动态&色调范围 （网络整理）

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动态范围：表示图像中所包含的从“最暗”至“最亮”的范围。

色调范围：之描述动态范围的色调数目。
数码相机的色调范围指描述动态范围的色调数目。动态范围宽不一定色调范围宽，动态范围窄，色调范围也不一定窄，下面的例子正好说明了这个问题：

传感器的动态范围和色调范围
　　传感器的动态范围和色调范围是息息相关的。如果一个传感器的动态范围是1000:1，其AD转换器最少有10位，那么它必定会有一个宽阔的色调范围。一个拥有10位AD转换器的传感器能输出大约1,000个不同的色调，当然传感器的动态范围要不小于1000:1－因为传感器符合线性特征。
图像的动态范围和色调范围
　　当你使用色调曲线调整传感器的线性数据时，你可以看到动态范围和色调范围是不同而且好像是独立存在的，随着使用的色调曲线不同，具体情况也会有所差异。色调曲线可以压缩动态范围、色调范围或两者同时压缩。
　　当我们以JPEG格式拍摄照片时，照相机会使用对比度高的色调曲线处理照片，这样可能会损失高光和昏暗部分的细节－这是JPEG格式的先天缺憾，如果想避免细节损失，只能用RAW格式记录照片。RAW图像保留了传感器产生的原始图像的整个动态范围，让用户可以通过使用一条适合的色调曲线，压缩动态范围和色调范围，以最悦目的颜色和明亮度输出到显示器上，或进行照片打印。下面的图例说明的是一幅32位浮点图像的动态范围和色调范围被压缩后的效果。
显示器和打印机的动态范围和色调范围－范围压缩
　　显示器和打印机拥有有限的动态范围。所以我们必须使用一条色调曲线来压缩照片原始数据中的动态范围，使它适应于显示器或打印机的动态范围。这条色调曲线在压缩动态范围的过程中尽量保留显眼的细节。经过这种处理后，显示器或打印机输出的图像才能使人们感到悦目。
　　
　　在上图的场景中，阴影部分比高光部分（11级）暗2000倍。如果读者拿自己的数码相机拍摄上面的场景，拍摄出的照片只会有两种可能：图A或图B。在图A中，照相机为了获得良好的暗部细节，曝光时间必须延长，导致高光部分的细节严重缺失，高光部分象素溢出；在图B中，照相机为了获得良好的亮部细节，曝光时间必须缩短，导致暗部的细节严重缺失。在Adobe Photoshop CS2中，你可以把数幅曝光设定不同的照片结合起来，以获得一幅有宽阔动态范围的图像。但是我们之前已经谈过，显示器和打印机的动态范围是非常有限的，那么怎样才能在显示器和打印机上输出动态范围宽阔而且悦目的图像呢？？唯一的方法就是压缩。
　　现在让我们观察图A和图B的柱状图，红色和蓝色的区域分别表示没有缺失的暗部和亮部细节。我们可以通过同时压缩这两个区域的方法，减少图像色调，使其适应显示器或打印机的动态范围。
现在让我们观察图A和图B的柱状图，红色和蓝色的区域分别表示没有缺失的暗部和亮部细节。我们可以通过同时压缩这两个区域的方法，减少图像色调，使其适应显示器或打印机的动态范围。
　　在实际的拍摄场景中，高光与昏暗比接近2000，为了让显示器和打印机（特别是打印机）输出悦目的照片，高光与昏暗比必定比2000小得多。当在显示器上观察图C时，我们会发现图C具有宽阔的动态范围，因为它看上去就像一幅由照相机一次曝光照出来的、动态范围宽阔的照片，让人感到自然舒服。色调压缩最好在高位数的环境下进行，因为这能避免色调分离的出现。

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