相机的动态范围与宽容度,究竟区别在哪里?

相机的动态范围与宽容度,究竟区别在哪里?

这个话题其实挺有意思,很多人可能都看到过这俩定义,也有很多人把这俩当成了一回事,但事实上它们的差别还挺明显的,今天小胖就来跟大家简单解读一下这哥俩到底有啥不一样。

首先,动态范围其实一开始是音频术语,玩过音频的胖友们应该都知道耳机音响之类的都有动态范围的标称数值,动态范围代表的意义是最大不失真输出与系统底噪的比值,这个涵义也随之带入到相机系统当中,而相机的最大不失真输出就是CMOS刚刚达到最大满阱容量,用人话说就是不过曝的最大亮度,不失真=不过曝

系统底噪也很好理解,就是在没有亮度输入时CMOS自带的噪声,盖着镜头盖拍下的照片就是最简单的零亮度输入,有兴趣的朋友可以自己试试ISO 100,随意一个快门速度拍一张盖着盖子的RAW照片,然后再到PS Camera RAW里强行加5档曝光,佳能用户就很有可能看到大量的系统底噪,比如下图的6D2,相对的,基于索尼CMOS的尼康/索尼机身大多就没有这个毛病,再比如下下图的RX10 M4,哪怕它只有1英寸CMOS。

就动态范围来看,各家的RAW几乎都是满阱平场输出16384的14bit ADC,在“最大不失真输出”这一项上大家基本都是同一水平,所以决定CMOS动态范围的就只有系统底噪而已,但刚刚小胖也已经提到了,在系统底噪这方面,佳能虽然已经于1DX2、5D4甚至80D上有所改进,不过比起2008年就开始在CMOS内置ADC的索尼而言,这个差距也不可能是一拍脑袋就能赶上的。

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说完动态范围,再来说宽容度,其实宽容度不像动态范围,它没有严格的数学定义,大家能够理解的意思就是:成像可接受的最亮最暗比。但它有一些客观限制,首先就是你的显示器,可能你在iMac上看曝光完全没问题的一张照片,到客户的渣显示器上就过曝或者欠曝了,这种事情相信设计师朋友们一定遇到过,此前也有人在评论区“指导”小胖测试宽容度应该拍灰度标板,这就是为什么我不会这么做的原因(其实这是测显示器宽容度的简易方法)。

其次是难以对比,动态范围只需对比系统底噪即可,但现实生活拍摄的照片,高低亮度部分就有非常大的不确定性,你不能在网上找个类似的照片就说A相机拍的日出就比B相机拍的日出宽容度高,因为客观环境是完全不同的,即便是同一时间同一地点甚至是同规格镜头采用相同参数,T值、电子快门还是机械快门、不同的真实ISO甚至一些转瞬即逝的光影差异也都会对最终成像造成影响。即便排开这些客观因素,每个人的眼睛对亮度敏感度不同,即便是同款相机拍的同一张照片,能看出的最大/最小亮度区间也会有所不同,因此宽容度带有比较强的主观性。

那么,既然动态范围定义更简单,是不是直接看动态范围就能代表宽容度了呢?毕竟像DPreview这些大站测试的都是动态范围(Dynamic Range)。实际上没那么简单,机身宽容度客观来讲是由CMOS尺寸、动态范围和光电转换率来共同决定的,大底CMOS,比如佳能5DSR在动态范围上可能还不如索尼1英寸的RX100 IV,但因为全画幅先天的信噪比优势,在欠曝5档强行提拉后,5DSR的暗部噪点明显比RX100 IV控制得更好。

但既然是成比率关系,就也会有意外发生,6D2在欠曝5档强制提拉后,噪点表现就明显不如RX100 IV,甚至还出现了偏紫的现象,与5D3如出一辙,可以说这才是大家调侃的“祖传CMOS”,下图可以对比看出真正采用新CMOS设计的1DX2、80D和5D4进步还是很明显的。

除此之外,像尼康D810/D850这种能原生ISO64输出的机身,因为速度可以放得更慢,或者说光圈可以开得更大,使通光量赢在了起跑线上,所以无论是信噪比还是动态范围,都可以领先其他全画幅机身一个档次,小胖即将入手的索尼A7R3在这方面的表现我也是很期待的。

所以,这两个概念的区别,大家get到了么?

发布于 2017-11-21