亮度和对比度，使之呈正态分布。现在让我们来对比两张在Photoshop里的效果，仔细对比暗部的噪点和多色分调形成的不连续过渡。能不能看出区别？如果没有区别，那么还是沿袭原来的拍摄风格吧！如果发现了区别，那么你就算是掌握这项技术了——今后一定会受益无穷。