人眼对亮度的感知不是线性的_我们说的 HDR 也许不是一个东西

HDR = High Dynamic Range,高动态范围。在现在的语境下,经常与高清、高画质联系在一起。但很多时候人们对这个词是不求甚解的,甚至把他作为 4k 高清的等价代名词,又或者把他与摄影上的 HDR 风格混为一谈。这篇文章,我希望把 HDR 这个概念彻底解释清楚。

思考:为什么要有 HDR?

目前我们对图像和视频的存储,基本上都是 8bit/channel 的,也就是用 8bit 的数据,存储一个通道的灰度值。8bit 数据可以表示 256 个不同的灰度值。如果场景亮度变化超过了 256 个灰度值能表示的范围,那么现在的图像格式就不能记录下场景里所有的信息。如果我们用更多的比特数来记录灰度值,那么就可以记录更大范围的场景信息,这就是 HDR。

上面这就是通常大家对「为什么要有 HDR」这个问题的解释。然而这是不完全正确的。我们在多媒体处理这个领域里做专业的事情,应该要看得更深刻。

什么叫「场景亮度变化超过了 256 个灰度值能表示的范围」呢?如果场景亮度是 0~255,那正好和 8bit 整数 0~255 一一对应;如果场景亮度是 0~65535 呢?我们一定要用 16bit 来记录吗?难道不可以做一个缩放,用 255 来对应 65535 吗?这是完全可以的,无论一个场景的亮度范围是多少,我们永远可以做一个缩放,用 8bit 的数据来记录。所以,「因为场景亮度范围大于 256 个灰度值,所以要用 HDR」这样的解释,其实是站不住脚的。

那么为什么不这么做?直接在数值上做缩放有什么问题?

题图就是一个具体例子,这个例子的场景中亮度范围远远超过了 8bit 整数能表达的范围。我们拍摄多张不同曝光量的图像,来


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