高動態範圍成像技術─HDR IMAGING

高動態範圍 (HDR, High
Dynamic Range) 的成像
技術, 在很短的時間內, 已從電
影產業中電腦圖像處理的高專
業領域異軍突起, 變為靜態攝影
上廣為使用的技術。它的處理過
程一點也不完美, 但在面對超高
動態範圍的場景時特別有用, 而
且與曝光密切相關。HDRI 技
術操作的複雜性, 往往令人因之
怯步 (雖然它不一定真的這麼難
用), 對專注於攝影而不是玩軟
體的拍攝者而言, 這個技術似乎
太超過而且過於做作, 不過我對
這種純攝影的觀點, 抱持著執疑
的態度, 因為, 這是當感光元件
的動態範圍過低這個老問題發生
時的一種解決辦法。

目前還沒有哪台相機的感光
元件, 可以涵蓋像這種太陽和
陰沈的影子同時存在的亮度範
圍 (屬於超高動態範圍), 在本
書的很多地方, 我們都看過這樣
的例子；然而, 藉由固定相機後
進行一系列更動快門速度的曝
光, 我們就能輕易地捕捉到整個
階調的影像。接下來將這些存在
於不同畫面 (個別影像) 的不同
曝光值, 透過 HDR 處理的第
1 個步驟, 就能把它們合併到單
一的影像檔裡, 這對使用者而言
是相當容易做到的。目前, 有一
些 HDR 檔案格式 (包含部分
TIFF 檔) 可從處理的若干畫面
中, 保留其中所有的曝光資訊,還有一知名軟體, 如 Photoshop
和 Photomatix Pro 等, 都可以
自動地幫你完成上述的動作。

將一系列影像合併到 HDR

這裡所拍攝的多張不同曝光度照
片, 其實都是手持相機拍攝的, 我之
所以不急著拿出腳架來, 是因為我知
道在後製時, 軟體自動會進行 "對齊圖
層" 的動作；因此我用 1 級的曝光級
數, 並開啟相機的自動包圍功能, 而測
光就交由相機自動測定, 拍下了這一
系列從最暗到最亮的影像。

最後的 HDR 影像

在此我使用的是具備 HDRI 自動色調對
應的 Photomatix Pro, 在這一系列的示
範說明中, 該軟體可選取的效果是近

乎無限多種可能的。

32 位元預覽

若你用 Photoshop 來轉換, 首先第 1 階段將看到一個 32 位元的預覽圖, 除了
所有拍攝的系列縮圖照 (依曝光度順序排列) 外, 當拖曳照片中色階分佈圖
下方的滑桿時, 即可看到影像亮度的變化, 但原始影像不會受任何影響。

拍攝一個 HDR 的系列影像並不複雜, 而且就
像在第 1 章裡提到的, 這只是處理曝光剪裁與動
態範圍過大時的解決辦法之一；讓我們回到決策
流程圖裡, 一旦發生「剪裁問題」時, HDR 是一
個被考慮運用的選項, 而在第 2 章的包圍曝光中,
則解釋了拍攝的整個程序。不過, 下一個問題是：
雖然把不同的照片合併成一個 HDR 影像檔相當
容易, 但你還是不能看到它！目前, 只有非常貴的
螢幕 (叫做 Brighside), 它應用了 LED 與 LCD
的技術, 才能顯現這種 HDR 影像, 而且看起來
就像看到真實的場景一樣。此外, 使用 HDR 檔
案時, 我們只想要忠實地轉換超高動態範圍的場
景, 而不必像處理一般的照片, 要先做理解分析的
動作。

HDR 轉換

開始轉換前, 請先選取「影像/模式/16 位元色
版」, 這樣會讓動態範圍最大化；在轉換時有以
下 4 個選項可選擇：曝光度與 Gamma、亮部壓
縮、均勻分配色階分佈圖, 和色調對應操作的局
部適應。

均勻分配色階分佈圖

這項功能只要按「確定」便會自動進行調
整, 調整後的結果看起來有點詭異。

亮部壓縮

這項功能只要按「確定」便會自動進行調
整, 如圖所示, 這項功能對本範例並無太大的
作用。

局部適應

這項功能可以調整局部的色
調曲線、強度、範圍、和臨
界值, 我將強度降低至 10 像
素, 臨界值調高至 0.63, 從扭
曲的色調曲線中可看出, 陰影
變得更深更黑了。

所以, 解決的辦法就去壓縮 HDR 影像中的階
調範圍, 轉換成一般影像所涵蓋的階調 (即 8 位
元 / 色版)；同時, 在色調對應演算法的形式上, 有
一些非常巧妙的方法：這些運算是複雜、且不公開
的 (應該沒人希望去了解吧), 但至少可以預測它
們產生的結果；現在花時間去深究 HDRI 技術並
不值得, 但要去處理一些困難的曝光條件, 它卻是
無可避免的解決方法之一。至少, 當遇到允許多次
拍攝而且這麼做並不麻煩的時候, 我會強烈的建
議你去使用這項技術。從場景中補捉所有階調的
資訊, 從存檔的角度看是很值得的, 即使你之後並
未對這些影像做特別的處理。因為你可以保留住機
會, 而且 HDR 程式一定會有所改進、操作介面也
會更親和, 那時你曾經拍下的這一系列照片, 將會
變得更有用而且遠超過你的想像。

合併前：HDRI 軟體會顯示預覽的窗格, 可
以預覽調整過後局部的影像。

但是, HDRI 技術確實引發一個特殊的問題,
那就是它仍然沒有完全處理：什麼是你所期待
看到的影像？照片看起來應該要有多逼真？但在
HDRI、曝光混合、Raw 轉換處理等數位後製技術
的發展與日趨成熟下, 影像想變成任何樣子都是可
能的, 而不必然一定得成為我們期望中的樣子。

HDR 的色調對應作業, 多半是要將寬廣色調
範圍的資訊, 壓縮成一個每樣東西都能呈現的可
見影像；這有點像是嘗試模擬人類的視覺運作, 但
就像我們在前面相關章節中提到的, 人類的視覺
運作與攝影的成像方式大不相同, 我們如何去看
待一個場景、也與如何去看待相同場景下的照片
大異其趣。一般人面對運用 HDRI 技術所產生的
結果, 反應通常是覺得自己必須要改變過去看照
片的習慣, 不要再把某樣東西看成是平的、有界限
的；不過, 比起我們現在看到的這些照片, HDRI
技術還沒到達它的極限, 人類知覺的複雜之處與
其運作機制, 仍在陸續加入最新的 HDR 成像
技術中。但這只是我們追尋的目標之一, 在學習
HVS 當中, 有一個重要的關鍵, 就是要去了解我
們如何從有限的知覺輸入中, 去建構一個可理解
的影像, 而為了達到這樣的目的, HVS 用了各式
各樣的方法, 不過這些方法, 我們現今還不能完全
了解；他們包含了基於我們經驗中的期待, 就像我
們看到一張照片裡頭的某些東西時, 我們會期望

它們看起來像是我們多年在照片中與生活中看到
它們的樣子。

Photomatix

以下這一系列是用 Photomatix 軟體處 理, 在色調對應階段有 2 種不同的方法
可供選擇：Details
Enhancer (細節增強 法), 可處理局部影像的階調合成；與 Tone Compressor (色調壓縮法), 可處理整體影
像的階調合成。 T o n e Comp r e s s o r 壓縮影像的能力較 弱, 但合成後的可讀性與辨識度較高, 也較
接近真實的影像；而 Details nhancer 則 需小心使用 ── 像最左邊那張是以預設 值做設定, 而最右邊那張則將數值拉到最 高,
因而造成細節遺失, 看起來也很不自 然。

多數人會對這種看起來整個都很 "逼真的" 照
片感到驚奇, 我的看法是, 不管怎樣它都是相機拍
的, 雖然很多人的確很喜歡這種背離照片寫實主
義的差異性, 不過, 在"真實與純粹" 攝影之間, 它
終究是一種背離的認知。

.....更多內容請見《攝
影師之眼 : 超完美曝光 － 數位攝影的採光‧測光‧曝光》