HDR摄影：实用指南

如果你曾经在阳光明媚的日子里去远足，你可能已经注意到，你拍摄的照片在亮处和暗处之间有很高的对比。作为一个业余摄影师，这可能很难处理，但可以使用一种称为高动态范围的技术，或HDR摄影，很容易纠正。这种技术通过结合多次曝光，设法保持明亮和黑暗区域的信息。由此产生的图像具有惊人的细节，否则就会丢失。在这篇博文中，我们将解释相机的要素，HDR摄影的重要性，以及拍摄自己的HDR照片的一些技巧。

摄影基础知识

自19世纪30年代末发明以来，摄影行业发生了很多变化，从相机本身到人们的拍照方式。其中一个主要变化是数字摄影的出现，因为它不需要任何额外的工作来冲洗照片。目前的智能手机可与经典相机相媲美，并采用特殊技术以确保照片有更多细节。

相机有几个要素，它们共同作用，将来自物体的光线变成照片。下面是单反相机的内部工作示意图。橙色的光线表示光线从物体到取景器的路径。 沿着这条路径，光线首先被一个镜头聚焦，然后通过一个可调的光圈。然后，光线被反射到镜子上，进入取景器。对于单反相机，第一面镜子可以被移动，以使光线进入传感器板。感光板有一个机械快门，防止光线被检测到，快门打开的时间称为曝光时间。

单反相机的横断面图。这种设置可用于数字和胶片相机。由数字相对论提供。

镜头

许多人想到的相机的第一个部件是安装在前面的镜头。摄影师选择的镜头类型是由主题决定的。标准物镜最接近人眼的视野和焦距。这使得它成为初学摄影者的一个非常普遍的选择。

存在大量的复合镜头物镜，旨在解决摄影的各方面问题。例如，有一些镜头用于非常小的主题，即微距镜头。 这些实际上具有长焦距，但增加了光线的放大率。由于这些镜头用于小物体，它们需要能够处理非平行的光线。另一方面，长焦镜头用于拍摄远距离图像，如体育、音乐会或天体摄影。这些镜头通常非常大，与标准镜头相比，其视野非常小。

购买时，每个镜头的焦距都列在镜头规格中。一个标准的固定镜头的焦距是50毫米。这衡量的是传感器上从镜头平面到焦平面的距离。然而，我们必须注意到，物镜比单个镜头更复杂，包含多个不同焦距的镜头和移动部件。尽管如此，我们可以将该系统近似为一个单镜头。

光圈

进入相机的光量是由光圈的大小决定的，并且是相对于焦距而言的。因此，它通常被称为f数。当调整光圈时，重要的是要注意景深也被调整。这可以在下面的图片中看到，这是改变光线进入相机的角度的结果。随着光圈的缩小，角度变窄，导致景深变深。这也意味着更少的光线可以进入相机，曝光时间必须增加以进行补偿。

光圈大小的示意图。

快门
快门位于传感器的正前方，防止光线进入传感器。当按下快门时，快门打开，允许光线通过传感器。快门保持打开的时间是在拍照前决定的，可以根据被摄物体的亮度来调整。在阳光明媚的日子里，需要较短的曝光时间，因为拍摄对象会被明亮的光线照亮。相反，夜间摄影需要更长的曝光时间，有时以分钟计算。这对摄影师来说是一个挑战，因为在使用较长的曝光时间时，相机必须保持不动，否则图像就会模糊不清。

传感器
数码相机最重要的部分是捕捉光线的传感器。与胶片相机不同，数码相机的分辨率受到限制，这取决于传感器中像素的数量和大小。全画幅传感器是指具有与35毫米胶片相同的尺寸。然而，智能手机和笔记本电脑上的相机有更小的镜头，因此，传感器也小得多。

传感器的类型也起着重要作用。电荷耦合器件（CCD）和互补金属氧化物半导体（CMOS）传感器是最常见的。CCD传感器在行业中占据了一段时间，因为它们存在的时间更长，产生的图像质量更好，但随着半导体行业的不断扩大，CMOS传感器正在迅速占领市场。CCD和CMOS传感器都将光子转换成电荷，然后读出每个像素的数值。这两者之间的主要区别在于相机的计算机从传感器上读取图像的方式。CCD使用更多的能量来读取像素值，并防止图像的失真。另一方面，CMOS传感器使用非常少的能量，但往往有更多的噪音图像。

极端光照的问题
当光线足够极端时，拍摄具有正确曝光的照片就成了一个棘手的问题。例如，在建筑物内但靠近窗户的地方拍摄的照片，其光线水平变化很大。被摄对象的一些区域可能处于阴影中，而另一些区域则被明亮的光线照亮。当数码相机试图以传统方式拍摄这种类型的图像时，摄影师必须选择是对阴影区域还是对明亮区域使用适当的曝光。然而，通过采用HDR摄影，摄影师可以用适当的曝光来捕捉图像的两个区域。

正常（左）和HDR（右）图像的比较。由Lapse of the Shutter提供。

在上述图像中，有一些明显的差异。在正常图像中，路径的末端曝光过度，而树叶则曝光不足。在这两种情况下，重要的信息都会丢失。然而，HDR图像以适当的曝光捕捉了这两个区域。这使我们能够看到森林地区和小路的更多细节。

HDR摄影是如何工作的？
今天，许多专业摄影机自动加入HDR摄影。甚至一些智能手机也通过拍摄多次曝光并在显示之前将其合并来拍摄HDR照片。一些单反相机也内置了这种机制，不需要后期处理。然而，许多相机没有这个功能，所以这里我们将介绍如何手动操作。

拍摄HDR照片需要对同一图像拍摄几张照片，但曝光程度不同，这在下面的图片中可以看到。要做到这一点，最好是将相机架在三脚架上，以确保相机在两张图片之间不移动。快门释放按钮也有助于防止相机在拍摄时晃动。

HDR照片需要在不同的曝光水平上拍摄几张图片。由美国尼康公司提供。

一旦你拍了几张照片，至少3张，就需要在图像处理程序中进行处理。许多程序，如Lightroom和Photoshop，都有自动处理程序，将一组照片合并为一张HDR图像。

值得注意的是，通过创建HDR图像，你正在增加图像的动态范围。这意味着一张8位的照片将变成16或32位的照片。照片的位数是指一个像素可能采取的数值。对于一张8位照片，有2^8个可能的值，即256。对于一张彩色照片，每个像素有三个值：红、绿、蓝。将范围扩大到32位意味着每个像素可以取更多的值，从而可以在图像中保留更多的信息。

总结
这篇博文只涵盖了HDR摄影的基本理念，以增加照片中的细节和信息。在许多情况下，这种技术被用于纯粹的艺术目的，因为HDR照片更接近于我们的眼睛如何捕捉光线。然而，这是一个非常容易的过程，通常直接纳入相机。有兴趣的读者可能想进一步探索这种技术，阅读更多关于这个主题的深入文章。

这篇博文来自（findlight）由art photonics GmbH赞助--该公司是开发和生产特种光纤产品的领导者，产品应用范围广泛。