理论知识
数字相机的动态范围
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时间:2012-02-23 14:54:00

   数码相机的动态范围越大,它能同时记录的暗部细节和亮部细节越丰富。请注意,动态范围与色调范围(tonal range)是不同的。动态范围(Dynamic Range)是一个信号系统的动态范围被定义成最大不失真电平和噪声电平的差。但在实际用途中,多用对数和比值来表示一个信号系统的动态范围,对于底片扫描仪来说,动态范围是指扫描仪能记录原稿的色调范围,即原稿最暗点的密度(Dmax)和最亮处密度值(Dmin)的差值。

  感光区域越光亮,收集的光子量自然越多。感光元件曝光后,按照每个像素收集的光子量不同,赋予它们不连续的值,并转化为数字信号。没有吸收光子和吸收光子至满载的像素值分别显示为"0"和"255",即代表纯黑色和纯白色。 数码相机的感光元件是由数以百万个像素组成的,这些像素在像素曝光的过程中吸收光子,转化成数字信号,然后成像。

  动态范围可以分为两个部分,即光学动态范围和输出动态范围。前者主要是由CCD/CMOS等感应器决定的,后者主要由A/D、DSP来决定。其中饱和曝光量相当于传统胶片的肩部范围,噪声曝光量相当于传统胶片的趾部范围。

  光学动态范围(DR_Optical) = 饱和曝光量 / 噪声曝光量(暗电流)

  输出动态范围(DR_Electrical) = 饱和输出振幅 / 随机噪声

  通过上面的说明,我们现在就可以理解为什么采用大尺寸感光元件的数码单反会拥有更大的动态范围。数码单反的感光元件尺寸一般是消费级数码相机的4~10倍,允许承载更多的像素而不至于缩小像点之间的距离,而产生噪点。

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