動態範圍和曝光寬容度 (下)

影相佬
Dec 12, 2021

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動態範圍、曝光值和相片層次的關係

上次文章最後淺談了一些誤解,並在最後談到場景亮度和ISO,但有點太冗長,這次一開始我想先把一些重點交待出:

1)ISO 不等於感光度

2)曝光寬容度在數碼攝影幾乎毫無意義

3)Zone System有助理解動態範圍但它不能增加菲林的動態範圍

動態範圍

動態範圍(英語:dynamic range)是可變化信號(例如聲音或光)最大值和最小值的比值。

儘管在不同網站上吹得天花龍鳳,但中文維基百科上就簡單得可憐,因為這個概念本身是聲學上一個很基本的字,用係攝影上想表達的意思,就係“最光而未溢出”同“最暗可記錄而沒明顯噪點”之間的距離。在不同感光度之下,它是會有所改變的。而對攝影師的重要性在於:在分析場景亮度後,可以根據相機的動態範圍,去選擇一個合適的ISO來確保最多的資料被更好的保留。

如果你還是未明白上面三個結論和動態範圍之間的關係,那我就繼續了:

ISO 不等於感光度

大部分初接觸攝影的人,都會知道曝光三角中的「光圈、快門、ISO」。而他們各自都對感光的速度有相互的影響。在菲林年代,這是完全沒有任何問題的。但來到數碼,其實是有必要把ISO 獨立開來。

ISO愈高,雜訊(或稱噪點)愈多?

菲林底片是透過自身微粒粗幼,去控制曝光需要的速度。而微粒的粗幼程度會反映在成象上,形成所謂的噪點。而數碼相機的感光元件不是由化學的微粒組成,它的感光敏感度其實是沒有變化的。 數碼相機的ISO實際所做的,是在增大已接收到光線信息的訊號。物理上感光元件是沒有增加感光強度的。加大ISO這過程除了放大了接收到的光度訊息加大,亦會拉高了雜訊基底(Noise floor)。兩者本質上的差異在於,同樣使用高ISO,數碼攝影不一定會有明顯雜訊,但菲林則無法避免物理微粒帶來的噪點。

讓我們來看看以下的比較:
相片一: ISO 250 | 曝光度 1/90 | 閃1/16
相片二: ISO 3200 | 曝光度 1/90 | 閃1/16

那一張相片會有更少的雜訊呢?差別又是多少呢?

你能看出那一張是ISO3200嗎?兩張的差異是否又真的很大?左手面的其實是ISO3200的效果。左面的差異不大(甚至有些人會覺得更好),是否有令你感到意外呢?而且它沒有因過曝而扔失資訊,是否與你的認知有所違背呢?

其次,如果一個場景中的高光是重要的,你又要如何曝光呢?是一般認知中的低ISO,用高光作測光,然後降低至稍為曝光不足,再在後期推光嗎?有沒有想過,可以利用動態範圍的特性,把ISO推高使更多級的資料放在中間值之上,從而獲得更細緻的高光表現?

光線的過渡較為生硬(左) | 相反較為自然漸進(右)

曝光寬容度在數碼攝影幾乎毫無意義

對寬容度,從坊間找到的解釋主要是二種:

一)寬容度是指在曝光後,可以調整的程度,可理解為“用錯設定後可以救回相片至可接受的程度”。

這個就是以相片是否正確曝光作前提,一張相片是否正確曝光已經難説,而當中的“可接受程度”,也是較為主觀的。

二)底片按比例正確記錄場景亮度範圍的能力,就是指照片記錄亮部和暗部的細節與層次的能力。

這個在上一章已經解釋了,就不重覆了。

不過無論你是接受那種解釋,如果你不是自己具備沖洗底片和曬相的能力的話,基本就是廢話,因為你並不能把不同明度的地方分開處理。寬容度問題的根本,在於寬容度的定義。它是一個很寬鬆的概念,高寬容度可以把過曝或欠曝的地方修正到“可接受”的程度。而這“可接受”正正是很多認知上造成差別的地方,也帶有主觀性。

相反動態範圍就不同,你所控制的,是基底噪基底雜訊與最光可記錄記錄訊息的空間。

我們說過"強行把動態範圍理解為有多少級數的寬容度可供後期調節,是一種過失。是把原本可以調節回來的細節犧牲或降低其質量"。這是因為動態範圍不是一種單一去處理的東西。(不是說你有10級,就可以直接把過曝的地方重新帶回來)。一張相片不論是用螢幕還是打印出來,最終目的都是服務於人的。認識動態範圍就是考慮到輸出的需要以及我們眼睛所能感受到的亮度變化去決定。你可能會聽過有部分師兄會說菲林向右曝光,數碼則向左曝光。因為菲林在光的地方可以稍為拉回來,但一但暗了便什麼也失去,而數碼相片即使暗了也能把它稍為推光,反倒是太光的時候便什麼資料也失去。對於新手,這或許在一定範圍內是實用的,但一但你進入超廣角,或極端情況後,就會發現問題連連。在過去的年代,不論是老式螢幕還是負片,它們對光的敏感程度跟人眼都是相近的,即是說當它遇到高光的時候,敏感度會隨光線增加而變得沒有這麼敏感。當中並非像數碼感光元件般呈一個線性關係。這就會造成底片去拍攝時,明明你已對整體場景過曝了兩級但是他在於場景中高光的位置並沒有實質上增加了兩級的吸收量。在後期處理時,便會似乎比起感光元件感覺上更能應付高光的資訊。這只能說底片對於高光範圍有較高的寬容度,你以不正確的曝光依然能夠獲得想要的效果。現代數碼攝影的感光元件對於光線的吸收是一個線性的關係。一個單位加上一個單位的光,它便會記錄兩個單位。不論光線的強度如何也是如此。如果不考慮相片的質量,只考慮曝光,那麼這説法看似是能夠保護高光不至於過曝,但就把最大量的空間用來儲存我們眼睛不敏感的高光,在拉光畫面時,暗位的雜訊就會大大增加。

當然如果暗位並不是你需要的,這也不是什麼問題。就如上面這張照片,如果的目的只是記錄”到”而不是記錄”好”,你也可以説這是在“寬容度”內。

Zone System有助理解動態範圍但它不能增加菲林的動態範圍

網上看到有人把Ansels Adam的Zone System比喻作動態範圍,並幾乎完全一樣的照搬進數碼相片拍攝,這是非常奇怪的。雖然分區曝光的技巧可以用作輔助您使用動態範圍拍攝的一個概念,但把他們等同或説做幾乎是同一東西,這就好比把踩單車和控制電單車說成同一回事:電單車和單車有各自都做不到的,雖然本身也需要平衡力,而掌握其中一樣對使用另一方也有幫助,但這説明它們是同一種東西?區域系統並沒有把一個場景或菲林的寬容度擴至十一級的魔法。Ansels Adam訂立了一個有0至10級別的系統,巧妙地為攝影師對場景不同地方的亮度提供判斷準則,一種在安排菲林記錄,以方便配合適合沖洗及後製,最後在相紙上更好呈現所需的亮度比而作出一種專業選擇,去為所需的資訊盡可能保留多些細節而犧牲不重要的亮度。技巧上跟我們在處理動態範圍是有相似的,但動態範圍相對於數碼攝影並非是一個固定的級數範圍。把兩者當作同一東西處理的人,於是便會有動態範圍等於可拯救回來的寬容度這錯誤認知。事實上,區域系統最核心的一點,是要知道你是為何去曝光,以及什麼是你相片的主角。

在這張場景亮度中,天空是10的,而鴿的身體大部份大概在1–2左右。鴿的頭部以及石柱,就會在大概4–5區。 作為主角的鴿在這樣的場景亮度中,我目標是頭部,想營造出鴿眼俯瞰的感覺,所以頭部及眼睛細節是必須要保障的。但我未決定到想保留多少身體的細節,這時候只需簡單的用低ISO,並用高一至兩級的曝光便可以增加暗部的細節和純淨。因為低的ISO把動態範圍的大部份訊息分配在暗位,而提高曝光量亦保障最暗的訊息遠離底噪,在後製拉光時不易引致有雜訊出現。

結論?

下面想用一個例子,將上面的説的作一個總結,也希望能更直觀的把寬容度、動態範圍、場景亮度和ISO等幾個概念在實際拍攝中的應用演示一次。

當現場環境是比較貼近這情況的,電車車箱內,大廈的陰暗面都大約在0–1區,店內有燈光的地方在8–9區,路面及行人大部分落入2–5區,燈光環境比較複雜,應該怎麼選呢?首先要決定想保留什麼,我心目中想保留的,是電車小女孩、建築牆身的紋路店內的產品和路人的動作。因此,限制有:1)不能過曝太多否則店內高光會丢失;2)快門不能太慢否則路人不能定格;3)牆身顯現的細節不能有過高的雜訊

最後的選擇:稍高ISO讓動態範圍把更多資訊放在中灰之上去保留店內高光,稍為提升曝光把暗位升高一點(但未到路人模糊的程度),令後期推光時也未至於全是雜訊。

在後期處理後便得出上面的照片。拍前的目標基本完成,牆身有不少雜訊但在可接受的寬容度內。最嚴重雜訊的有幾個地方,畫面的四角(留意左下紅綠燈)但這些位置不是最主要的,我也可以進一步後期調整改善。隔開車內外的直柱也是一樣,可以再執整好些,但它們在整體畫面的光暗呈現也在寬容度內,是可以接受的,尤其我是在全畫幅機身上使用一支M4/3的17mm鏡頭,在裁切時也比實際的畫面範圍裁得更盡, 所以角位的失光嚴重是預期的。

你可以見到,ISO在過程的角色,是作為整體系統的放大,以及資訊安排的策略。當然在實際操作時,也請多對自己的相機作測試。鏡頭的失光、不同的感光元件、機身電子元件設計等等,也是會有影響的。

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