影調(diào)控制之?dāng)?shù)碼攝影的分區(qū)曝光分析精講

1、影調(diào)控制之?dāng)?shù)碼攝影的分區(qū)曝光分析一傳統(tǒng)影調(diào)控制傳統(tǒng)攝影的影調(diào)控制所采用方法有很多，但最重要又最有效的方法是影調(diào)區(qū)域系統(tǒng)，也稱“分區(qū)曝光法"(ZoneSystem),是美國的攝影大師A亞當(dāng)斯(AnselAdams)發(fā)明的?！皡^(qū)域曝光”理論包括膠片感光度的測定、攝影預(yù)感、測光、曝光控制、顯影控制(影調(diào)的壓縮和擴(kuò)展)銳度的追求、及照片的放大制作等，是指導(dǎo)攝影實(shí)踐的經(jīng)典理論，被認(rèn)為是聯(lián)系攝影科學(xué)與藝術(shù)兩大鴻溝間的橋梁。其實(shí)質(zhì)是應(yīng)用科學(xué)的手段對影象從拍攝到制作進(jìn)行全程的控制。在實(shí)際操作中，將曝光區(qū)分為11個等級，從0區(qū)曝光到X區(qū)曝光。他將反射率為18%的中灰影調(diào)板定為“影調(diào)值V',把直

2、接獲得“影調(diào)值V的曝光稱為“v區(qū)曝光”，拍攝到底片的密度名為“密度值V',從“密度值V'使用正常反差相紙獲得的影調(diào)就是“影調(diào)值V'。以“v區(qū)曝光”加一檔就獲得“vi區(qū)曝光”，減一檔就獲得“IV區(qū)曝光”，其余各區(qū)依此類推。通過分區(qū)曝光對底片上的潛影進(jìn)行控制，再通過膠片顯影的過程控制影調(diào)的壓縮與擴(kuò)張，從而得到高質(zhì)量、層次豐富二傳統(tǒng)影調(diào)區(qū)域與數(shù)碼影像相互對應(yīng)關(guān)系“分區(qū)曝光法”通過幾十年的發(fā)展和完善，被廣泛運(yùn)用于攝影基礎(chǔ)教學(xué)中,我們將以“區(qū)域曝光”理論作指導(dǎo)，對數(shù)碼相機(jī)區(qū)域曝光、制作曝光區(qū)等級、特性曲線、有效幅度與紋理幅度的探索目前數(shù)碼感光器件分為CCD口CMOS大類。CC廊為

3、電荷耦合半導(dǎo)體器件,CMOS為互補(bǔ)型金屬氧化物場效應(yīng)器件，它們都是半導(dǎo)體器件，其工作原理沒有本質(zhì)的區(qū)別。它們在數(shù)碼照相機(jī)中的作用是把影像的光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柌⒎謩e寄存起來，在外加掃描信號的作用下傳輸出去，最后經(jīng)過各種運(yùn)算轉(zhuǎn)換為圖像的數(shù)碼文件”“數(shù)碼圖像傳感器利用感光單元來接受光線，但對光線的色彩沒有識別能力。那怎么讓它感知色彩呢，現(xiàn)在的常規(guī)做法是在每個圖像傳感器單元的前面加上濾色鏡，這又可以分為原色RGBg鏡和補(bǔ)色CMYG鏡兩種，這種技術(shù)被稱為馬賽克技術(shù)(Mosaic)。"MosaicCapture<從以上文圖分析我們可以得出，對傳統(tǒng)攝影中膠片的感光度及曝光測定，對應(yīng)數(shù)碼影像將

4、轉(zhuǎn)為對感光器件的測定，而顯影及放大制作將與計算機(jī)圖形處理軟件中的直方圖(Histogram)產(chǎn)生對應(yīng)。直方圖(Histogram)從0255分為25(8bit)的亮度等級，也就是我們平常說的“255級灰階”如下圖：255皴色階通過“分區(qū)曝光法”的曝光區(qū)域與直方圖的亮度范圍關(guān)系對應(yīng)，我們將亮度等級分為11個區(qū)，平均23級為一個曝光區(qū)，中間值為127和128。所以我們將116至139的亮度范圍定義為“V區(qū)”，其余每變化一區(qū)曝光，灰度級相應(yīng)增減23級，依此類推，得到如下對應(yīng)關(guān)系：曝光區(qū)0IIIIIIIVV鳧度范圍0-2324-4647-6970-9293-115116-139曝光區(qū)VVIVIIVII

5、IIXX鳧度范圍116-139140-162163-185186-208209-231232-255三對數(shù)碼相機(jī)區(qū)域曝光測定的實(shí)驗(yàn)方法獲得理論的對應(yīng)關(guān)系后我們將進(jìn)行具體的實(shí)驗(yàn)，方法步驟如下：1 .選擇物體色調(diào)均勻區(qū)域作為被攝對象，這樣做的目的是在成像區(qū)域獲得相對集中的灰度值。2 .以測光值直接拍攝一張，然后增減5檔曝光，每增減一檔各拍一張。這樣，我們就得到11張照片。分別對應(yīng)11個曝光區(qū)。其中第一張是直接測光所獲得的反射率為18%的中灰影調(diào)，即“V區(qū)曝光”所得到的影調(diào)。再以測定的正準(zhǔn)確感光度曝光數(shù)據(jù)為V區(qū)，再分別加減各5級曝光進(jìn)行拍攝。記錄每一次拍攝的具體數(shù)據(jù)，如下表拍攝參數(shù)：0IIIIIII

6、VVVIVIIVIIIIXX1/5001/2501/1251/601/301/151/81/41/2123 .將所獲得的數(shù)據(jù)在直方圖中相對應(yīng)繪制成曲線LkvHI從以上結(jié)果我們可以得出，曝光等級中的“V區(qū)曝光”為正確曝光，減少曝光量將降低相片影調(diào)值，增加曝光量將提高相片的影調(diào)值。因此，在決定其它曝光等級時，把每增減一級曝光量作為曝光等級中變化一個區(qū)的曝光，在相片影調(diào)中作為提高或降低一個影調(diào)值。因此，將曝光量減少一級，即可得到“IV區(qū)曝光”，再一級級減少曝光量，就可得到“田區(qū)”、“H區(qū)”、“I區(qū)”和“o區(qū)”的曝光影調(diào)值。同樣，從“V區(qū)”開始逐級增加曝光量，則可得到“VI區(qū)”、“叩區(qū)”、“u區(qū)”、“

7、ix區(qū)”和“X區(qū)”的曝光影調(diào)值。四數(shù)碼影像的分區(qū)曝光分析區(qū)域系統(tǒng)攝影理論中規(guī)定了在整個曝光幅度內(nèi)各種影調(diào)的幅度：1 .從“o區(qū)”到“X區(qū)”，即從全黑到純白，為全影調(diào)幅度。2 .從“I區(qū)”到“DC區(qū)”，是具有基本影調(diào)值的有效幅度。3 .從區(qū)”到“叩區(qū)”，能清楚地表現(xiàn)出紋理質(zhì)感的紋理幅度。紋理幅度是影像中最重要的影調(diào)區(qū)域，以下將通過照片來進(jìn)行對比分析.照片a,III區(qū)曝光（曝光不足）.照片b,V區(qū)曝光（曝光準(zhǔn)確）.照片c,VII區(qū)曝光（曝光過度）abc在以上照片所示場景中，當(dāng)曝光增減，明亮部分的變化要大于陰暗部分變化我們可以結(jié)合直方圖和曲線圖對影調(diào)區(qū)域變化作進(jìn)一步對比.g111mimv即？口幅1:kiI-正常曝光畫面影調(diào)區(qū)域VII-IX變化對比譚濡|口；ME暹白匚；ncrf-ll.fflj'lwi#押電R-正常曝光畫面影調(diào)區(qū)域IV-VII變化對比正常曝光畫面影調(diào)區(qū)域I-II變化對比小結(jié)從以上影調(diào)區(qū)域變化對比分析，隨著曝光量的增加，亮部影調(diào)收窄，亮部紋理損失嚴(yán)重，曝光量的減少，暗部影調(diào)損失較小.根據(jù)“有效幅度”和“紋理幅度”的論述，結(jié)合直方圖和曲線圖的對比分析，可以得出數(shù)碼影像最佳有效幅度曝光區(qū)是IVV之