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天天都在用的HDR,你知道原理吗?

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来源:综合讨论 2019-12-30 16:44:47 |阅读模式
自打智能手机出现,摄像头就在努力追赶相机,卡片相机市场的萎缩,正是对手机摄像头实力的认可,手机也成为了人们的创作工具。

这些年手机拍照的提升我们都看在眼里,但具体是哪些技术或是功能一次又一次推动了手机拍照的进步呢?
天天都在用的HDR,你知道原理吗?-1.jpg

这篇文章我们就从每台手机都有的HDR功能说起,它是如何让手机拍照缩短与相机的差距的。

HDR是“High-Dynamic Range”的缩写,中文是“高动态范围图像”。先来看这两张图:
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两张图均由同一台手机拍摄,对焦点和测光点都是远处的楼体,左图是用手机正常模式拍摄,而右图则是使用了HDR模式拍摄。

可以发现,两张图片所拍摄的窗外景物完全相同,但窗内墙壁的亮度却差距巨大,左边出现了明显的曝光不足,墙壁黑成一片,而右边无论是窗外还是窗内都曝光适度,HDR成功兼顾了窗外的高光以及窗内的阴影。

如何做到的?
天天都在用的HDR,你知道原理吗?-3.jpg

随着手机处理器性能的提升,在拍照时摄像头会一瞬间拍摄过曝、正常、欠曝多张照片,再将照片合成,就实现了兼顾亮部和暗部的照片。

HDR功能为手机拍照带来了非常大的提升,例如遇到这个场景:
天天都在用的HDR,你知道原理吗?-4.jpg

拍照时,我用手机对准建筑测光,建筑主体曝光准确,但遗憾的是,蓝色的天空已经完全过曝,导致惨白一片。

为了挽救天空的蓝色,我又以天空进行测光,再拍摄一次:
天天都在用的HDR,你知道原理吗?-5.jpg

此时,处于暗部的建筑又黑得完全看不清,这就是HDR功能出现以前,我们经常遇到的困扰,现在只需要打开HDR并按下快门,一张兼顾明暗的高动态范围图片就拍摄完成了:
天天都在用的HDR,你知道原理吗?-6.jpg

原理是,HDR开启后。按下相机快门的瞬间,相机同时拍摄过曝、正常曝光、欠曝的照片,取过曝图片的暗部+欠曝照片的亮部,分别弥补正常曝光图片的暗部和亮部,实现一张高动态范围图像。

说起来有点像之前文章(华为P20 Pro深度体验 | 为什么说它是夜景神器?)我们讲的堆栈摄影,但其实还是有一点差别的:
天天都在用的HDR,你知道原理吗?-7.jpg

HDR是同一时刻拍摄多张照片进行合成,堆栈则是在一段时间内拍摄多张照片进行合成,堆栈更麻烦,但对画质的提升更好。

回到我们的HDR上,其实平时我们拍照时逆光场景非常多见,尤其是在白天拍照,一旦画面中出现了天空,那么暗部通常都是欠曝的,HDR功能发挥作用的场景非常多:
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明白了HDR的工作原理和作用后,还有一个问题需要解决——卡顿。

由于HDR是在一瞬间完成多张照片拍摄,所以对手机的处理速度有较高的要求,于是几年前使用手机拍摄HDR的时候,经常会感觉卡一下。
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好在,随着手机各方面性能的提升,目前在中高端手机上使用HDR拍摄已经不再卡顿,甚至像三星S9、iPhone X这样的手机已经将HDR选项“藏”了起来,手机帮助用户智能判断什么时候需要HDR,什么时候不需要HDR,让手机思考更多,用户思考更少。
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